новая папка 1 / 705736

Министерство сельского хозяйства РФ

Кафедра электроэнергетики и электрооборудования

ВВЕДЕНИЕ В ЭЛЕКТРОМЕХАНИКУ

М е т о д и ч е с к и е у к а з а н и я для обучающихся по направлению подготовки

35.03.06 Агроинженерия

Санкт-Петербург

2017

1

УДК 621.31

Епифанов А.П. Методические указания для лабораторно-практических занятий по «Введению в электромеханику» для студентов, обучающихся по направлению подготовки 35.03.06 «Агроинженерия»; квалификация (степень) «бакалавр». - СПб.: СПбГАУ. – 2017.

– 17 с.

Рецензенты:

канд. техн. наук, доцент кафедры «Энергообеспечение предприятий и электротехнологии» Котов А.В.;

канд. техн. наук, доцент кафедры «Электроэнергетики и электрооборудования»

Васильев Л.И.

Методические указания подготовлены в соответствии с Федеральным государственным образовательным стандартом высшего образования по направлению подготовки 35.03.06 Агроинженерия.

Предназначено для обучающихся по направлению подготовки 35.03.06 Агроинженерия.

Рекомендовано к изданию и публикации на электронном носителе для последующего размещения в электронной сети университета согласно соответствующему договору Учебно – методическим советом СПбГАУ протокол № ____ от 25 мая 2017 года.

©А.П.Епифанов,2017 ©ФГБОУ ВО СПбГАУ,2017

2

Оглавление

Введение……………………………………………………………………….……….. 2 Вопросы по курсу………………………………………………………….……………3

Задачи № 1÷27………………………………………………………………….………..4

Лабораторная работа: «Исследование индуктивности катушки контактора переменного тока в зависимости от магнитного сопротивления»…..………..…….12

Приложение…………………………………………………………………...………..17 Литература……………………………………………………………………….……..20

3

Введение

Понимание и знание электромеханического преобразования энергии требуют освоения многих соответствующих предметов: теоретических основ электротехники, т.ч. электрических и магнитных цепей, основных законов электротехники применительно к электромеханике, силовое взаимодействие магнитных полей и энергетические соотношения, физических свойств различных материалов, общих вопросов устройства и режимов работы электрических машин.

Курс «Введение в электромеханику» направлен на рассмотрение указанных выше вопросов с акцентом на физическое толкование процессов.

В методических указаниях изложены основные вопросы по курсу с целью придать больше конкретики изучению; приведены 27 задач связанных с магнитным полем (магнитной цепью), основными понятиями: индуктивность, магнитное сопротивление, магнитный поток, индукция, напряженность магнитного поля, энергия поля и её плотность, связь с магнитной проницаемостью.

Опыт работы со студентами показал, что работа в такой логической последовательности приводит к удовлетворительным результатам по подготовке к курсу «Электрические машины».

Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины:

Процесс изучения дисциплины направлен на формирование элементов следующих

компетенций в соответствии с ФГОС ВПО и ООП ВПО по данному направлению

подготовки:

1) общекультурных компетенций (ОК):

- способностью к самоорганизации и самообразованию (ОК-7).

2) общепрофессиональных компетенций (ОПК):

- способностью к использованию основных законов естественнонаучных дисциплин в

профессиональной деятельности (ОПК-2);

- способностью разрабатывать и использовать графическую техническую документацию

(ОПК-3);

- способностью решать инженерные задачи с использованием основных законов механики,

электротехники, гидравлики, термодинамики и тепломассообмена (ОПК-4);

3) профессиональных компетенций (ПК):

- способностью осуществлять сбор и анализ исходных данных для расчета и проектирования (ПК-4).

4

Введение в электромеханику. Вопросы по курсу.

1.Производство электроэнергии (типы электростанций), процесс преобразования энергии.

2.Автономные источники энергии.

3.Передача электроэнергии на расстояние (линии электропередачи, трансформаторы).

4.Распределение электроэнергии.

5.Предмет электромеханики.

6.Электрическая цепь, параметры.

7.Основные законы для электрических цепей (Ома, Кирхгофа). Цепь R-L-C, закон Ома.

8.Закон электромагнитной индукции (по Фарадею и Максвеллу). Физическое объяснение. Практическое применение (Эл. машины, трансформаторы ).

9.Закон Ампера (создание сил, моментов, направление силы). Электродинамическое усилие между двумя проводами.

10.Магнитное поле: источник, основные понятия: МДС, Ф, В, Н.

11.Ферромагнитные и немагнитные материалы, характеристики намагничивания.

12.Магнитная проницаемость и магнитное сопротивление.

13.Закон Ома для магнитной цепи.

14.Аналогия между электрической и магнитной цепями.

15.Принципиальное различие между электрической и магнитной цепями.

16.Индуктивность катушки, связь между L и Rм.

17.Электромагнит: устройство и принцип действия.

18.Энергия магнитного поля, плотность энергии.

19.Баланс энергии в электромеханической системе.

20.Электромагнит: сила тяги через энергию поля.

21.Условия возникновения силы.

22.Реактивный момент во вращающихся преобразователях с одной обмоткой.

23.Электрические машины: типы, конструктивные формы, основные элементы.

24.Обмотки электрических машин по расположению и функциональности.

25.Момент электромагнитный, как взаимодействие двух вращающих магнитных полей. Необходимое условие.

26.Главные размеры и электромагнитные нагрузки электрических машин.

27.Синхронные машины: устройство, сферы использования.

28.Асинхронные машины: типы, устройство, трёхфазная обмотка.

29.Трансформатор: устройство, принцип действия.

30.Основные параметры и характеристики асинхронных машин: n1, n2, S, τ,cos

φ, η.

31.Потери в электрических машинах. Ограничение А, Вδ, мощность.

32.Нагревание и охлаждение электрических машин.

33.Уравнение баланса напряжения для ЭМ (генератор, двигатель).

34.ЭДС якорных обмоток.

35.Режимы работы электрических машин по тепловому состоянию.

36.Возобновляемые и невозобновляемые источники энергии.

5

6

7

8

9

10