WWW.DISS.SELUK.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА
(Авторефераты, диссертации, методички, учебные программы, монографии)

 

Федеральное агентство по образованию

ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет УПИ»

А. А. Грицук

ОСНОВЫ ТЕОРИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ АППАРАТОВ

Учебное электронное текстовое издание

Подготовлено кафедрой «Техника высоких напряжений»

Научный редактор: доц., к.т.н. Лузгин В. И.

Методические указания к самостоятельной работе по курсу «Основы теории электрических аппаратов» для студентов всех форм обучения направления 140000 Энергетика, энергетическое машиностроение и электротехника; специальности: 140602 Электрические и электронные аппараты.

В методических указаниях дано изложение содержания изучаемых вопросов в соответствии с темами курса «Основы теории электрических аппаратов»; приведены контрольные вопросы;

указаны номера типичных задач с решениями; материалы для контрольных заданий и курсовых работ.

© ГОУ ВПО УГТУУПИ, Екатеринбург

ПРЕДИСЛОВИЕ

Дисциплина «Основы теории электрических аппаратов» является теоретической основой специальной подготовки инженеров по профилю «Электрические аппараты». Основная ее задача состоит в формировании необходимых физических представлений и математических моделей всего круга научно-технических понятий своей специальности.

Специалист по «Электрическим аппаратам» должен иметь полные и исчерпывающие знания о физической сущности процессов, которые лежат в основе принципа действия основных типов аппаратов и определяют их возможности и характеристики. Важной задачей дисциплины является выработка у студента навыков свободного использования расчетных моделей для оценки основных характеристик электрических аппаратов (ЭА).

В настоящее время нет единого учебника, соответствующего требованиям действующей типовой программы дисциплины. Изложение основных тем теории ЭА в существующих учебных пособиях разными авторами дается с неодинаковой полнотой и часто исходит из разных методических позиций.

Поэтому здесь по отдельным темам указывается первым тот литературный источник, который, по субъективному мнению автора данной работы, наиболее полно соответствует требованиям программы, хотя это не исключает возможности изучения курса по другим источникам. В этом случае особенно важно руководствоваться приведенными контрольными вопросами.

ВВЕДЕНИЕ

Содержание темы. Значение дисциплины и ее место в образовании инженера-электромеханика по специальности «Электрические аппараты».

Содержание и задачи курса. Значение ЭА в народном хозяйстве. Некоторые сведения из истории развития электроаппаратостроения; вклад отечественных ученых. Направления совершенствования ЭА, роль микропроцессорной техники.

Методические указания. Понятие «Электрический аппарат» объединяет широкую группу электрооборудования, предназначенного для управления процессом производства, передачи и потребления электроэнергии. Электрические аппараты находят применение практически во всех отраслях народного хозяйства и являются основой комплексной механизации и автоматизации всех производственных процессов.

При изучении настоящего раздела необходимо четко уяснить связь назначения аппарата с предъявляемыми к нему требованиями, важнейшие из которых – надежность, долговечность, технологичность и невысокая себестоимость, усвоить определения для основных групп электрических аппаратов.

Обратить внимание на достижения в области разработки и производства аппаратов.

Содержание тем не исчерпывается указанной литературой. Студент должен быть в курсе задач своей отрасли производства, вытекающих из перспективы развития народного хозяйства. Важнейшие задачи электроаппаратостроения и последние достижения ежегодно освещаются в обзорных статьях электротехнических журналов «Электротехника» и «Электричество».

Литература: [5, с. 3–29]; [2, с. 6–10].

Вопросы для самоконтроля 1. Дайте определение термина «Электрический аппарат».

2. Охарактеризуйте значение ЭА в народном хозяйстве.

3. Приведите классификацию ЭА.

1. ИСТОЧНИКИ ТЕПЛОТЫ И ТЕПЛОВЫЕ ПРОЦЕССЫ

Содержание темы. Тепловые режимы, их общая характеристика.

Допустимые температуры нагрева узлов, факторы их определяющие. Задачи теплового расчета аппаратов. Использование тепловых явлений для построения ЭА.

Источники теплоты в ЭА. Джоулево тепло; источники теплоты, обусловленные поверхностным эффектом и эффектом близости; источники теплоты в ферромагнитных проводниках с токами, источники теплоты в ферромагнитных нетоковедущих частях ЭА. Источники теплоты в диэлектриках.

Методы уменьшения мощности источников теплоты.

Первичные виды переноса теплоты в ЭА: теплопроводность, конвекция, излучение. Формула Ньютона для теплоотдачи, понятие коэффициента теплоотдачи.

Задачи теплопроводности применительно к условиям ЭА. Температурное поле. Закон Фурье для теплопроводности; уравнение теплопроводности.

Аналитические методы его решения, условия однозначности; численные методы.

Дифференциальные уравнения теплообмена в движущейся среде. Теория подобия. Критерии подобия и критериальные уравнения конвективного теплообмена. Свободная конвекция в естественных условиях; в ограниченном пространстве.

Теплообмен излучением в ЭА. Закон Стефана-Больцмана для теплового излучения, коэффициент теплоотдачи излучением.

Методические указания. В большинстве типов ЭА тепловые процессы являются сопутствующими, потери энергии нежелательными, а температура нагретых элементов должна быть близкой к допустимым значениям (не превышая ее).

При изучении данной темы необходимо обратить внимание на причины возникновения потерь в токоведущих и конструкционных элементах аппаратов, изучить методы определения величины этих потерь и методы их уменьшения, а также смысл и закономерности основных первичных способов теплопереноса.

Процессы переноса теплоты внутри твердого тела и передачи теплоты от нагретого тела описываются дифференциальными уравнениями теплообмена.

Изучите аналитические методы решения уравнения теплопроводности. В общем случае для оценки процесса теплоотдачи конвекцией используется теория подобия.

Она дает такую форму обработки опытных результатов, из которых получаются соотношения, отвечающие указанным уравнениям. Следует изучить основы теории подобия, основные критерии и смысл критериальных уравнений: теплоотвод при различных характерах движения среды; выяснить смысл коэффициента теплоотдачи.

Перенос теплоты излучением имеет свои физические особенности, определяющие его роль в суммарном процессе теплоотдачи.

Литература: [1, с. 5–28]; [5, с. 247–283].

Вопросы для самоконтроля 1. Почему необходимо иметь высокую температуру нагрева элементов аппаратов вплоть до допустимых значений; чем определяются допустимые значения? Укажите порядок величины допустимой температуры для рабочих и аварийных режимов.

2. Назовите основные источники теплоты в ЭА и объясните их физическую природу.

3. Что такое поверхностный эффект и эффект близости, каким образом учитывается их проявление в расчете потерь энергии?

4. Перечислите методы уменьшения потерь в токоведущих и конструкционных элементах аппаратов, дайте их обоснование.

5. Изложите основные способы теплоотдачи и сформулируйте законы, описывающие их количественные соотношения.

6. Объясните физический смысл терминов – коэффициент теплопроводности и коэффициент теплоотдачи. Какова их размерность?

7. Дайте характеристику температурного поля и основных величин, характеризующих перенос теплоты – количество теплоты, тепловой поток, плотность теплового потока.

8. Какие типы краевых задач теплопроводности принято выделять в задачах теплообмена? Дайте их физическую характеристику.

9. Назовите основные методы решения уравнения теплопроводности; дайте их краткую характеристику.

10.Определите понятие «критерий подобия». В чем смысл понятия «определяющий критерий».

11. Напишите в общем виде критериальное уравнение для теплоотдачи с поверхности нагретого тела, объясните его смысл.

12. Как записывается критериальное уравнение для стационарных режимов при свободной и вынужденной конвекции?

13. Что такое абсолютно черное тело, какова степень черноты реальных объектов?

14. Приведите примеры полезного использования тепловых явлений в ЭА;

дайте их обоснование.

Задачи. Ознакомьтесь с решением задач 1.1.1, 1.1.4, 1.1.21, 1.3.7 и 1.4.13 по [4].

Решите самостоятельно задачи 1.1.2, 1.1.7, 1.3.3.

2. ПЕРЕХОДНЫЕ ТЕПЛОВЫЕ РЕЖИМЫ АППАРАТОВ

Содержание темы. Нестационарные тепловые явления в аппаратах. Общее уравнение баланса энергии и его решение; тепловая постоянная времени. Процессы нагрева и остывания ЭА. Кратковременный, повторно-кратковременный и перемежающийся процессы нагрева. Понятие о коэффициентах перегрузки и эквивалентных длительных токах.

Адиабатный процесс нагрева. Методы тепловых расчетов токоведущих частей ЭА в режимах короткого замыкания. Термическая стойкость ЭА.

Методические указания. Тепловые процессы значительно более инерционны, чем электрические. В рабочих режимах – продолжительном, кратковременном и повторно-кратковременном – переходный тепловой процесс имеет апериодический характер с достаточно большой величиной постоянной времени. Аварийные тепловые режимы протекают по адиабатическому закону и характеризуются неуменьшающейся скоростью роста температуры. При изучении данного раздела необходимо четко представлять баланс энергии в каждый момент, соотношение между накоплением внутренней энергии в форме тепла и тепловым потоком в окружающую среду, уметь выполнять анализ как рабочих, так и аварийных тепловых процессов, освоить понятие термический стойкости аппарата.

Литература: [5, c. 294–308]; [1, с. 62–74].

Вопросы для самоконтроля 1. В чем различие энергетического баланса рабочих тепловых режимов и аварийных?

2. Напишите уравнение кривой нагрева для случая предварительного подогрева и без него. Как записывается уравнение остывания?

3. Дайте определение постоянной времени нагрева. Какими параметрами определяется ее величина? Как определить постоянную времени по кривой нагрева?

4. При каких условиях постоянная времени нагрева и охлаждения для одного и того же узла аппарата одинаковы?

5. Какое из двух геометрически подобных тел, большее или меньшее, достигает быстрее установившейся температуры?

6. Объясните понятие перегрузочного коэффициента по току при кратковременном и повторно-кратковременном режиме. Каково соотношение их значений?

7. Что такое адиабатный процесс нагрева? В каких условиях он имеет место?

8. Как зависит скорость нагревания от режимов нагрева?

9. Что такое фиктивный процесс нагрева проводника токами короткого замыкания?

10. Дайте определение термина «термическая стойкость».

11. Составьте и обоснуйте алгоритм расчета теплового режима однородного проводника токами к.з.

Задачи. Проследите ход решения задач 1.2.1, 1.2.10, 1.2.14, 1.2.19 по [4]. Решите самостоятельно задачи 1.2.3, 1.2.8, 1.2.15.

3. СТАЦИОНАРНЫЙ НАГРЕВ УЗЛОВ ЭА

Содержание темы. Нагрев однородного проводника в квазистационарном режиме. Применение формулы Ньютона для расчета теплового состояния.

Основные модели задач стационарного нагрева узлов ЭА.

Расчет передачи теплоты в квазистационарном режиме на основе уравнения теплопроводности. Расчет теплоотдачи через плоские стенки без источников теплоты. Понятие теплового сопротивления. Закон Ома для теплопроводности.

Эквивалентные схемы замещения. Расчет теплоотдачи в цилиндрических стенках без источников тепла. Тепловой расчет цилиндрических и прямоугольных изолированных проводников. Расчет распространения теплоты вдоль проводника неограниченной и конечной длины от сосредоточенного теплового источника.

Расчет установившегося нагрева цилиндрических катушек.

Расчет теплообмена в ограниченном пространстве. Методы интенсификации охлаждения ЭА.

Методические указания. В стационарном состоянии вся энергия потерь нагретым телом отдается в окружающую среду. В ряде важных случаев квазистационарные тепловые процессы рассчитываются с использованием аналогий цепей по эквивалентным тепловым схемам замещения. Такие методы необходимо уметь применять для расчета нагрева голого и изолированного проводника, цилиндрической катушки, стержневого радиатора.

Литература: [5, с. 283–294]; [1, с. 22–29, 74–80].

Вопросы для самоконтроля 1. Сформулируйте закон сохранения энергии для стационарного состояния нагретого тела.

2. Какой вид имеет график изменения температуры в толщине плоской стенки при передаче через нее теплоты?

3. Составьте выражение для закона Ома при переносе теплоты теплопроводностью и объясните смысл входящих в него величин.

4. Напишите выражение для теплового сопротивления плоской стенки без внутренних источников тепла.

5. Напишите выражение для теплового сопротивления цилиндрической стенки без внутренних источников тепла.

6. Какими видами теплоотдачи распространяется теплота в твердых телах, жидкостях, газах и вакууме?

7. Изобразите ход кривой распределения температуры по толщине катушки.

В каком случае наиболее нагретый слой находится на ее внутренней поверхности?

8. Составьте и обоснуйте алгоритм теплового расчета цилиндрического изолированного проводника.

Задачи. Проследите ход решения задач 1.5.9, 1.5.15, 1.5.29 по [4], решите самостоятельно задачи 1.5.3, 1.5.5.

4. МАГНИТНЫЕ ЦЕПИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ АППАРАТОВ

Содержание темы. Основные законы магнитной цепи (МЦ), основные составляющие магнитной цепи и их характеристики.

Магнитные проводимости воздушных зазоров. Приближенные методы расчета проводимостей – метод вероятных путей потока, метод расчетных полюсов. Сопротивления участков магнитопровода из ферромагнитных материалов.

Дифференциальные уравнения магнитной цепи. Условия и методы решения уравнений в аналитическом виде. Распределение потока в магнитной цепи.

Приведение потока рассеяния к воздушному зазору, приведенная проводимость.

Эквивалентные схемы замещения магнитной цепи. Коэффициенты рассеяния.

Приближенные методы расчета магнитных цепей: расчет по участкам, расчет по коэффициентам рассеяния, метод двойного графического интегрирования.

Аналитические методы расчета магнитных цепей.

Применение ЭВМ для расчета магнитных цепей.

Методические указания. Магнитная цепь описывается системой дифференциальных уравнений, решение которых в общем виде возможно лишь без учета сопротивления стали. Такой приближенный подход позволяет установить основные особенности распределения потока в магнитной системе (МС), в том числе и потока рассеяния, установить требуемый вид и параметры эквивалентных схем замещения.

Существующие инженерные методы расчета магнитных цепей, изучение которых предусмотрено программой, представляют собой численные методы решения системы дифференциальных уравнений, основанные на определенных допущениях о предполагаемом характере и методе учета распределения потоков в магнитной системе, учете магнитных сопротивлений стали и т. п. При их изучении и освоении следует обратить внимание на применяемые допущения, область применения каждого метода, ожидаемую точность расчета, возможность алгоритмизации для использования ЦВМ.

Литература: [1, с. 366–408]; [5, с. 47–86].

Вопросы для самоконтроля 1. Укажите, какие ограничения имеют место при представлении магнитной системы цепью. Назовите единицы измерения основных составляющих магнитной цепи.

2. Как определяется магнитная проводимость воздушного зазора методом вероятных путей потока?

3. Как определить магнитную проводимость воздушного зазора полюс-полюс методом расчетных полюсов?

4. Как будет изменяться коэффициент выпучивания при уменьшении величины зазора?

5. Какой физический смысл реактивной составляющей магнитного сопротивления ферромагнитного сердечника? Как вычислить его величину?

6. Что такое магнитная система с распределенной намагничивающей силой?

Почему в таких системах уменьшается поток рассеяния?

7. Поясните смысл приведения потока рассеяния к воздушному зазору. Как изменяется при этом величина потока рассеяния?

8. Как влияет воздушный зазор в основании магнитной системы на форму диаграммы кривой потока в ее сердечниках?

9. Изобразите диаграмму кривой потока втяжной магнитной системы со стопом и без него.

10. Каким образом влияет сопротивление стали на величину потоков рассеяния?

11.Каким образом учитывается сопротивление стали в методе участков расчета магнитных систем?

12. Приведите усреднение магнитного потока в сердечниках МС по их длине для П-образной и втяжной формы.

13. Составьте и обоснуйте алгоритм метода участков расчета магнитной цепи.

Задачи. Проследите ход решения задач 5.1.9, 5.1.18 и 5.2.1 по [4].

5. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ СИЛЫ

Содержание темы. Электромагнитный механизм и его рабочий цикл.

Преобразование энергии в электромагнитных механизмах – баланс энергии при неизменном токе и неизменном потокосцеплении. Аналитическое выражение потокосцепления электромагнитов.

Электромагнитные взаимодействия, их природа; электромагнитные силы.

Уравнение силы по характеристикам электромагнитного поля воздушных зазоров – формула Максвелла. Вывод энергетической формулы для сил. Взаимосвязь формулы Максвелла и энергетической формулы.

Методические указания. При всем разнообразии форм и типов электромагнитных механизмов общей их основой является характер преобразования электрической энергии в магнитную, а затем механическую.

Следует обратить внимание на то, что в электрических аппаратах электромагниты чаще всего применяются лишь как источник силы, а не работы.

Для определения величин силы электромагнитного притяжения применяются энергетическая формула и формула Максвелла. Необходимо иметь ясное представление о допущениях, принятых при их выводе, целесообразной области применения, их взаимосвязи.

Литература: [1, с. 416–440]; [6, с. 99–110].

Вопросы для самоконтроля 1. Дайте графическое представление преобразования энергии источника в магнитную энергию электромагнита за один цикл.

2. Что такое коэнергия в электромагнитном механизме? Для каких целей используется это понятие?

3. В чем отличие баланса энергии электромагнитов с неизменной намагничивающей силой и неизменным потокосцеплением?

4. Каким образом учитывается влияние полей рассеяния на величину потокосцепления?

5. Как учитывается сопротивление стали в энергетической формуле силы?

6. Каким образом потоки рассеяния влияют на величину силы в электромагнитном механизме?

7. Каково влияние краевых потоков в зазоре на величину силы в электромагнитах?

8. Поясните смысл терминов «статическая электромагнитная сила» и «динамическая электромагнитная сила».

5.9. Каково влияние воздушного зазора в основании МС на величину электромагнитной силы?

10. При каких условиях энергетическая формула и формула Максвелла равнозначны?

11. Почему формулу Максвелла целесообразно применять при малых воздушных зазорах в магнитной системе?

12. Как влияет величина зазора в воротничке втяжного электромагнита на величину тяговой силы?

Задачи. Проследите ход решения задачи 5.2.13. Самостоятельные числовые расчеты производятся при выполнении курсовой работы № 1.

6. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ МЕХАНИЗМЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Содержание темы. Электромагниты постоянного тока. Параметры, характеристики и схемы электромагнитов постоянного тока. Тяговые характеристики; способы регулирования формы тяговых характеристик. Расчет обмоточных данных катушек электромагнитов.

Динамика электромагнитов. Время и ток трогания. Оптимальная индуктивность и время трогания. Время движения, методы его расчета.

Быстродействующие электромагниты. Конструктивные принципы замедления срабатывания. Схемные способы изменения времени срабатывания электромагнитов на включение и отключение.

Методические указания. Электромагниты постоянного тока – это устройства с неизменной намагничивающей силой. Тяговые характеристики их зависят от типа исполнения и глубины насыщения стали. С увеличением зазора сила обычно резко падает. Велика инерционность электромагнита постоянного тока. Характер тяговой характеристики возможно видоизменить простыми техническими приемами; возможно ускорение и замедление срабатывания.

Литература: [1, с. 450–480]; [6, с. 110–126].

Вопросы для самоконтроля 1. Как влияет насыщение стали на тяговую характеристику электромагнита постоянного тока?

2. Почему полюсный наконечник уменьшает тяговую силу при малых зазорах и увеличивает при больших?

3. Что такое динамическая тяговая характеристика? От каких факторов зависит ее вид?

4. Почему катушки электромагнитов постоянного тока выполняют высокими?

5. Как изменятся обмоточные данные катушки электромагнита постоянного тока при увеличении напряжения в четыре раза?

6. Как изменятся обмоточные данные катушки электромагнита постоянного тока при увеличении намагничивающей силы в два раза?

7. В каких условиях вихревые токи в сердечнике магнитной системы уменьшают время срабатывания?

8. Приведите кривую изменения тока в процессе срабатывания электромагнита постоянного тока. Как влияет насыщение стали на кривую тока?

9. Что такое форсировка срабатывания? Какими причинами обусловлено ускорение срабатывания при форсировке?

10. Почему замедляющий демпфер целесообразно устанавливать на обоих сердечниках П-образного электромагнита?

11. Почему влияние замедляющего демпфера больше при притянутом якоре магнитной системы?

Задачи. Самостоятельные числовые расчеты выполняются в курсовой работе № 1.

7. ПОЛЯРИЗОВАННЫЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ МЕХАНИЗМЫ

Содержание темы. Магнитные цепи с постоянными магнитами – точка схода, линия возврата, стабилизация магнитных характеристик. Учет потоков рассеяния, схема замещения и ее параметры. Расчет магнитных систем с постоянными магнитами, учет МДС управления.

Принцип действия и типы поляризованных механизмов, основные характеристики ПЭММ. Тяговые характеристики поляризованных ЭММ с параллельной магнитной цепью.

Методические указания. В поляризованных механизмах за счет изменения двух и более источников МДС создается свойство воспринимать направление тока в источнике МДС управления. В качестве источника поляризующей МДС чаще всего используются постоянные магниты. Их характеристики определяют и параметры поляризованных механизмов.

Литература: [1, с. 442–4450], [5, с. 107–118].

Вопросы для самоконтроля 1. По каким параметрам магнитотвердые материалы отличаются от магнитомягких и насколько?

2. Что такое кривая размагничивания постоянного магнита, в каком квадранте она расположена?

3. Что такое линия магнитного возврата постоянного магнита, чем определяется ее положение?

4. Как обеспечивается стабилизация параметров постоянного магнита в электромагнитном поляризованном механизма?

5. Что такое коэффициент возврата постоянного магнита?

6. Что такое линия зазора в поляризованном механизме, как она расположена в диаграмме В = f(Н)?

7. Что такое фиктивная коэрцитивная сила магнитотвердого материала?

8. Каково соотношение величин МДС управления в схемах поляризованных механизмов с параллельной и последовательной схемой включения поляризующей МДС?

9. Чем определяется высокое быстродействие поляризованных электромагнитных механизмов?

Задачи. Проследите ход решения задачи 5.4.23. [4]. Самостоятельных расчетов по теме не предусматривается.

8. ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ПОЛЕ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ АППАРАТАХ

Содержание темы. Уравнения электромагнитного поля и магнитные цепи.

Общая физическая постановка задач теории поля для магнитных цепей. Условия однозначности решения уравнений поля, характерные для электромагнитных систем ЭА. Методы решения задач электромагнитного поля.

в применении к ЭА – метод сеток, метод конечных элементов, метод вторичных источников. Алгоритмы решения задач на ЦВМ. Применение методов теории поля к расчету магнитных проводимостей воздушных зазоров.

Методические указания. Магнитная система представляет собой пространственную конструкцию, в которой физические величины, определяющие электромагнитные явления, образуют пространственное поле. Расчет электромагнитного поля позволяет более точно определять основные характеристики магнитных систем и может дать уточнение значений основных величин, используемых при представлении магнитной системы цепью.

При изучении данного раздела необходимо научиться использовать уравнения Максвелла для расчета электромагнитного поля магнитных систем аппаратов, освоить методы непосредственного решения и численные методы.

Литература: [3, с. 169–187].

Вопросы для самоконтроля 1. Запишите уравнение Максвелла для квазистационарного магнитного поля в дифференциальной и интегральной форме.

2. Изобразите диаграмму распределения индукции в воздушном зазоре магнитной системы.

3. Что такое векторный потенциал магнитного поля? Каким образом вычисляется его величина?

4. Дайте определение основных дифференциальных операторов-градиент, дивергенция, ротор.

5. Поясните физический смысл метода конечных элементов решения задач теории поля.

6. Поясните физический смысл метода вторичных источников решения задач теории поля.

7. Приведите последовательность расчетных операций при расчете полей методом сеток.

Задачи. Выполнение числовых расчетов по данной теме не предусматривается.

Рекомендуется ознакомиться с текстом программ и внимательно проследить алгоритм расчета поля различными методами [3].

9. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ МЕХАНИЗМЫ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Содержание темы. Особенности работы и конструктивного исполнения.

Характер электромагнитных сил, пульсация силы. Тяговые характеристики электромагнитов переменного тока, токовая характеристика. Двухфазные и трехфазные электромагниты, электромагниты с экранирующим (короткозамкнутым витком КЗВ).

Процессы в электромагнитах с экраном. Сопротивления, вносимые экраном в магнитную цепь; схемы замещения и их расчет. Расчет сил в электромагнитах переменного тока с КЗВ. Влияние величины зазора, сопротивления экрана и степени экранирования на величину пульсации и форму тяговой характеристики.

Электромагниты, работающие на выпрямленном токе.

Особенности динамических характеристик электромагнитов переменного тока. Уравнения и кривые изменения потока при включении. Роль фазы включения. Естественная форсировка в электромагнитах переменного тока.

Методические указания. При изучении материала данной темы необходимо обратить внимание на ряд особенностей электромагнитов переменного тока.

Работа в режиме неизменности потокосцеплений приводит к заметному отличию некоторых характеристик от аналогичных при постоянном токе: малое число витков катушки, пологий характер тяговой характеристики, зависимость тока от зазора и др.

1. Работоспособность электромагнита оценивается по постоянной составляющей электромагнитной силы.

2. В электромагнитах переменного тока обязательно применение устройств для снижения пульсации силы.

3. Такие электромагниты требуют большего расхода стали на магнитопровод.

Определяется это ограничением по насыщению стали.

Расчет магнитных цепей при переменном токе производится аналитически комплексным методом. В схемах замещения учет потерь в стали и влияние экрана производится реактивной составляющей магнитного сопротивления.

Электромагниты переменного тока обладают повышенным быстродействием без специальных средств ускорения срабатывания.

Литература: [1, с. 409–416], [5, с. 118–125].

Вопросы для самоконтроля 1. В каких случаях и почему электромагниты переменного тока работают с неизменным потокосцеплением?

2. Сравните и объясните соотношение тяговых характеристик электромагнитов переменного и постоянного тока.

3. Объясните характер токовой характеристики электромагнита переменного тока.

4. Возможно ли включение электромагнита переменного тока на постоянного напряжение и наоборот?

5. Как изменится средняя величина потока в магнитной системе переменного тока при уменьшении рабочего зазора?

6. Объясните необходимость снижения пульсации силы. Какие для этой цели используются средства?

7. Что такое самоустановка и почему она необходима в электромагнитах переменного тока?

8. Если средний поток в сердечниках при перемещении якоря остается неизменным, то в чем причина изменения потока рассеяния?

9. Поясните принцип действия экранирующего к.з. витка. Каковы целесообразные значения экранируемого сечения полюса?

10. Как изменится тяговая характеристика электромагнита и ток в его катушке, если экран будет снят?

11. Постройте векторную диаграмму П-образного электромагнита при начальном и конечном зазоре, объясните их различие.

12. В чем причина повышенного быстродействия электромагнитов переменного тока? Что такое естественная форсировка?

13. Составьте и обоснуйте алгоритм расчета магнитной цепи электромагнита переменного тока с экраном.

Задачи. Проследите ход решения задач 5.3.5, 5.3.11, 5.3.21 и 5.3.25.

Самостоятельные расчеты входят в выполнение курсовой работы № 2.

10. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ КОНТАКТЫ

Содержание темы. Разновидности электрических контактов, их классификация. Сопротивление электрического контакта. Сферическая и эллиптическая модели контактирования. Основные факторы, определяющие величину переходного сопротивления контакта.

Нагрев электрических контактов в установившемся режиме;

термоэлектрические эффекты и нагрев контактной площадки. Зависимость переходного сопротивления контактов от нажатия и падения напряжения на них.

Влияние контактов на нагрев контактирующих проводников. Сваривание контактов. Особенности работы коммутирующих контактов. Тепловые процессы в размыкающих контактах. Массоперенос в контактах. Методы расчета мостиковой и дуговой эрозии. Методы борьбы с износом электрических контактов.

Жидкометаллические контакты.

Методические указания. Понятие контакта имеет смысл и как узел ЭА, и как особые явления в смыкаемых деталях его токоведущего контура. Основной характеристикой контакта является переходное сопротивление. Чем оно меньше и стабильнее во времени, тем лучше и надежнее контакт.

Рассмотрите сферическую и эллиптическую модели контакта для расчета сопротивления в области стягивания и сопоставьте теоретические и экспериментальные зависимости переходного сопротивления контакта от силы нажатия, температуры поверхности, свойств контактных материалов. Следует проанализировать, чем определяется падающий характер кривой зависимости переходного сопротивления от силы нажатия, а также вид и характер других зависимостей.

В замкнутом положении тепловая энергия, выделяемая на переходном сопротивлении, вызывает дополнительный нагрев контактных деталей и точек контактирования, который может оказаться чрезмерным и вызвать местное расплавление металла контактов. При протекании сверхтоков возможно самопроизвольное размыкание контактов.

Замыкание контактов электрической цепи высокого напряжения сопровождается предварительным электрическим пробоем межконтактного промежутка с образованием электрической дуги, особенно опасной при вибрации контактов возможностью их сваривания. Размыкание контактов обычно сопровождается интенсивным износом в форме дуговой или мостиковой эрозии.

Необходимо освоить количественные зависимости, характеризующие эти процессы, меры ослабления их воздействия и конструктивные способы обеспечения длительной работоспособности контактных узлов электрических аппаратов.

Литература: [1, с. 120–170]; [5, с. 308–323].

Вопросы для самоконтроля 1. Что такое электрический контакт? Какова микроструктура контактной поверхности?

2. Дайте характеристику пленок на контактной поверхности. Какова их роль в проведении электрического тока?

3. Что такое туннельный эффект и фриттинг? Дайте характеристику их роли в проведении электрического тока.

4. Перечислите факторы, влияющие на величину переходного сопротивления контакта. Каков характер этого влияния?

5. Какие основные составляющие переходного сопротивления имеют место в контакте?

6. Что такое сопротивление стягивания в электрическом контакте? Дайте его формульное выражение для сферической и эллиптической модели.

7. Зависит ли переходное сопротивление контакта от кажущейся контактной поверхности, от удельного сопротивления материалов?

8. Как зависит переходное сопротивление от напряжения на контактной площадке? Поясните смысл понятий напряжения размягчения и напряжения плавления.

9. Изобразите диаграмму изменения температуры вдоль токоведущего контура аппарата с двумя последовательными торцевыми контактами.

10. Какие виды электрического износа имеют место в размыкаемых контактах? Чем обусловлен износ при включении и отключении?

11. Поясните смысл терминов: провал, перекат, проскальзывание. Каково их назначение?

12. Какими способами электрический контакт выполняется многоточечным?

В чем его преимущества, какова область применения?

Задачи. Проследите ход решения задач 4.1.1, 4.1.4, 4.1.8, 4.2.1, 4.3.1 по [4]. Решите самостоятельно задачи 4.1.11, 4.2.7, 4.3.2.

11. ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКИЕ И ИНДУКЦИОННОДИНАМИЧЕСКИЕ СИЛЫ В ЭА

Содержание темы. Электродинамические силы как результат взаимодействия проводников с токами. Прямой метод расчета ЭДУ; коэффициент контура. Распределение силы по длине взаимодействующих проводников;

определение точки приложения равнодействующей. Энергетический метод расчета ЭДУ.

Влияние формы и размеров поперечного сечения проводников на величину силы; силы сужения. ЭДУ в витках и катушках.

Электродинамические силы в цепях однофазного и трехфазного переменного тока. Роль апериодической составляющей тока. Механический резонанс.

Электродинамическая стойкость аппаратов.

Примеры построения аппаратов на электродинамическом принципе.

Индукционные явления в аппаратах, их основные закономерности. Индукционнодинамические системы и механизмы.

Методические указания. Взаимодействие проводников с током сопровождается появлением особого рода механических сил, называемых электродинамическими (ЭДУ). Их величина пропорциональна квадрату тока, и поэтому ЭДУ достигают опасных значений в аварийных режимах, определяя электродинамическую стойкость аппарата.

При изучении данной темы следует обратить внимание на общие закономерности, определяющие величину и направление силы. Так называемый «прямой метод» определения величины ЭДУ базируется на использовании закона Био-Савара, энергетический – на принципе изменения магнитной энергии системы.

Необходимо твердо усвоить эти методы и четко представлять целесообразную область применения каждого из них.

Отбрасывающие силы в контактах, обусловленные стягивающим эффектом, также являются электродинамическими силами; их величина рассчитывается прямым методом. Обратите внимание на то, что многоточечное исполнение контакта позволяет уменьшить в нем силу отбрасывания.

В электрической цепи переменного тока временная диаграмма сил различна для однофазного и трехфазного тока, по-разному проявляется действие апериодической составляющей.

Индукционно-динамические системы основаны на родственных физических процессах, но отличаются заметным своеобразием, особенностями проявления и использования, которые необходимо четко представлять и уметь оценивать в расчетах.

Литература: [1, с. 85–120]; [5, с. 130–160].

Вопросы для самоконтроля 1. Объясните смысл понятия электродинамической стойкости аппарата. В каких величинах она измеряется?

2. Сформулируйте основные положения прямого метода расчета электродинамических сил по закону Био-Савара.

электродинамических сил по изменению энергии контура.

4. Приведите последовательность расчета сил между отрезками проводников прямолинейной формы, расположенных под углом друг к другу в одной плоскости.

5. Укажите размерность коэффициента контура ЭДУ.

6. Поясните влияние формы поперечного сечения проводников на силу взаимодействия между ними. Каким образом выбором формы сечения проводников можно уменьшить ЭДУ?

7. Как построить эпюру сил на прямолинейном отрезке? Как определяется точка приложения равнодействующей?

8. Как изменится отбрасывающая сила в контакте при переходе от одноточечного к трехточечному типу без изменения величины тока?

9. Растягивается или сжимается круглый проводник, если по нему протекает ток? Почему ЭДУ не изменяют поверхностный эффект в проводнике?

10. Приведите временные диаграммы силы для цепи однофазного и трехфазного переменного тока. В чем их различие?

11.С какой частотой изменяется электродинамическая сила в цепи тока промышленной частоты?

12.Дайте физическое обоснование индукционно-динамических сил.

Приведите примеры построения элементов аппаратов такого принципа действия.

Задачи. Проследите ход решения задач 2.1.7, 2.1.15, 2.2.4 по [4]. Самостоятельно решите задачи 2.1.18 и 2.1.20. Дополнительное задание по расчету предусмотрено в контрольном задании № 2.

Содержание темы. Физические свойства газов, уравнение состояния газа.

Основные процессы в газах – изохорические, изотермические и изобарические процессы. Распространение упругих возмущений в газе, дозвуковые и сверхзвуковые потоки газа. Основные виды движения газов. Уравнение Бернулли, уравнение Гюгонио. Сопло Лаваля.

Сопротивление воздухопроводов. Закономерности истечения газа из резервуаров, подкритический и надкритический режимы истечения.

Опоражнивание и наполнение резервуаров.

Методические указания. Газодинамические процессы являются теоретической основой работы важной группы электрических аппаратов – газовых выключателей высокого напряжения (воздушных и элегазовых). Кроме того, электрическая дуга во всех типах аппаратов, в которых ее горение и гашение являются рабочим процессом, всегда горит в газовой среде высокого давления.

Рабочей программой дисциплины предусмотрено изучение лишь основных законов и свойств газовой среды и ее динамических характеристик в процессе истечения. Расчетные методы пневматических элементов аппаратов рассматриваются в последующих дисциплинах.

Литература: [1, с. 497–518].

Вопросы для самоконтроля 1. Какими основными свойствами характеризуется газовая среда? Напишите уравнение состояния газа.

2. Что такое изохорический процесс? Изложите основные его особенности.

3. Дайте характеристику изобарических процессов в газах.

4. Изложите, какими особенностями характеризуется дозвуковой поток газа, какими – сверхзвуковой.

5. Что такое подкритический режим истечения газа? Каковы его особенности?

6. Дайте характеристику надкритического режима истечения газа.

7. Охарактеризуйте особенности распространения упругих возмущений в газах.

8. Что такое сопло Лаваля? Каковы особенности истечения газа из сопла Лаваля?

Задачи. Выполнение числовых расчетов по данной теме не предусматривается.

13. ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ДУГА ОТКЛЮЧЕНИЯ

Содержание темы. Общие закономерности процессов коммутации, роль электрической дуги. Токоограничивающее действие ЭА. Низкотемпературная плазма, элементарные процессы в ней; математическая модель плазмы.

Электрическая дуга, элементарные процессы в ней. Зоны дуги, распределение напряжения вдоль столба дуги, катодное и анодное напряжение на дуге, механизм переноса тока.

Температурное поле электрической дуги – его характеристики, основные уравнения, методы их решения. Тепловой баланс электрической дуги.

Статические характеристики дуги. Градиент напряжения, роль основных факторов. Каналовая модель дуги.

Динамические характеристики дуги. Общее уравнение электрической дуги:

модель по Касси-Майру. Система дифференциальных уравнений нестационарной дуги и методы ее решения на ЭВМ.

Движение электрической дуги. Факторы, определяющие скорость движения дуги. Характер и особенности движения оснований дуги.

Электрическая дуга в цепи постоянного тока. Условия устойчивости дуги постоянного тока. Время угасания. Последствия обрыва электрической цепи дугой.

Практические методы гашения.

Электрическая дуга в цепи переменного тока. Отключение переменного тока.

Особенности процессов при отключении цепей низкого и высокого напряжения;

искажение формы кривой тока. Условия устойчивости дуги переменного тока.

Время угасания. Практические методы гашения.

Методические указания. Электрическая дуга представляет собой сложное явление, для изучения которого необходимо уяснить физические особенности процессов в газоразрядном столбе, понимать процессы ионизации и деионизации, уметь использовать аналитические выражения, характеризующие эти процессы.

Обратите внимание на особенности структуры дугового канала, наличие характерных зон, распределение температуры по радиусу дуги и др.

Важнейшим соотношением электрической дуги является ее вольтамперная характеристика, определяющая взаимосвязь между напряжением и током в конкретных условиях. Необходимо изучить существующие модели дуги, характеризующие эти взаимосвязи, аналитические и графические выражения статической и динамической характеристик.

Процессы при гашении электрической дуги в цепи постоянного и переменного тока различаются существенно. Хотя методы повышения напряжения на дуге, используемые при ликвидации точки устойчивого горения дуги в первом случае, в принципе однотипны с методами, обеспечивающими восстановление прочности межконтактного промежутка после естественного перехода тока через нулевое значение во втором случае, однако из-за различных величин энергии, рассеиваемой дуговым разрядом, цепи переменного тока отключаются существенно легче.

Литература: [1, с. 265–309], [5, с. 187–214].

Вопросы для самоконтроля 1. Дайте характеристику энергетических преобразований при отключении тока короткого замыкания; роль электрической дуги.

2. Изложите современные физические представления о явлениях в низкотемпературной плазме.

3. Дайте характеристику физических процессов в прикатодном слое дугового разряда.

13.4. Дайте характеристику физических процессов в основном стволе дугового разряда.

13.5. Что такое каналовая модель дуги? Какие связи в дуговом разряде она отражает?

13.6. Дайте характеристику моделей нестационарной дуги.

13.7. Почему и при каких условиях статическая вольт-амперная характеристика дуги имеет падающий характер?

13.8 Приведите основные соотношения для энергии дуги в цепи постоянного и переменного тока.

13.9. Дайте графическое толкование уравнения баланса напряжения в электрической цепи постоянного тока с дугой. Что такое критический ток дуги?

13.10. Каковы особенности электрической дуги переменного тока?

Изобразите ее вольт-амперную характеристику.

13.11..Каковы особенности процессов в дуге переменного тока при переходе его через нулевое значение?

13.12. Дайте объяснение временной диаграммы напряжения на дуговом промежутке. Что такое пик зажигания и пик гашения?

13.13. Дайте характеристику основных практических способов гашения электрической дуги в аппаратах низкого напряжения.

13.14. Дайте характеристику основных способов гашения электрической дуги в аппаратах высокого напряжения.

Задачи. Просмотрите решение задач 3.3.1, 3.3.4, 3.3.8, 3.3.12 по п. [4].

Самостоятельных числовых расчетов по данной теме не предусматривается.

14. ВОССТАНАВЛИВАЮЩЕЕСЯ НАПРЯЖЕНИЕ

Содержание темы. Понятие переходного восстанавливающегося напряжения; возвращающееся напряжение. Основные особенности и параметры восстанавливающегося напряжения при отключении активной, индуктивной, емкостной и емкостно-индуктивной нагрузок.

Однофазная схема замещения процессов восстановления напряжения, ее решение и анализ. Числовые характеристики переходного восстанавливающегося напряжения. Понятие о многочастотных и многофазных схемах.

Методические указания. Реакция сети на ее отключение выключателем характеризуется, с одной стороны, переходным процессом, создающим переходное восстанавливающееся напряжение (ПВН) сразу же за моментом прекращения тока, с другой стороны, установившимся напряжением на разрыве – возвращающимся напряжением. Рабочей программой предусмотрено изучение общих закономерностей ПВН для простейших коммутационных цепей, таких как отключение активной, индуктивной, емкостной и индуктивно-емкостной нагрузки либо схем с двухчастотным процессом. Освоение расчетной методики определения характеристик ПВН в реальных трехфазных схемах и вопросы нормирования ПВН изучаются в последующих специальных дисциплинах.

Литература: [5, с. 214–224].

Вопросы для самоконтроля 1. Что такое возвращающееся напряжение при отключении цепи? Чему равно возвращающееся напряжение при отключении активного сопротивления от источника неограниченной мощности?

2. Дайте характеристику переходного восстанавливающегося напряжения.

3. Изобразите диаграмму ПВН при отключении индуктивности от источника неограниченной мощности. Чему равна начальная скорость ПВН в этом случае?

4. Изобразите диаграмму ПВН при отключении емкости от источника неограниченной мощности. Чему равна начальная скорость ПВН в этом случае?

5. Изобразите диаграмму ПВН при отключении индуктивности в условиях п.

3, если выключатель шунтирован емкостью; в тех же условиях – активным сопротивлением.

6. Какие контуры схем восстановления принято называть двухчастотными?

Какова диаграмма ПВН в этом случае?

7. Что такое неудаленное короткое замыкание? Какие особенности ПВН при такой коммутации?

8. Что такое четырехпараметрическая кривая ПВН?

Задачи. Числовые значения основных параметров ПВН можно оценить по данным задачи 3.5.4 в [4].

15. ВОССТАНАВЛИВАЮЩАЯСЯ ПРОЧНОСТЬ

Содержание темы. Восстанавливающаяся прочность и методы ее определения. Методы экспериментального определения прочности.

Закономерности восстановления электрической прочности в контактных аппаратах низкого и высокого напряжения. Восстановление прочности в полупроводниковых коммутационных элементах.

Методические указания. Процессы восстановления электрической прочности межконтактного промежутка при гашении дуги переменного тока имеют свои особенности в коротких дуговых промежутках, свойственных аппаратам низкого напряжения, и длинных дуговых промежутках аппаратов высокого напряжения. При изучении данной темы достаточно освоить качественную характеристику процесса, понимать направление действия основных факторов, определяющих скорость восстановления электрической прочности, знать физические факторы, способствующие интенсификации процессов деионизации дуговых промежутков и снижению выделения энергии в них после нуля тока.

Литература: [5, с. 229–235]; [1, с. 314–320].

Вопросы для самоконтроля 1. В чем состоят особенности короткого дугового промежутка при переменном токе? Дайте характеристику процесса восстановления прочности в этом случае.

2. Изложите особенности процесса восстановления прочности в длинных промежутках.

3. Какова роль материала контактов на рост электрической прочности межконтактного промежутка?

4. Как влияет на восстанавливающуюся прочность характер газовой среды, давление газа?

5. Что такое начальная электрическая прочность? Какими факторами она определяется?

6. Как влияет температура электродов на величину начальной электрической прочности?

Задачи. Числовых расчетов по данной теме не предусматривается.

Освоение материала дисциплины предусматривает сочетание изучения понятий теории с умением выполнять необходимые расчеты и вычисления.

Программой дисциплины предусмотрено выполнение двух курсовых работ и двух расчетных работ. Распределение заданий по семестрам учебного года и номера вариантов работ задаются руководителем самостоятельной работы. Необходимые указания по решению вопросов заданий на курсовые и расчетные работы и расчетным методикам приведены в учебном пособии [7].

Курсовые работы по дисциплине являются первыми самостоятельными проектными работами по своей специальности, и поэтому задание на курсовую работу задается руководителем достаточно регламентированно и должно выполняться с поэтапным согласованием результатов с руководителем.

Объем работы и сроки выполнения оговариваются в индивидуальном задании.

Курсовая работа № 1. Расчет электромагнита постоянного тока.

В курсовой работе по заданным размерам магнитной цепи и величине магнитодвижущей силы необходимо рассчитать основные электромагнитные и электромеханические характеристики на постоянном токе. Курсовая работа выполняется для магнитной системы по рис. 1 с геометрическими размерами по табл. 1. В курсовой работе необходимо выполнить следующее:

1. Рассчитать магнитные проводимости воздушных зазоров МС для начального, промежуточного и конечного (0,1 мм) положений якоря; для начального положения двумя методами (простых фигур и расчетных полюсов). Для воздушных зазоров по путям потоков рассеяния рассчитывается удельная проводимость. Величина технологического зазора = 0,1 мм.

2. Выбрать материал магнитопровода (с обоснованием).

3. Составить схемы замещения магнитной цепи (с учетом сопротивления стали и без учета).

4. Определить расчетные коэффициенты выпучивания, рассеяния и производные проводимости рабочих зазоров.

5. Рассчитать магнитную цепь магнитной системы при начальном положении якоря двумя методами: методом частичных коэффициентов рассеяния и методом участков.

6. Рассчитать магнитную цепь на ЦВМ с использованием студенческого математического обеспечения (для трех положений).

7. Рассчитать тяговую характеристику электромагнита с использованием энергетической формулы и формулы Максвелла.

8. Рассчитать обмоточные данные катушки.

Курсовая работа № 2. Расчет электромагнита переменного тока.

Курсовая работа выполняется для магнитной системы с геометрическими размерами по табл. 1. Сердечники магнитной системы следует считать шихтованными. В работе используются данные расчета курсовой работы 1 по величине магнитных проводимостей воздушных зазоров и их характеристикам. В курсовой работе необходимо рассчитать основные электромагнитные и электромеханические характеристики МС на переменном токе при заданной величине начального значения электромагнитной силы, которая принимается равной половине соответствующей величины при постоянном токе.

1. Выбрать материал магнитопровода (с обоснованием).

2. Составить схемы замещения магнитной цепи (с учетом сопротивления стали и к.з. витка и без их учета).

3. Определить магнитные сопротивления к.з. витка и участков МС из ферромагнитного материала.

4. Рассчитать магнитную цепь электромагнита без учета к.з. витка и с его учетом. Построить векторную диаграмму МС при притянутом якоре.

5. Рассчитать характеристики пульсации силы. Рассчитать тяговую характеристику электромагнита.

6. Рассчитать электрические характеристики МС, построить токовую характеристику электромагнита.

Рис. 1. Эскизы магнитных систем системы зазор (мм) системы зазор (мм) системы (мм) 7. Рассчитать обмоточные данные катушки.

8. Выполнить тепловой расчет катушки.

Рабочей программой по дисциплине предусмотрено выполнение двух расчетных работ, задания на которые объединяют материал нескольких разделов дисциплины.

Задание 1. Расчеты нагрева узлов электрических аппаратов. Работа содержит три задачи и два контрольных вопроса, на которые представляется письменный ответ.

Варианты задания приведены в табл. 2. Номера задач указаны по задачнику [4], контрольных вопросов – по данной работе. В задачнике [4] приведены все необходимые справочные данные для расчетов.

Задание 2. Расчеты параметров токового контура ЭА. В работе необходимо выполнить:

1. Рассчитать электродинамические силы в контуре электрического аппарата высокого напряжения (рис. 2). Для заданного варианта размеров токоведущего контура необходимо: рассчитать и построить эпюры распределения ЭДУ по траверсе и стержню проходного изолятора, определить величину и точки приложения равнодействующих; определить максимальное значение ЭДУ, воздействующего на траверсу выключателя; определить максимальное значение момента ЭДУ относительно плоскости закрепления фланца проходного изолятора. Расчет выполняется по величине тока Ikз с учетом коэффициента превышения амплитуды k = 1, 8.

2. Рассчитать величину контактного нажатия в месте соединения стержня с траверсой. Расчет выполняется по величине тока Iном с учетом заданного числа точек контактирования n, полагая, что контакты торцевого типа выполнены цилиндрами диаметром d.

Варианты задания приведены в табл. 3.

18. РАЗДЕЛЫ ТЕОРИИ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО ИЗУЧЕНИЯ

Ниже указываются вопросы теории электрических аппаратов, которые должны студентами изучаться самостоятельно, в основном с использованием специальной технической литературы и периодических изданий.

1. Современное состояние техники и теории электрических аппаратов, задачи развития электроаппаратостроения на ближайшую перспективу.

2. Методы увеличения допустимой плотности тока в шинах. Интенсификация охлаждения узлов ЭА.

3. Расчет нагрева катушек электрических аппаратов с учетом влияния магнитопроводов на основе теории плоских и цилиндрических стенок.

4. Расчет магнитных цепей графо-аналитическим методом.

5. Теория и практика жидкометаллических контактов. Расчет слаботочных и сильноточных контактов, особенности их конструкций.

6. Электродинамические силы взаимодействия проводника с током с ферромагнитными элементами. Механический резонанс.

низкотемпературной плазмы.

8. Методика расчета кривых тока включения в цепи синусоидального напряжения.

9. Расчеты параметров восстанавливающегося напряжения в двухчастотном контуре.

10. Расчеты параметров восстанавливающейся прочности коммутирующих элементов ЭА в основных типичных условиях работы.

Содержание разделов теории, которые студенты изучают самостоятельно, на экзамены не выносится. По избранным направлениям каждый студент представляет детально разработанный реферат, который докладывается и обсуждается на групповом занятии семинарского типа.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Буль О. Б. Методы расчета магнитных систем электрических аппаратов:

Магнитные цепи, поля и программа FЕММ / О. Б. Буль Методы расчета магнитных систем электрических аппаратов: Магнитные цепи, поля и программа FЕММ. М. :

Изд. центр «Академия», 2005.

2. Теория электрических аппаратов: / Г. Н. Александров, В. В. Борисов, В. Л.

Иванов и др. / под ред. Г. Н. Александрова. СПб. : Изд-во СПбГТУ, 2000.

3. Электрические и электронные аппараты: / Ю. К. Розанов, Е. Г. Акимов, Н. А.

Ведешенков и др. / под ред. Ю. К. Розанова. М. : Информэлектро, 2002.

4. Грицук А. А. Методические указания по выполнению курсовых работ по дисциплине «Основы теории электрических аппаратов». Рукопись, электронный вариант на дискете.

5. Задачник по электрическим аппаратам / Г. В. Буткевич, В. Г. Дегтярь, А. Г.

Сливинская. М. : Высш.шк., 1987.

6. Основы теории электрических аппаратов: / И. С. Таев, Б. К. Буль, А. Г.

Годжелло и др. / под ред. И. С. Таева. М. : Высш. шк., 1987.

7. Сливинская А. Г. Электромагниты и постоянные магниты / А. Г. Сливинская Электромагниты и постоянные магниты. М. : Энергия, 1972.

Учебное электронное текстовое издание Александр Антонович Грицук

ОСНОВЫ ТЕОРИИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ АППАРАТОВ

Компьютерная верстка К.Б. Позднякова Рекомендовано РИС ГОУ ВПО УГТУ-УПИ Издательство ГОУ-ВПО УГТУ-УПИ 620002, Екатеринбург, ул. Мира,

ГОУ ВПО УГТУ-УПИ



 


Похожие работы:

«Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования ИРКУТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ Факультет энергетический Кафедра _электропривода и электрического транспорта_ Утверждено: Утверждаю: Протокол заседания кафедры Председатель методической № _1_ от _3_ _09_2012 г. комиссии энергетического факультета Зав. кафедрой /Арсентьев О.В./ /Федчишин В.В./ _25_ 09 2012 г. С.А. Аршинов...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное образовательное учреждение Таганрогский авиационный колледж им. В. М. Петлякова Методические указания к дипломному проектированию (специальность 151001 Технология машиностроения) Таганрог 2010 г. Печатается по решению методического совета ФГОУ СПО Таганрогского авиационного колледжа им. В.М. Петлякова Составитель: В.М. Шадский, преподаватель специальных дисциплин специальности 151001 Технология машиностроения...»

«Е.И. Яблочников, Д.Д. Куликов, В.И. Молочник МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРИБОРОВ, СИСТЕМ И ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПРОЦЕССОВ Учебное пособие Санкт-Петербург 2008 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ, МЕХАНИКИ И ОПТИКИ Е.И. Яблочников, Д.Д. Куликов, В.И. Молочник МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРИБОРОВ, СИСТЕМ И ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПРОЦЕССОВ Учебное пособие Санкт-Петербург Е.И....»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Амурский государственный университет Кафедра иностранных языков УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ДИСЦИПЛИНЫ Деловой иностранный язык Основной образовательной программы по специальности 080502.65 Экономика и управление на предприятии (в машиностроении) Благовещенск 2012 СОДЕРЖАНИЕ АННОТАЦИЯ... 6 РАБОЧАЯ ПРОГРАММА.. 7 ПРОГРАММНЫЙ МАТЕРИАЛ..16...»

«Федеральное агентство по образованию Томский государственный архитектурно-строительный университет ТЕХНОЛОГИЯ МАШИНОСТРОЕНИЯ, ПРОИЗВОДСТВО И РЕМОНТ ПТСДМ Методические указания к курсовому проектированию и внеаудиторной самостоятельной работе студентов Составители Ф. Ф. Кириллов Е. Г. Лещинер Томск 2008 Технология машиностроения, производство и ремонт ПТСДМ: методические указания / Сост. Ф.Ф. Кириллов, Е.Г. Лещинер. –Томск: Изд-во Том. гос. архит.-строит. ун-та, 2008. –58 с. Рецензент к.т.н. С....»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР) Кафедра Экономики Нужина И.П. Гантимурова Е.А. АНАЛИЗ И ДИАГНОСТИКА ФИНАНСОВО-ХОЗЯЙСТВЕННОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ Методические указания по проведению практических и самостоятельных занятий Для студентов специальности 080502 – Экономика и управление на предприятии (в...»

«УДК 621.7/.9 ББК 30.3 А91 Электронный учебно-методический комплекс по дисциплине Технология конструкционных материалов подготовлен в рамках инновационной образовательной программы Материаловедческое образование при подготовке бакалавров, инженеров и магистров по укрупненной группе образовательных направлений и специальностей ”Материаловедение, металлургия и машиностроение’’ в Сибирском федеральном университете, реализованной в ФГОУ ВПО СФУ в 2007 г. Рецензенты: Красноярский краевой фонд науки;...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ Снежинский физико-технический институт филиал федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования Национальный исследовательский ядерный университет МИФИ (СФТИ НИЯУ МИФИ) ПРОГРАММА ВСТУПИТЕЛЬНОГО ЭКЗАМЕНА В АСПИРАНТУРУ Философия по дисциплине (наименование дисциплины) для специальностей: 01.02.06 – Динамика, прочность машин, приборов и аппаратуры, 05.02.08 – Технология машиностроения 05.13.01 – Системный...»

«Федеральное агентство железнодорожного транспорта Уральский государственный университет путей сообщения Кафедра Технология машиностроения Т. А. Антропова Л. С. Горелова РАСЧЕТ ДОПУСКОВ И ПОСАДОК В СОЕДИНЕНИЯХ Екатеринбург 2009 3 Федеральное агентство железнодорожного транспорта Уральский государственный университет путей сообщения Кафедра Технология машиностроения Т. А. Антропова Л. С. Горелова РАСЧЕТ ДОПУСКОВ И ПОСАДОК В СОЕДИНЕНИЯХ Методические рекомендации к выполнению контрольных и...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Сыктывкарский лесной институт (филиал) федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет имени С.М. Кирова (СЛИ) Кафедра Машины и оборудование лесного комплекса ТЕХНОЛОГИЯ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ Учебно-методический комплекс по дисциплине для студентов направления 150000 Металлургия, машиностроение, материалообработка...»

«Электронные учебные издания: Вертикально-фрезерный комплекс Данное пособие представляет собой электронную иллюстрацию по дисциплине Металлорежущие станки к разделу Станки с ЧПУ и предназначено для студентов специальности 151001 Технология машиностроения. Разработчики к.т.н. доцент Денисов Павел Григорьевич, ассистент Лысенко К.Н. Гидравлика и гидропривод станков Учебное пособие подготовлено на кафедре Технология общего и роботизированного производства Пензенского технологического института и...»

«Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Казанский государственный технологический университет РАСЧЕТ ВОЗДУХОРАЗДЕЛИТЕЛЬНОГО АППАРАТА ДВУКРАТНОЙ РЕКТИФИКАЦИИ Методические указания 2007 Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Казанский государственный технологический университет РАСЧЕТ ВОЗДУХОРАЗДЕЛИТЕЛЬНОГО АППАРАТА ДВУКРАТНОЙ РЕКТИФИКАЦИИ...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский государственный машиностроительный университет МАМИ М. М. Стржемечный К. С. Симонов П.И. Кунилов Создания электронной модели изделия в среде CAD/CAM/CAE Simens NX7.5 Методические указания к лабораторным работам по дисциплине Основы САПР ТП направление подготовки 151900.62 Конструкторскотехнологическое обеспечение производства...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования АМУРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ (ФГБОУ ВПО АмГУ) УТВЕРЖДАЮ Зав. кафедрой ОМиИ Г.В.Литовка 20 февраля 2012г. Учебно-методический комплекс дисциплины Математика (экономико-математические методы и модели) Основной образовательной программы по специальности 080502.65 Экономика и управление на предприятии (в машиностроении) Составитель:...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Сыктывкарский лесной институт (филиал) федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования СанктПетербургский государственный лесотехнический университет имени С. М. Кирова Кафедра гуманитарных и социальных дисциплин Л. А. Гурьева, М. Д. Ковалевская ТРУДОВОЕ ПРАВО Учебное пособие Утверждено учебно-методическим советом Сыктывкарского лесного института в качестве учебного пособия для...»

«АВТОМАТИЗАЦИЯ КООРДИНАТНЫХ ИЗМЕРЕНИЙ Учебное пособие МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Санкт-Петербургский институт машиностроения (ЛМЗ-ВТУЗ) Ю.М. Зубарев С.В. Косаревский Н.Н. Ревин АВТОМАТИЗАЦИЯ КООРДИНАТНЫХ ИЗМЕРЕНИЙ Учебное пособие Под редакцией проф. Ю.М. Зубарева Рекомендовано Учебно-методическим объединением по образованию в области автоматизированного машиностроения (УМО АМ) в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по...»

«Новожилов, Олег Петрович 1. Электротехника и электроника : Учебник для бакалавров : / О.П. Новожилов. - Москва : Юрайт, 2012. с. Сергеев, Иван Васильевич ред. Edt 2. Экономика организации (предпричтия) : Учебное пособие для бакалавров / И.В. Сергеев, И.И. Веретенникова, Под ред. И.В. Сергеева. - 5-е изд., испр. и доп. - Москва : Юрайт, 2012. - 671 с. Черпатков, Борис Ильич 3. Технологическое оборудование машиностроительного производства : Учебник / Б.И. Черпаков, Л.И. Вереина. - 3-е изд., испр....»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ СЫКТЫВКАРСКИЙ ЛЕСНОЙ ИНСТИТУТ (ФИЛИАЛ) ФЕДЕРАЛЬНОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО БЮДЖЕТНОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ЛЕСОТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ С. М. КИРОВА Кафедра менеджмента и маркетинга И. В. Пунгин, В. С. Пунгина УПРАВЛЕНИЕ ПРОЕКТАМИ Учебное пособие Утверждено учебно-методическим советом Сыктывкарского лесного института в качестве учебного пособия для студентов,...»

«А.Л. Комисаренко, А.А Саломатина, Ю.Н. Фомина Методические рекомендации к лабораторному практикуму МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРИБОРОВ, СИСТЕМ И ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПРОЦЕССОВ Под ред. к.т.н., доцента Е.И. Яблочникова ПРИЛОЖЕНИЕ I Санкт-Петербург 2008 МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ, МЕХАНИКИ И ОПТИКИ А.Л. Комисаренко, А.А. Саломатина, Ю.Н. Фомина Методические рекомендации к...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации Сыктывкарский лесной институт (филиал) федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет имени С.М. Кирова (СЛИ) Кафедра Машины и оборудование лесного комплекса Техническая эксплуатация лесных колесных и гусеничных машин Учебно-методический комплекс по дисциплине для студентов направления 150000 Металлургия,...»








 
© 2013 www.diss.seluk.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Авторефераты, Диссертации, Монографии, Методички, учебные программы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.