ГАОУ СПО «КАЗАНСКИЙ НЕФТЕХИМИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ» УТВЕРЖДАЮ Зам.директора по УПР

ГАОУ СПО «КАЗАНСКИЙ НЕФТЕХИМИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ»
УТВЕРЖДАЮ
Зам.директора по УПР
__________Л.Х. Вильданова
«____»______________200__г.
«____»______________200__г.
«____»______________200__г.
РАБОЧАЯ УЧЕБНАЯ ПРОГРАММА
ПРЕДМЕТА
Электрические машины
по специальности
Автоматизация технологических процессов и производств
1. ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Дисциплина «Электрические машины» является общеобразовательной и
предназначена для подготовки рабочих специалистов среднего звена для предприятий химической отросли. При разработке настоящей рабочей программы
учтены требования к содержанию курса, приведенные в Госстандарте среднего
профессионального образования по специальности 2101 «Автоматизация технологических процессов и производств».
Целью преподавания данного предмета является освоение обучающимися
теоретических основ работы электрических машин, ознакомление с назначением, устройством и принципом их действия, а также эксплуатационными, электрическими, механическими характеристиками электрических машин.
Данная дисциплина базируется на знаниях общеобразовательных и общепрофессиональных дисциплин («Физика», «Электротехника»).
При изучении предмета необходимо широко использовать наглядные пособия, технические средства обучения, вычислительную технику. Следует постоянно обращать внимание обучающихся на прикладной характер изучаемого
материала, его практическую направленность.
В процессе изучения необходимо развивать у обучающихся навыки самостоятельной работы с технической и справочной литературой.
Для закрепления теоретического материала и приобретения практических
навыков предусмотрено выполнение практических заданий.
Для своевременного контроля за качеством усвоения материала используется поурочный и итоговый контроль в виде контрольных работ.
Планируемый уровень усвоения материала – 2.
В соответствии с государственными требованиями после изучения дисциплины студент должен:
Знать
– классификацию трансформаторов и электрических машин;
– устройство и принцип действия трансформаторов и электрических машин;
– анализ режимов работы (номинальный, режимы холостого хода и короткого замыкания) трансформаторов и электрических машин.
Уметь
– рассчитать коэффициент полезного действия трансформаторов и электрических машин в зависимости от нагрузки;
– рассчитать и подобрать электродвигатель;
– пользоваться технической и справочной литературой.
2. ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН
Наименование дисциплин ______Электрические машины__________
На 1 ступени обучения _______________________________________
На 2 ступени обучения _________78____________________________
№
п/п
1
1
2
3
4
Наименование разделов
Максимальная
учебная
нагрузка
студента
2
3
Введение. Классификация элек1
трических машин
Силовые трансформаторы
16
Машины постоянного тока
12
Машины переменного тока
30
Микромашины средств автома2
тизации
ИТОГО
61
Самостоятельная
работа
студента
4
Количество Количество часов по семестрам на 2 ступени обучечасов выданния (СПО)
ных на 1 сту5 семестр
6 семестр
7 семестр
8 семестр
пени (НПО)
Всего ЛПЗ Всего ЛПЗ Всего ЛПЗ Всего ЛПЗ Всего ЛПЗ
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
1
10
4
8
16
22
17
2
2
12
30
2
2
6
44
8
1. ПРОГРАММА
Введение. Классификация электрических машин. (1-2)
Значение электрических машин в народном хозяйстве. Общие сведения об
электрических машинах. Классификация и принцип действия электрических машин. Материалы, применяемые в электрических машинах.
Тема № 1. Силовые трансформаторы (2)
Общие сведения и классификация трансформаторов. Устройство и принцип действия однофазного трансформатора. Схема включения трансформатора.
Основные параметры трансформатора. Опыт короткого замыкания и опыт холостого хода трансформатора. Потери и коэффициент полезного действия трансформатора. Трехфазные трансформаторы. Трансформаторы специального назначения.
Лабораторная работа № 1. «Определение КПД трансформатора».
Контрольная работа № 1.
Тема № 2. Машины постоянного тока (2)
Классификация, устройство и принцип действия машин постоянного тока.
Принцип обратимости. Устройство и принцип действия генератора и двигателя
постоянного тока. Пуск двигателя постоянного тока. Регулирование скорости
вращения.
Лабораторная работа № 2 «Определение КПД двигателя постоянного тока
параллельного возбуждения».
Контрольная работа № 2.
Тема № 3. Машины переменного тока (2)
Классификация, устройство, принцип действия машин переменного тока. Устройство и принцип действия синхронных машин. Потери и КПД синхронных машин. Пуск синхронных двигателей. Устройство и принцип действия синхронных машин. Потери и КПД асинхронных двигателей. Рабочие характеристики асинхронного двигателя. Пуск двигателя. Машины переменного тока специального назначения.
Лабораторная работа № 3. «Механические характеристики синхронного
двигателя».
Практическое занятие. «Расчет и подбор синхронного двигателя».
Тема № 4. Микромашины средств автоматизации (2)
Назначение микромашин средств автоматизации. Устройство и принцип действия микромашин.
ЛИТЕРАТУРА
1. И. П. Копылов «Электрические машины». М. «Логос» 2002 г.
2. М. М. Кацман «Электрические машины». М. «Высшая школа» 2001 г.
3. И. А. Данилов, П. М. Иванов «Общая электротехника с основами электроники». М. «Высшая школа» 1989 г.
4. «Задачник по электротехнике». М. 1999 г. Ирпо
5. В. А. Поляков «Практикум по электротехнике». М. «Просвещение» 1977 г.
6. В. Е. Китаев «Электротехника с основами промышленной электроники».
7. А. Е. Шейнбмет «Курсовое проектирование деталей». М. «Высшая школа»
1991 г.
ТЕСТОВЫЙ КОНТРОЛЬ ПО ТЕМЕ:
«ТРАНСФОРМАТОРЫ»
I вариант
1. Где применяют трансформаторы?
А) в линиях электропередачи
В) в автоматике и измерительной технике
Б) в технике связи
Г) во всех перечисленных и многих других областях техники.
2. Может ли напряжение на зажимах вторичной обмотки превышать ЭДС первичной обмотки?
А) может
Б) не может
3. Для чего сечения ярм делают на 10-15% больше сечения стержней трансформатора?
А) для уменьшения магнитной несимметрии трехстержневого магнитопровода
Б) для увеличения сопротивления магнитному потоку
В) для экономии материала
4. Потери в обмотках расходуются на:
А) магнитную индукцию
В) сопротивление проводников
Б) нагревание проводников
5. Число витков в каждой фазе первичной обмотки 1000, в каждой фазе вторичной обмотки
200. Линейное напряжение питающей 1000В.
Определить линейное напряжение на выходе трансформатора, если обмотки соединены по
схеме звезда-треугольник.
А) 200
В) 200/ 3
Б) 200 3
Г) 100
II вариант
1. Какие трансформаторы используют для питания электроэнергии жилых помещений?
А) силовые
В) специальные
Б) измерительные
2. Чему равно отношение действующих значений ЭДС первичной и вторичной обмоток
трансформатора?
А) отношению чисел витков обмоток
Б) приближенно отношению чисел витков обмоток
3. Чем можно осуществить трансформирование трехфазной системы напряжения?
А) тремя однофазными трансформаБ) трансформаторной группой
торами
В) трехфазным трансформатором
4. По данным опыта холостого хода измеряют:
А) потребляемую мощность, которая расходуется на покрытие потерь в стали магнитопровода
Б) потребляемую мощность, которая расходуется на покрышке потерь в обмотках при номинальной нагрузке.
5. Число витков в каждой фазе первичной обмотки 1000, в каждой фазе вторичной обмотки
200. Линейное напряжение питающей цепи 1000В. Определить линейное напряжение на
выходе трансформатора, если обмотки соединены по схеме треугольник-звезда.
А) 200
В) 200/ 3
Б) 200 3
Г) 100
III вариант
1. Укажите одно из важнейших свойств цепей переменного тока по сравнению с цепями постоянного тока:
А) возможность передачи электроэнергии на дальние расстояния
Б) возможность преобразования электроэнергии в тепловую и механическую
В) возможность изменения напряжения в цепи с помощью трансформатора.
2. Может ли напряжение на зажимах вторичной обмотки превышать ЭДС вторичной обмотки?
А) может
Б) не может
3. Сколько стержней должен иметь магнитопровод трехфазного трансформатора?
А) один
Б) два
В) три
4. От чего зависят потери в стали магнитопровода?
А) от марки стали
В) магнитной индукци в магнитопроводе
Б) от частоты тока сети
Г) магнитного поля в магнитопроводе.
5. Число витков в каждой фазе первичной обмотки 1000, в каждой фазе вторичной обмотки
200. Линейное напряжение питающей цепи 1000В. Определить линейное напряжение на
выходе трансформатора, если обмотки соединены по схеме звезда-звезда.
А) 200
В) 200/ 3
Б) 200 3
Г) 100
IV вариант
1. На каком законе основан принцип действия трансформатора?
А) на законе Ампера
В) на принципе Ленца.
Б) на законе электромагнитной индукции
2. Чему равно отношение напряжений на зажимах первичной и вторичной обмоток?
А) отношению чисел витков обмоток
Б) приближенно отношению чисел витков обмоток.
3. Как определяется отношение линейных напряжений в трехфазном трансформаторе?
А) схемой соединений фазных обмоток
В) отношением чисел витков фазных обБ) отношением чисел витков фазных обмоток
моток и схемой их соединений.
4. По данным опыта короткого замыкания измеряют:
А) потребляемую мощность, которая расходуется на покрытии потерь в стали магнитопровода
Б) потребляемую мощность, которая расходуется на покрытии потерь в обмотках при номинальной нагрузке.
5. Число витков в каждой фазе первичной обмотки 1000, в каждой вторичной обмотки 200.
Линейное напряжение питающей цепи 1000В. Определить линейное напряжение на выходе трансформатора, если обмотки соединены по схеме треугольник- треугольник.
А) 200
В) 200/ 3
Б) 200 3
Г) 100.
ТЕСТОВЫЙ КОНТРОЛЬ ПО ТЕМЕ:
«МАШИНЫ ПОСТОЯННОГО ТОКА»
I вариант.
1. Укажите основные конструктивные детали машины постоянного тока:
А) индуктор, якорь, коллектор, вентилятор
В) статор, главные полюсы, дополнительБ) индуктор, якорь, коллектор, щетки
ные полюсы, якорь, коллектор.
2. Почему станину машины делают из стали?
А) сталь – материал, обладающий достаточной механической прочностью
Б) сталь – материал, обладающий достаточной механической прочностью и большой магнитной проницаемостью
В) так как через станину замыкается магнитный поток машины.
3. С какой целью применяют принудительное охлаждение машины постоянного тока?
А) во избежании перегрева машины
В) для уменьшения размеров и массы
Б) для уменьшения потерь энергии в машине
машины
4. А) коллектор – механический преобразователь переменного тока в постоянный
Б) коллектор – механический преобразователь постоянного тока в переменный
В) коллектор – механический преобразователь электрического тока одного напряжения в
электрический ток другого напряжения.
5. Ток генератора увеличился. Как изменился вращающий момент по валу генератора?
А) не изменился
Б) увеличился
В) уменьшился
6. При неизменном магнитном потоке возбуждения ток в обмотке якоря увеличился. Как
изменился вращающий момент двигателя?
А) не изменился
Б) увеличился
В) уменьшился
7. Частота вращения двигателя увеличилась. Как изменилась ЭДС, индуцируемая в обмотке
якоря?
А) не изменилась
Б) увеличилась
В) в двигателе ЭДС не индуцируется
8. При независимом возбуждении обмотка возбуждения включается:
А) в сеть вспомогательного источника энергии постоянного тока
Б) в сеть вспомогательного источника энергии переменного тока
9. При какой нагрузке КПД двигателя достигает максимума?
А) равной примерно половине номиБ) номинальной
нальной
В) несколько меньшей номинальной
10.
При постоянном напряжении питания магнитный поток возбуждения уменьшился.
Как изменилась частота вращения двигателя?
А) увеличилась
Б) не изменилась
В) уменьшилась
11.Напряжение, подведенное к обмотке якоря, уменьшилось. Как увеличилась частота
вращения двигателя?
А) увеличилась
Б) не изменилась
В) уменьшилась.
II вариант.
1. Машина постоянного тока состоит из следующих двигателей:
А) статор, ротор, якорь, вентилятор
Б) главные полюсы, коллектор, дополнительные полюсы, якорь
В) коллектор, статор, ротор, щетки
2. Почему сердечник вращающегося якоря набирают из тонких листов электрической стали, изолированных друг от друга?
А) из конструктивных соображений
Б) для уменьшения магнитного сопротивления потоку возбуждения
В) для уменьшения тепловых потерь в машине.
3. Какая ЭДС индуцируется в витках обмотки якоря генератора постоянного тока?
А) переменная
В) постоянная по значению
Б) постоянная по значению и направлению
4. Каково основное назначение коллектора?
А) крепление обмотки якоря
Б) электрическое соединение вращающейся обмотки якоря с неподвижными клеммами машины
В) выпрямление переменного тока в секциях обмотки
5. Ток генератора уменьшился. Как изменился вращающий момент по валу генератора?
А) уменьшился
Б) увеличился
В) не изменился
6. Частота вращения двигателя уменьшилась. Как изменилась ЭДС, индуцируемая в обмотке якоря?
А) не изменилась
Б) уменьшилась
В) в двигателе ЭДС не индуцируется
7. При неизменном магнитном потоке возбуждения ток в обмотке якоря уменьшился. Как
изменился вращающий момент двигателя?
А) не изменился
Б) увеличился
В) уменьшился
8. При независимом возбуждении обмотка возбуждения включается:
А) в сеть вспомогательного источника энергии переменного тока
Б) в сеть вспомогательного источника энергии постоянного тока
9. При какой нагрузке КПД двигателя достигает максимума?
А) номинальной
В) несколько большей номинальной
Б) равной примерно половине номинальной
10. При постоянном напряжении питания магнитный поток возбуждения увеличился. Как
изменилась частота вращения двигателя?
А) увеличилась
Б) не изменилась
В) уменьшилась
11. Напряжение, подведенное к обмотке якоря, увеличилось. Как изменилась частота вращения двигателя?
А) увеличилась
Б) не изменилась
В) уменьшилась
ТЕСТОВЫЙ КОНТРОЛЬ ПО ТЕМЕ:
«СИНХРОННЫЕ МАШИНЫ»
1. Чем отличается синхронный двигатель от синхронного?
А) устройством статора
Б) устройством ротора
2. Нужны ли щепки и контакты кольца для синхронного двигателя, ротор которого представляет собой постоянный магнит.
А) нужны
Б) не нужны
3. Нужны ли кольца и щепки, если ротор синхронного двигателя изготовлен в виде электромагнита?
А) нужны
Б) не нужны
4. С какой целью на роторе синхронного двигателя иногда разрешают дополнительную короткозамкнутую обмотку?
А) для увеличения вращающего момента
Б) для раскручивания ротора при запуске
5. Какую зависимость отражают внешние характеристики синхронного генератора?
А) зависимость напряжения на зажимах генератора от тока нагрузки при неизменной частоте вращения ротора и тока возбуждения
Б) каким образом необходимо изменить ток обмотке возбуждения для того, чтобы при изменении нагрузки генератора напряжение на его зажимах оставался неизменным
6. Какую зависимость отражает регулированные характеристики синхронного генератора
А) зависимость напряжения на зажимах генератора от тока нагрузки при неизменной частоте вращения ротора и тока возбуждения
Б) каким образом необходимо изменить ток в обмотке возбуждения для того, чтобы при изменении нагрузки генератора напряжение на его зажимах оставалось неизменным
7. Какие условия необходимо выполнять для включения синхронного генератора в сеть?
А) одинаковое чередование фаз в сети
Б) равенство напряжения сети и ЭДС генератора
В) равенство частот ЭДС генератора и тока сети
Г) включать в тот момент, когда ЭДС генератора в каждой фазе направлена встречное
напряжение в сети
Д) включать в тот момент, когда ЭДС генератора в каждой фазе направлена в одну сторону
напряжения сети.
ТЕСТОВЫЙ КОНТРОЛЬ «АСИНХРОННЫЕ ДВИГАТЕЛИ»
1 вариант
1. Назовите основные части асинхронного двигателя?
А) станина Б) магнитопровод В) обмотка статора
Г) ротор
Д)щетки
2. Может ли ротор асинхронного двигателя раскрутиться до частоты вращения магнитного
поля?
А) может
б) не может
3. В каком режиме работает электрическая машина при S = 0, 082 ? Ответ обоснуйте.
А) в режиме асинхронного генератора
В) в режиме синхронного двигателя
Б) в режиме асинхронного двигателя
4. Каким образом осуществляют ступенчатое регулирование частоты вращения асинхронного двигателя?
А) переключением секций обмотки статора
Б) изменением сопротивления цепи обмотки ротора
5. Вращающееся магнитное поле статора является шестипомосным. Найти частоту вращения ротора, если S = 0, 05; F = 50 Гц.
II вариант
1. Почему магнитопровод набирают из тонких листов электротехнической стали, изолированных лаком?
А) для уменьшения потерь на вихревые токи
Б) для уменьшения потерь на перемагничивание
2. Какова частота пересечения силовыми линиями магнитного поля стержней обмотки ротора двигателя в режиме холостого хода?
А) максимальна Б) минимальна В) равна нулю
3. В каком режиме работает электрическая машина при S = -1. Ответ обоснуйте.
А) в режиме асинхронного генератора
В) в режиме синхронного двигателя
Б) в режиме асинхронного двигателя
4. Каким образом осуществляют плавное регулирование частоты вращения асинхронного
двигателя с фазным ротором?
А) изменением числа пар помосов вращающегося магнитного поля статора
Б) изменением сопротивления цепи обмотки ротора
В) частота вращения плавно не регулируется
5. Частота вращения магнитного поля 3000 об\мин. Частота вращения ротора 2940 об\мин.
Определить скольжение.
III вариант
1. Какие материалы используют для изготовления короткозамкнутой обмотки ротора?
А) алюминий Б) алюминий, медь В) медь, сталь
2. Какова частота пересечения силовыми линиями магнитного поля стержней обмотки неподвижного ротора?
А) максимальна Б) минимальна В) равна нулю
3. В каком режиме работает электрическая машина при S = 0 ? ответ обоснуйте
А) в режиме асинхронного генератора
В) в режиме синхронного двигателя
Б) в режиме асинхронного двигателя
4. Каким образом осуществляют плавное регулирование в широких пределах частоты вращения асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором?
А) изменением числа пар помосов вращающего магнитного поля статора
Б) изменением сопротивления обмотки ротора
В) частота вращения плавно не регулируется
5. Найти частоту вращения ротора, если S = 0, 05; F = 50 Гц и магнитное поле статора является двухполосным.