25 к.
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ РСФСР ИО ЛЬНАМ НАУКИ
И ВЫСШЕЙ ШКОЛЬ!

Чувашский государственный университет имени И. И. Ульянова

ОСНОВЫ ТЕОРИИ
ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ АППАРАТОВ

Задания для самостоятельной работы

Чебоксары
Издательство Чувашскою университета
199 1

ГОСУ^АР'ГЕЗННЬ.^ лСЖГЧТ ? С- 5 С э ПС ZE2AM ПАУК?.

11 CClC)._'J^ t—ЛСлЛ

Чувел!е:-'ий государственный тнигелситет
имени Л -Ульянова

оснсен тзсж алк<1РС1£:си51чз^лх
пЕПАРЛТСБ

Zздания для самостоятельной оайот:»

Чебоксары

ИадательстБО Чувашского университета

IS9I
Составитель: какх.те*ь.н<чукт доцент Е.ь.Оофпоноь

ijir. £22.316

Сеновы теории члектомаханических аппаратов: Задания для
.ам обстоятельно: работы/ Goes. Г.в.Софэонсв.* Чебоксары: Ивд-вс
Ч”ьаг.«ун-та. 1952. 2' с.

Ьклгча*т содержание, исходные данные. варианты изданий
и список рекомендуемой литературы для типовых чапчотсв, вЕ"сл-
нье в 4,5,c—w ермеегпах в соответствии с г.эогоамуо?' дисцит—
линя “С’онови теории •«лектпич^ски-» агоапгтое1 по наиболее сло«~
.час ее паазелвд.

2 ля студентов :1 к L кз'псоь о легальности *<л— - клг.кти-
чес кие аяг.алаи».

Утверждено методическом советом унивЕрситегс.

Научный редактор: кенд.техн.наук, доцент Г21.Свиниов.
Учебными планами специальности IEC2 "Слектрические аппараты"
предусмотрено изучение дисциплины "Основы теории злектричееких
аппаратов". Поичем в 4,5 и 6-м семестрах излагаются основы тео-
рии электромеханических аппаратов. 5 качестве самостоятельной ра-
боты студентам предлагается выполнить четыре типовых расчета по
отдельным, наиболее сложным разделам дисциплины.

Типовой расчет Ф I

Тема: Магнитная цепь достоянного тока

Содержание расчета

I.	Рассчитать магнитные проводимости рабочих паразитные

7
зазоров и удельную проводимость рассеяния.

2.	Составить Схему замещения магнитной цепи.

3.	Определить расчетную длину сердечника.

4.	Разбить магнитную цепь на участки и рассчитать чс-й£ици-
енты рассеяния для участков магнитной цепи.

5.	Рассчитать и построить кривую намагничивания магнитной
системы и определить при заданной '£ХС магнитный поток
в рабочем воздушном зазоре (зазорах).

6.	Рассчитать и построить эпюру распределения магнитного
потока вдоль сердечника.

Примечание: пункты 1,3,4,5,6, выполнять для замкнутой С 4г)
и разомкнутой (О а ) магнитных цепей.

Исходные данные

I.	Тип магнитной цепи (табл.1).

2.	Размеры магнитной цепи (табл.2).

3.	Материал магнитопровода 1табл.З).

4.	Рабочий воздушный зазор 4табл.4).

5.	Магнитодвижущая сила обмотки (табл.5).
,7)0^ /
/Уродо-'гж-ял'&'ё /П&&/7. {

£	S77£m5s?. -

fcopuow

релггЛЗ ЛЛО2^£л'77*>'О'/ £,'<2У?£У

h

С?

$



<ЪЛ~ А/аггдлар a cLilmo серЗе^смЯt
^п^п^п ~ диаямпр, с/порс^д

лпамр^о /ю/н&ёлюёо

в, £ - лпо-^гл/^а с/ алуршлаз с^о&з/,

Ор,	е/ сщомчо

С -	£>Qce/77qp^c'£ ллаж-^!/ оегжс се^гсг^жо

с/ сх&Зог/	л£^3£^ул'лг£7>‘г£/) ,

3^t ос -	& лга^^'оа ьЗА'Оыь/щр

/зо&з^го ^c^QflQ,

Зд ~	-J£>3Op  JVSjrSff

/^t^so/vb^r л^£ож^<^ьле-а^ & е^од£></~
л&^л>у лтех^ у ^spd^/^ayjcojv
лмлелл
Таблица 2

Размеры магнитной цепи, мм

£ ввди-  5НГН	4	dr, Dn	4	4 &		c	a I		QP	4	4.4
т	15		50	о	0,2	25	Э	35	4	(*>  U’	o,
<-	20	35	60	•-4	0,2	25	6	50	5	5C	0,1
3	25	40	70	3	0,2	40	и	60	7	60	c,i
4	30	45	SO	4	0,2	45	10	70	s	7C	0Д
о	3b	50	90	4	0,2	50	32	8G	1G	SC’	0,1
V	40	55	IDG	4	0,3	5o	14	so	12	90	0,1
7	to	6C	12£	□	0,3	7G	16	10C	12	100	0,1
6	ЬС	70	140	5	CT3	75	18	lie	14	IIO	0.1

Таблица 3

> варианта	I	2
материал	CT.I08S5	cr.lO

Таблица 4

Рабочий воздушный зазор (по оси сердечника)

IP ВВДИ- awTfi	1	2	3	4	5	6	7	В	9
4	2	3	4	5	6	i	8	о	10
Таблица 5									
f ваяя-	1	2	3	4	5	6	7	6	9
анта									
F ,A	50C	750	10C0	1500	2000	26CC	3000	4000		□ОСС
				Ьариан'	г задания				

Вариант задания выдается каждому студенту индивидуально препо-
давателем и вклтяает пять цифр. которые означает:

X л ж X л	„

j__________l______________________тип магнитной цепи (в соот-

ветствии с табл.З);
-------------------------------------------------------------------- размеры магнитной цепи (в со-
ответствии с табл.2);
----------------------------------материал магнитопповода (в со-
ответствии с табл.З);
, рабочий воздушны.' зазор (в со-
ответствии с табл.4);

——————— Ш1С обмотки (в соответствии
с табл.5).
-«S-
Рекомендуемая литература

I.	Основы теории электрических аппаратов: Учеб.пособие для вузов
по спец. "электрические аппараты" /И.С.Таев, Е.п.Еуль, А,Г.Годжелло
и др.; под эед. Я.С.Таева. М.; Быэш.шк., 198?. -52 с.

2.	Соч₽онов £>.9., Сзинцов Г.П., Николаев а.Е. Проектирование
электромеханических аппаратов автоматики; Учеб.пособие/Чуват.ун-т.
Чебоксары, 1986. 88 с.

3.	Софронов Ю.В. Насчет и проектирование электромагнитов посто-
янного тока: Учеб.пособие к курсовому проектированию по электричес-
ким аппаратам /Чуваш.ун-т. Чебоксары, 1969. 68 с.

Типовой расчет ,'Р 2

Тема: Магнитная цепь электромагнита переменного тока
при притянутом якоре

Содержание расчета

L. Рассчитать электрическое и магнитное сопротивления к.а.
витка (витков).

2. Составить схему замещения магнитной цепи.

о. Определить NEC обмотки с учетом магнитного'сопротивления
стали и короткозамкнутого витка.

4. Рассчитать потоки в экранированной и неэкранированной
частях магнитопровода, ЕдС в к.з. витках.

- 5. Построить векторную диаграмму магнитных потоков, магнит-
ных сопротивлений, магнитных напряжений, ЕдС и тока в к.з.
витках.

6. Рассчитать и построить временные диаграммы магнитных
потоков (полного, а экранированной и неэкраниоованной
частях магнитопровода).

Исходные данные

д. Тип магнитной цепи (табл.6).

2.	'Размеры магнитной цепи (табл ?).

3.	Материал магнитопровода (табл.8).

4.	Материал к.з. витка (табл.9).

5.	Магнитная индукция в сердечнике, на котором расположена
jcarymca (табл.10).

6.	Частота источника питаний £ = 50. Гц, температура к.з.
витка 0^* 120°С, гсщдина пластин магнитопровода 0,5 мм,
коэффициент заполнения пакета сталью 0,93.
/fa?d£Ur.X~£Hl/£ го£л 6


&fAV&£>Wit£	£>_
Геомегаичеикие размеры магнитной цепи, мм

Вариант	а		Ог	А	8 н		L	8	8п	h
Г	10	6	3	I	10	10		0,05.	0,2	
2	13	8	4	г	13	13	<£>	0 tGo	0.2	1
3	16	10	5	*	15	16	32	0,05	0,2	,5
4	гО	12	6	2	20	20	40	0,05	0,2	1.5
£	23	14	7	2	23	23	46	0,05	0,2	Г75
6	26	16	а	9	26	26	52	0,05	0,2	“ с;
7	29	18	9	2	29	29	58	0,05	0,2	У
8	32	20	10	2	32	30	60	0,05	0,2	
9	35	22	11	•5 «W	35	35	70	0,05	0,2	

Таблица а

Материал магнигокоовода

Вариант	I	2
Материал	1212(012)	1511(045)

Таблица 9

Материал к.з.вигна

Вариан1"	I	2	3

Материал медь алюминий латунь
Дев
___________	-	--.	-	-	 П-	И-----

Таблица 10

Вариант	1	2	3	4	5

,~Т	ОДЗ	0?9	ГД)	1Д	1,2

~Л-
Вариант задания

Вариант задания выдается преподавателем каждому студенту ин-
дивидуально и включает пять цифр, которые означают:

ft ft *Xft__________________ тип магнитной цепи (в соот-

ветствии с габл.6);

----------------------- геометрические размеры (в со-
ответствии с табл.7.1;

------,-----------материал магнитопровода (в

• соответствии с табл.8);

------------- материал к.з. витка (в соот-

ветствии с табл.9);

-------- магнитная индукция (в соот-
ветствии с габл.10).

Рекомендуемая литдгатура

1.	Бутксаич Г .В., Дегтярь Б.Г., Сливинская А.Г. Задачник по
зЛекгрическим аппаратам. К.: Зысе.ек. 1987. 232 с.

2.	Софронов Е.В. Расчет и проектирование электромагнитов пере-
менного тока: .Учеб.пособие /Чувал.ун-т. Чебоксары, 1980. 72 с.

3» Софронов Е.В., Свинцов ГЛ., Николаев Н.Н. Проектирование
электромеханических аппаратов автоматики: Учеб.пособие /Чуваш,
ун-т. Чебоксары, 1986. 88 с.

Типовой расчет # 3,

Тема: Тепловой расчет катушки

Содержание расчета

х. Определить размеры обмотки и обмоточные данные.

2. Определить ориентировочную температуру обмотки по формуле

I	Ньютона.

'	3. Составить тепловую схему замещения.

у	4. Определить коэффициенты теплоотдачи с наружной поверх-

ности катушки и поверхности магнитопровода с учетом

конвекции и излучения.

5.	Определить эквмалентный'коэвдихшент теплоотдачи с внут-
ренней поверхности обмотки.

6.	Определить радиус наиболее нагретого слоя, максимальную
температуру и температуры внутренней а наружной поверхнос-
тей катушки. Построить график распределения температуры по
сечению катушки в радиальном направлении.

-/ЙГ-
7.	Рассчитать и построить кривые изменения температуры наруж-
ной поверхности катушки ео времени 6 лар. ( t ) в крат ко во еден-
ной и повторно-кратковременном режимах работы. Определить коэффи-
циенты перегрузки по мощности.

Исходные данные

1.	Тип обмотки (табл.И).

2.	МДС обмотки {табл.12).

3.	Геометрические размеры ("абл.ТЗ).

4.	Материалы элементов катушки (табл.14).

5.	Параметры режима работы (табл.15).

6.	Температура окружающей среды 8а * 40°0, напояжевие
питания U » ПО В.

Таблица II

Тип обмотки

’	1	-	” 2" 			з	
На изоляционном	на металлическом  каркасе (непропи-	каркасе (негропи-  та.чная)	ганная)	бескаркасная  (пропитанная  лаком  J = 0,1 Бг/(м-К)

Рис.1. Эскиз катушки с магнитопровсдом

б = i,2 Н « . ,'oDj

^мар~	2ha

0 - О,2ао

Наружная поверхность обмот-
ки изолирована бумагой.
flD С oSrtomeu , А

1	2	3	4	5	6	7	8
М	850	900	950	1000	1200	Т200	«500

Таблица 13

Геометрические роумеры, нм

Вариант		Лк	Л$
1	10	1.0	0,5
Z	12	1.0	0,5
3	14	1.0	0,5
4	16	1.0	0,5
5	18	1,5	1,0
6	20	1,5	1.0
7	22	1;ь	1.0
8	24	2,0	1.0
9	26	2.0	1,0

Таблица 14

Материалы элементов

слемент катушки	I	2	3
Изоляционный xzjjpxer Металличес-	текстолит	' аминопласт	винипласт
кий  eoprtfc Обмоточный	сталь	медь	алюминий
провод	ПФ-1	ПФ-2	ПФ-1

Таблица 15

Параметры режима работы

Параметры	1	2	3
^/Т	Т.о	1.5	2,0
ПВ%	0,5; 25	0,75; 40	1,0; 60
Вариант задания

Вариант задания ивдивадуален для каждого студента и включа-
ет пять цифр, которые означают:

X X X X X

I____|_______________________ тип обмотки (по табл.II);

I-------------,--------- МДС обмотки (по табл.12);

геометрические размеры
(по табл.13);

 материалы элементов катуш-
ки (по табл.14);

---------- параметры режимов работы
(по табл.15).

Рекомендуемая литература

I.	Основы теории электрически? аппаоатов: Учеб, для вузов по
спец. "Электрические аппараты" /И.С.Таев, БК.Буль, А.Г.Годжелло
и др.; Под ред. И.С.Таева. М.: Бысш.шк., 1587. 352 с.

2.	Цуткевич Г .В., Дегтярь В.Г., Сливинская А.Г. Задачник по
электрическим аппаратам. М.: Бысш.шк., 1987. 232 с.

3.	Софронов Ю.В., Свинцов ГЛ., Николаев НЛ. Проектирование
электромеханических аппаратов автоматики: Учеб.пособие /Чуваш,
ун-т. Чебоксары, 1986. 88 с.

Типовой расчет % 4

Тема: Расчет гашения дуги постоянного тока в щелевой камере
Содержание расчета

I.	Определить напряженность магнитного поля в зоне горения
дуги (рассчитать магнитную цепь дугогасительной системы).

2.	Определить критическую длину дуги (	).

3.	Для = 1,2 рассчитать:

а)	кривую изменения тока L ( £ ) при гашении дуги;

б)	время горения дуги;

г)	перенапряжение в момент гашения дуги.

4.	Рассчитать температуру стенок щелевой дугогасительной
камеры.
Ьариамг задании состоит из чегцзех цифр:

1) - гесметоические размены дугогасигельной системы
1зис.2, табл.16); 2} - папаметон отключаемой цепи (табл.17);
3) - способ магнитного дутья (табл.18); 4) - ЦДС обмотки
магнитного дутья (табл.19).

Магнитная цепь выполнена из стали 10, дугогасительчая кадепа
из асбоцемента, постоянный магнит - из сплава ЕЩ4.

Рис.2. Эскиз дутогасительной системы

Таблица 16

1 еомеурические размеры, мм

Ьапиант	de	а	1 k			4	Ьк	
I	8	1,5	30	50	30	25	3	15-
4.	О	1,5	35	55	35	z7	о	17
з	10	1.5	40	60	40		3	19
4	Lx	2	45	65	45	31	4	21
5	12	2	50	70	50	33	4	23
и-	13	2	55	75	55	35	4	25
7	14	у 0	60	80	60	37	5	27
8	15	2,5	6э	85	65	39	5	29
С	16	2,5	70	90	70	41	5	31


Параметры отключаемой цепи

¥ варранта	I	2	«и	4	о	6
Отключаемое напряжение и0, 3	220	220	220	110	IIG	Ни
G гклю'"’.еинй ток	, А	615	100	160	'.50	400	г 30
Достоянная зоемени депи X,с	0,01	0,01 	0,01	0.01	0.01	•J wZ

Таблица 15

Способ магнитного дутья

J задианга	I	3	
Магнитное			
дутье	сериесное	шунтовое	независимое

Таблица 19

МЦС сбмстки магнитного дутья

> варианта I	~	3	4	5

F , А создается
ПОСТСЯННЬМ	_	_	-

магнитом	z>lg 413	34j

эеко?лендуамая литература
_. Буткевич Г.З., Дегтярь В.Г., Оливинекая А.Г. Задачник по
электрическим аппа атам, М.: Выся.шк., 1987. С. 84-93,159-169,224-сД.е.
2. Сатаров Д.2. Проектирование электрических аппаратов. М..

Энергии, 1971. С. 128-Д63, 513-516.

3. Таев Я.О. Электрические аппараты управления. М.: Высш.ах.,
1384. С. 83-92, 106-113, 185-186.

-го
I (> Ц'Р/КДНШ

J Jпиовой расчет Ate 1	<	.	.	.	.	3

2. Типовой расчет № 2	.	.	.	9

1 Типовой расчет Л» 3	...	15

1 Гиповой расчет № 4	.	.	.	.	18

Учебиот и.:nine

ОСНОВЫ ТЕОРИИ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ
АППАРАТОВ

За тапия тля самостоятельной работы

Pi i.ik op Н II. iauiopo тпяя

План издания методической литературы 1991 г. пол. 92

Подписано в печать 23.12.91 Формат 60x81/16. Бумага газетная.

Печать оперативная Уел. печ л, 1,25 Уч.-изд. т 1 25 Тиран. 150 экз.

Заказ № 39. Цепа 25 к.

Издательство Чувашского университета.

Типография изда!ельства

128015. Чебок Московский пр.. 15