Изучение курса «Электрические и электронные аппараты» является неотъемлемой частью профессиональной подготовки специалистов в области электромеханики и технической физики.
лабораторные работы по этому курсу позволяют более глубоко и
конкретно усвоить теоретический материал, получить практические навыки для выполнения электрических измерений и простейших операций по исследованию тепловых и динамических
явлений в элементах электрических аппаратов.
В издании приведены методические материалы по четырем работам, реализованным на факультете интеллектуальных систем
управления и нанотехнологий:
1) компьютерное моделирование переходных процессов при
включении электромагнита постоянного тока
2) лабораторная работа «нагрев обмоток электрических аппаратов»
3) лабораторная работа «аппараты защиты»
4) лабораторная работа «коммутационные перенапряжения».
содержание и цели лабораторных работ № 2—4 носят традиционный характер [1]. схемотехнические решения и конструкции лабораторных стендов были разработаны и реализованы
автором совместно со студентами кафедры «информационных
технологий в электротехнике и робототехнике». Методы и алгоритмы моделирования переходных процессов и восстановления
осциллографических сигналов разработаны автором.
3
Работа № 1
Моделирование Переходных Процессов
При включения электроМагнита
Постоянного тока
1. Предмет и цель исследования
в работе исследуются электромагнитный и электромеханический переходные процессы, которые происходят при включении
электромагнита постоянного тока (рис. 1.1) в электрической цепи,
представленной на рис. 1.2. исследование выполняется на математической модели, построенной в программной среде Mathcad.
Целью исследования является определение влияния параметров
электромагнита и электрической цепи на быстродействие электромагнитного механизма, то есть на время включения электромагнита.
Рис. 1.1. Схематическое изображение электромагнита
а)
б)
4
Рис. 1.2. Эквивалентная схема цепи питания электромагнита:
а) схема без форсирования; б) схема с форсированием
2. исходные данные для расчета переходных процессов
1. Ход якоря xm = 2,4 мм.
2. индуктивность обмотки электромагнита при начальном зазоре L0= 0,034 гн.
3. сопротивление обмотки электромагнита R = 1,12 ом.
4. напряжение питания E = 12 в.
5. противодействующая сила (не зависит от перемещения якоря) P0= 223 н.
6. ток трогания I0 = 6,9 A.
7. Масса подвижных частей электромагнита m = 0,44 кг.
3. основные соотношения, характеризующие
переходные процессы при включении электромагнита
в качестве обобщенной координаты выберем продольную координату положения якоря x(t). в исходном положении якоря,
когда катушка электромагнита обесточена, x(0) = 0.
величина электродинамической силы,