Задания для самостоятельной работы студентов по МДК 01.01

Приложение 4
Вопросы для самостоятельной работы студента и темы рефератов
МДК 01.01 Электрические машины
Тема 1. Электрические трансформаторы
Вопросы для самостоятельной работы студента:
1.
Чем определяется соотношение напряжений на входе и выходе трансформатора?
2.
Как соотносятся числа витков первичной и вторичной обмоток у повышающего
(понижающего ) трансформатора?
3.
Для чего нужен магнитопровод?
4.
Может ли трансформатор работать без магнитопровода?
5.
Какие процессы вызывают нагрев магнитопровода трансформатора?
6.
Как организуется охлаждение трансформатора?
7.
Почему коэффициент трансформации определяют в режиме холостого хода?
8.
На что расходуется активная мощность, потребляемая трансформатором в режиме холостого хода?
9.
Каким будет коэффициент мощности идеального трансформатора без потерь в
режиме холостого хода и почему?
10. Каким будет коэффициент мощности трансформатора с нулевыми потоками рассеяния в режиме короткого замыкания и почему?
11. Как называются потери мощности трансформатора в режиме холостого хода и
почему?
12. Как называются потери мощности трансформатора в режиме короткого замыкания и почему?
13. Как зависят потери мощности в магнитопроводе трансформатора от нагрузки?
14. Как зависят потери мощности в обмотках трансформатора от нагрузки?
15. Какие процессы вызывают фазовое запаздывание магнитного потока по отношению к току холостого хода?
16. На какие составляющие разделяют магнитный поток трансформатора при анализе?
17. По какому признаку отделяют основной магнитный поток трансформатора от потоков рассеяния?
18. Для чего параметры вторичной обмотки приводят к числу витков первичной?
19. Какое условие необходимо выполнять при приведении параметров вторичной
обмотки к числу витков первичной?
20. Постройте векторную диаграмму работы трансформатора на активную (активноиндуктивную, активно-емкостную) нагрузку и объясните порядок её построения.
21. Нарисуйте полную схему замещения трансформатора и поясните её.
22. Нарисуйте упрощённую схему замещения трансформатора и поясните её.
23. Как изменяются токи обмоток трансформатора при изменении нагрузки и почему?
24. При каком условии трансформатор работает с максимальным КПД?
25. Нарисуйте схему и перечислите условия проведения опыта холостого хода.
26. Нарисуйте схему и перечислите условия проведения опыта короткого замыкания.
27. Нарисуйте схему замещения трансформатора в режиме холостого хода и покажите, как по показаниям приборов рассчитать параметры этой схемы.
28. Нарисуйте схему замещения трансформатора в режиме короткого замыкания и
покажите, как по показаниям приборов рассчитать параметры этой схемы.
29. В чём заключается опасность включения трансформатора в сеть?
30. Какой характер имеет свободная составляющая магнитного потока при включении трансформатора?
31. Что такое ударный ток короткого замыкания?
32. Нарисуйте диаграмму преобразования активной мощности в трансформаторе и
соотнесите её со схемой замещения.
33. Нарисуйте диаграмму преобразования реактивной мощности в трансформаторе и
соотнесите её со схемой замещения.
34. Как устроен автотрансформатор?
35. Почему при прочих равных условиях автотрансформатор обладает лучшими массогабаритными показателями?
36. Почему при прочих равных условиях автотрансформатор обладает лучшими
энергетическими показателями?
37. Укажите области применения автотрансформаторов.
38. Что такое группы соединения обмоток трансформатора?
39. Как изменится фазовый сдвиг напряжений вторичных обмоток по отношению к
напряжениям первичных обмоток, если от группы Y/-11 перейти к группе Y/Y-0?
40. Каковы особенности работы трансформатора, питающего вентильные устройства?
Рефераты:
1.
Трансформаторы напряжения. Устройство и принцип действия. Применение в
технике.
2.
Режим холостого хода трансформатора. Схема замещения и векторная диаграмма. Условия проведения опыта холостого хода. Анализ и использование результатов опыта.
3.
Схема замещения и векторная диаграмма трансформатора. Связь параметров
схемы с физическими процессами преобразования энергии.
4.
Режим короткого замыкания трансформатора. Схема замещения и векторная диаграмма. Условия проведения. Анализ и использование результатов опыта.
5.
Энергетическая диаграмма трансформатора и её связь с параметрами схемы замещения.
6.
Внешняя характеристика трансформатора и влияние на неё характера нагрузки.
7.
Мощность потерь энергии и КПД трансформатора.
8.
Переходные процессы и перенапряжения в трансформаторах.
9.
Автотрансформатор. Устройство и принцип работы. Характеристики и область
применения.
10. Особенности работы трансформаторов, питающих сварочные и вентильные
устройства.
Тема 2: Асинхронные машины
Вопросы для самостоятельной работы студента
1.
Чем отличаются МДС сосредоточенной и распределённой обмоток?
2.
Как влияет укорочение шага обмотки на величину ЭДС?
3.
Для чего укорачивают шаг обмотки?
4.
В каких пределах может находиться коэффициент распределения обмотки?
5.
В каких пределах может находиться коэффициент укорочения шага обмотки?
6.
Как влияет скос пазов магнитопровода на величину ЭДС?
7.
Для чего применяют скос пазов магнитопровода?
8.
Что такое обмоточный коэффициент?
9.
Что такое круговое вращающееся магнитное поле?
10. Как формируется круговое вращающееся магнитное поле с помощью трёхфазной
системы питания?
11. Чем определяется направление вращения магнитного поля?
12. Чем определяется скорость вращения магнитного поля?
13. Как формируется ток в короткозамкнутой обмотке ротора?
14. Почему асинхронные двигатели так называются?
15. Чему равен ток в обмотке ротора в режиме холостого хода и почему?
16. Чему равна частота токов в роторе АД?
17. Что такое обмоточный коэффициент и почему он не используется при анализе
процессов в трансформаторе?
18. Чем является АД с заторможенным ротором?
19. Почему относительное значение тока холостого хода АД больше, чем у трансформатора?
20. Что такое скольжение?
21. Чем определяется величина ЭДС, наводимой основным магнитным потоком в
обмотке ротора?
22. На какие составляющие разделяют магнитный поток в АД при анализе?
23. Чем компенсируется размагничивающее действие тока ротора?
24. С помощью схемы замещения подтвердите равенство нулю тока ротора в режиме
холостого хода?
25. Почему режим пуска АД называют режимом короткого замыкания?
26. Чему соответствует механическая нагрузка на валу АД в схеме замещения?
27. Каким образом вращающий момент, развиваемый на валу АД, определяется по
параметрам схемы замещения?
28. Что такое опрокидывающий момент АД?
29. Какими параметрами схемы замещения определяется величина опрокидывающего момента АД?
30. Как зависит опрокидывающий момент АД от напряжения питания?
31. Какими параметрами схемы замещения определяется величина критического
скольжения АД?
32. Как зависит критическое скольжение АД от активного сопротивления цепи ротора?
33. С какой частотой вращается магнитное поле ротора?
34. Какие потери в АД называют постоянными и почему?
35. Какие потери в АД называют переменными и почему?
36. Как зависят переменные потери в АД от коэффициента нагрузки?
37. Какие двигатели можно пускать прямым включением в сеть?
38. Чем отличаются характеристики АД с глубокими пазами и двойной беличьей
клеткой от двигателей общего применения?
39. Почему АД средней и большой мощности нельзя запускать прямым включением
в сеть?
40. Как управляют пуском АД с фазным ротором?
41. Какой способ управления скоростью вращения АД является самым совершенным
и почему?
42. В чём заключаются достоинства и недостатки регулирования скорости вращения
изменением числа полюсов?
43. В чём заключаются достоинства и недостатки регулирования скорости вращения
изменением напряжения питания?
44. Какое магнитное поле формируется в однофазных АД?
45. Как осуществляется пуск однофазного АД?
46. Почему однофазный АД с расщеплёнными полюсами не требует пускового
устройства?
47. Какое магнитное поле можно сформировать в двухфазных АД (ДАД)?
48. Какие способы применяются для управления скоростью вращения ДАД?
49. Каков принцип управления скоростью вращения ДАД?
50. Почему скорость идеального холостого хода ДАД ниже скорости вращения магнитного поля?
51. На какие составляющие можно разложить пульсирующее магнитное поле?
52. При каком способе управления ДАД обладает линейными регулировочными характеристиками?
Рефераты:
1.
Устройство и конструктивные параметры обмоток машин переменного тока.
2.
Формирование кругового вращающегося магнитного поля с помощью трёхфазной системы токов.
3.
Устройство короткозамкнутого ротора и физическое процессы в его обмотке при
различных скоростях вращения.
4.
Магнитные потоки в АД. Уравнения МДС и токов.
5.
Уравнения электрического состояния. Схема замещения и векторная диаграмма.
6.
Вращающий момент АД и его связь с параметрами схемы замещения.
7.
Уравнение механической характеристики в абсолютных и относительных единицах. Характерные точки, участки и режимы работы.
8.
Энергетические соотношения. Понятие электромагнитной мощности. Энергетическая диаграмма, КПД и коэффициент мощности.
9.
Вопросы пуска АД. Прямой пуск. Улучшение пусковых свойств АД. Ступенчатый пуск с использованием переключения обмоток статора, добавочных резисторов в цепях статора и ротора, дросселей и автотрансформаторов.
10. Способы регулирования частоты вращения и характеристики АД.
11. Устройство, принцип действия, характеристики и области применения однофазных АД.
12. Устройство, принцип действия, характеристики и области применения двухфазных АД.
Тема 3. Синхронные электрические машины
Вопросы для самостоятельной работы студента:
1.
Как устроен ротор синхронной машины?
2.
Почему синхронные генераторы гидроэлектростанций имеют большое число полюсов?
3.
Почему синхронные генераторы теплоэлектростанций имеют малое число полюсов?
4.
Чем объясняется нелинейность характеристики холостого хода синхронного генератора?
5.
Как возникает вращающий момент в синхронной машине с возбуждённым ротором?
6.
Что такое противо-ЭДС? Как она возникает и почему так называется?
7.
Что такое реакция якоря?
8.
Как воздействует реакция якоря на магнитный поток ротора?
9.
В чём заключается неблагоприятное воздействие реакции якоря на работу СМ?
10. Какие составляющие образуют синхронное индуктивное сопротивление?
11. Что такое угол нагрузки СМ?
12. Что такое внешняя характеристика автономного генератора?
13. Что такое характеристика холостого хода синхронного генератора?
14. Как по характеристике холостого хода определить коэффициент насыщения СМ?
15. Как влияет характер нагрузки автономного генератора на его внешнюю характеристику?
16. Какой знак имеет угол нагрузки СМ при работе в режиме двигателя?
17. Какие величины определяют максимальный вращающий момент СД с возбуждённым ротором?
18. Что представляет собой угловая характеристика СД с возбуждённым ротором?
19. Чему равен предельный угол нагрузки СД с возбуждённым ротором?
20. Какой диапазон угла нагрузки соответствует устойчивой работе СД с возбуждённым ротором?
21. Что такое выход из синхронизма и в каких условиях он возникает?
22. Как можно регулировать коэффициент мощности СМ?
23. Какой характер имеет реактивная составляющая тока статора СМ при недовозбуждении?
24. Какой характер имеет реактивная составляющая тока статора СМ при перевозбуждении?
25. Какой характер имеет реактивная составляющая тока статора СМ в точках минимума U-образных характеристик?
26. Что такое синхронный компенсатор?
27. В чём заключаются преимущества синхронного компенсатора по сравнению с
конденсаторной батареей?
28. В чём заключается проблема пуска СД?
29. Какие параметры СД и нагрузки определяют условие синхронизации?
30. Как влияет величина момента инерции вращающихся масс на условие синхронизации СД?
31. Как влияет величина синхронного момента СД на условие синхронизации?
32. Как влияет частота питания СД на условие синхронизации?
33. Как осуществляется пуск СД с возбуждённым ротором?
34. Как осуществляется пуск маломощных СД?
35. Укажите способ регулирования скорости вращения СД.
36. В чём заключаются преимущества и недостатки СД?
37. Как устроен реактивный синхронный двигатель (РСД)?
38. Как возникает вращающий момент в РСД?
39. Что представляет собой угловая характеристика РСД?
40. Чему равен предельный угол нагрузки РСД?
41. Как устроен ротор гистерезисного синхронного двигателя (ГСД)?
42. Как работает ГСД в асинхронном режиме?
43. Как работает ГСД в синхронном режиме?
44. Каков принцип действия шагового синхронного двигателя (ШСД)?
45. Как зависит максимальный момент нагрузки от величины шага ШСД?
Рефераты:
1.
Конструкции синхронных машин (СМ).
2.
Реакция якоря и её влияние на характеристики СМ.
3.
Синхронный генератор. Принцип действия. Характеристика холостого хода.
4.
Синхронный генератор. Уравнение Кирхгофа для обмотки статора и векторная
диаграмма.
5.
Синхронный генератор. Внешняя характеристика при работе на автономную
нагрузку.
6.
Синхронный двигатель. Уравнение Кирхгофа для обмотки статора и векторная
диаграмма.
7.
Синхронный двигатель. Угловая и механическая характеристики (уравнения, характерные режимы, участки, точки).
8.
Регулирование коэффициента мощности. U-образные характеристики СМ. Синхронный компенсатор.
9.
10.
11.
12.
Вопросы пуска СД. Условие самозапуска.
Устройство, принцип действия и характеристики реактивных СД.
Устройство, принцип действия и характеристики гистерезисных СД.
Устройство, принцип действия и характеристики шаговых СД.
Тема 4. Коллекторные двигатели.
Вопросы для самостоятельной работы студента:
1.
Как устроен ротор ДПТ?
2.
Что такое коллектор и какие функции он выполняет в ДПТ?
3.
Какие процессы происходят при коммутации секций обмотки якоря?
4.
Какие виды коммутации различают?
5.
Какие ЭДС наводятся наводятся в коммутируемой секции?
6.
Какая ЭДС может компенсировать ЭДС самоиндукции?
7.
В каком случае при коммутации отсутствует искрение под щетками?
8.
Как улучшают коммутацию в машинах средней и большой мощности?
9.
Как улучшают коммутацию в машинах малой мощности?
10. На каком краю щетки возникает искра?
11. Что такое реакция якоря?
12. Как влияет реакция якоря на характеристики ДПТ?
13. Как влияет реакция якоря на процесс коммутации?
14. Что такое компенсационная обмотка? Конструкция и назначение.
15. Для чего устанавливают дополнительные полюсы?
16. Где устанавливают дополнительные полюсы и как их включают в электрическую
цепь ДПТ?
17. Что такое физическая нейтраль?
18. Почему не шихтуют полюсы и корпус ДПТ?
19. Чему равна частота токов в обмотке якоря ДПТ?
20. Почему невыгодно использовать машину завышенной мощности?
21. Укажите источники потерь энергии в ДПТ?
22. Укажите основные справочные характеристики ДПТ.
23. Какие параметры определяют скорость идеального холостого хода ДПТ?
24. Какие параметры определяют жёсткость механической характеристики ДПТ?
25. Какие двигатели обладают линейной механической характеристикой?
26. Какие двигатели обладают нелинейной механической характеристикой?
27. Какие двигатели обладают линейной регулировочной характеристикой?
28. Какие двигатели обладают нелинейной регулировочной характеристикой?
29. Укажите способы регулирования скорости вращения ДПТ.
30. Укажите способы изменения направления вращения ДПТ.
31. Какие величины определяют значение пускового тока ДПТ независимого возбуждения?
32. Какие величины определяют значение пускового тока ДПТ последовательного
возбуждения?
33. Укажите достоинства и недостатки ДПТ независимого возбуждения.
34. Укажите достоинства и недостатки ДПТ последовательного возбуждения.
35. Какие величины определяют значение пускового момента ДПТ независимого
возбуждения?
36. Какие величины определяют значение пускового момента ДПТ последовательного возбуждения?
37. Укажите особенности эксплуатации ДПТ.
38. Почему ДПТ последовательного возбуждения нельзя эксплуатировать при малых
нагрузках?
39. Чем объясняется быстрый рост скорости вращения при снижении нагрузки в
ДПТ последовательного возбуждения?
40. Чем объясняется использование ДПТ последовательного возбуждения на электротранспорте и в подъёмных механизмах?
41. Какие свойства присущи исполнительным ДПТ?
42. Укажите способы управления исполнительными двигателями постоянного тока
(ИДПТ).
43. Какой способ управления обеспечивает линейные механические и регулировочные характеристики (ИДПТ).
44. Почему в конструкциях якоря ИДПТ часто применяют печатную обмотку?
45. Как устроен ИДПТ с дисковым якорем?
46. Как устроен ИДПТ с полым якорем?
47. Каков принцип действия вентильного двигателя (ВД)?
48. Какова структура комплекса, образующего ВД?
49. Какой вид имеет механическая характеристика ВД и почему?
50. Как получают информацию о положении ротора ВД?
Рефераты:
1.
Устройство и принцип действия ДПТ.
2.
Реакция якоря ДПТ. Влияние на характеристики двигателя. Способы компенсации.
3.
Коммутация. Основные процессы при коммутации. Влияние на работу ДПТ.
Способы улучшения.
4.
Уравнение механической характеристики. Вывод из уравнения Кирхгофа для цепи якоря. Характерные точки, участки и режимы работы. Анализ влияния различных величин на механическую характеристику.
5.
Преобразование энергии в ДПТ. Энергетические диаграммы для различных режимов работы.
6.
Механические и регулировочные характеристики ДПТ независимого возбуждения.
7.
Механические и регулировочные характеристики ДПТ последовательного возбуждения.
8.
Пуск в ход ДПТ.
9.
Достоинства и недостатки ДПТ. Особенности эксплуатации и ограничения.
10. Исполнительные двигатели постоянного тока. Особенности конструкции, способы управления, механические и регулировочные характеристики.
11. Вентильные двигатели. Устройство, принцип действия, характеристики и области
применения.
12. Коллекторные двигатели переменного тока. Устройство, принцип действия, характеристики и области применения.