Комерциалды емес акционерлік қоғам

АЛМАТЫ ЭНЕРГЕТИКА ЖӘНЕ БАЙЛАНЫС УНИВЕРСИТЕТІ

Электротехниканың теориялық негіздері кафедрасы

 

 

 

ЭЛЕКТРОТЕХНИКА ЖӘНЕ ЭЛЕКТРОНИКА НЕГІЗДЕРІ 2

 5В073100 - «Қоршаған ортаны қорғау және өмір тіршілік қауіпсіздігі» мамандығының студенттеріне арналған әдістемелік нұсқау және есептеу-графикалық жұмыстарына тапсырмалар

 

 

 
Алматы 2011

ЌЎРАСТЫРУШЫЛАР:  Амиров Ж.К., Смагулова Г.К. Электротехника жјне электроника негіздері 2. 5В073100 - Ќоршаєан ортаны ќорєау жјне ґмір тіршілік қауіпсіздігі мамандығының студенттеріне арналған әдістемелік нұсқау және есептеу-графикалық жұмыстарына тапсырмалар. – Алматы: АЭжБУ, 2011.-12 б.

 

Есептеу-графикалық жұмысқа тапсырмамен, әдістемелік нұсқау  ЕГЖ-ні безендіруден және тапсырмалардан, сұлбалардан, сонымен қатар электр тізбегінің параметрлерінен,  жұмысты орындау талаптарынан тұрады. ЕГЖ-ға тапсырмамен әдістемелік нұсқау Электротехника және электроника негіздері 2 типтік оқу бағдарламасына сәйкес келеді.

Без.5, кесте 8, әдеби. көрсеткіш-9 атау, сурет 5.

 

Пікір беруші: техн. ғыл. д-р., профессор Дюсебаев М.К.

 

«Алматы энергетика және байланыс университеті» КЕАҚ, 2011ж жоспар  бойынша басылып шығарылады.

 

 

Ó «Алматы энергетика және байланыс университеті» КЕАҚ, 2011ж.

1 Тапсырманы орындауға әдістемелік нұсқау 

 

 «Электротехника» пәнінің негізгі сабақ түрінің бірі ол есептеу-графикалық тапсырмаларын орындау болып табылады.

Студенттің орындау жұмысының нұсқауының нөмірі сынақ кітапшасының соңғы екі санымен және студенттің тегінің басқы әріпімен анықталады.

ЕГЖ тапсырамаларын орындауға келесі талаптар қойылады:

- Негізгі шығарылу жолдары нақты және түсінікті болуы керек.

- Суреттерді, сызбаларды, сұлбаларды сонымен қатар есептің берілген шарттарын мәтіннің дәл ортасына келтіру маңызды емес. Олар бөлек парақта, ұқыпты және масштабта оқуда ыңғайлы болу керек.

- Калькуляторды пайдалана отырып шығарылған есептелу нәтижесі нақты болу қажет.

- Тапсырмада студенттің қолы қойылып, орындалған уақыты белгіленуі керек.

-Сынақтан өтпеген тапсырма қайтадан қарастырылып пікір берушінің алдыңғы берген ескертпесі мен бірге қайта өткізілуі тиіс. Пікір берілген мәтінде қатені түзетуге болмайды. Егер жұмыс дұрыс орындалмаған жағдайда, немесе оның бір ғана бөлігі ғана орындалса, онда қайта қарастылыған түзетілген мәтінді дәптерге жазып, түзетілген қатені көрсетуі керек.

- ЕГЖ қорғалады егер, есептелуде қате болмаса және қойылған талаптар толығымен орындалған жағдайда.

- Бақылау тапсырмасына берілген жұмыста, студент өзінің оқыған пәнін қаншалықты дәрежеде меңгергенін тексеруге көмектеседі, сонымен қатар өз ойларын қысқа әрі толық жеткізуге бейімделеді.   Осы мақсаттағы жетістікреге жету үшін келесі ережелерді қолданған дұрыс:

 - Тапсырманы шешу барысында, қандай физикалық заңдар немесе есептеу кезінде қандай есептік әдістерді қолдануға болады, осы заңдар мен әдістерге байланысты математикалық жазылуларды келтіру керек.

- Есептеуге қандай әріптік символдарды пайдалануға болатындығын әбден ойлану керек. Әр берілген әріптік символды сөзбен немесе сұлбадағы сәйкес келетін белгілеулермен түсіндіру керек.

 - Есепті шығару кезінде алынған тоқ бағыттарын және түйіннің аталуын, кедергіні т.б өзгертуге болмайды. Шарт бойынша берілген белгіленулерді өзгертуге болмайды. Есепті әртүрлі әдіспен шығару кезінде берілген шаманы бір ғана әріптік символмен белгілеу керек.

- Есептеуде анықталатын әр шаманы алдымен жалпы түрде шығарып, содан кейін алынған соңғы теңдіктің орнына сан мәндерін қойып, соңғы жауабын  өлшем бірлігімен бірге жазу керек.  Жүйелі теңдеулерді шешу кезінде, анықталатын шаманы  қысқарту әдістерін пайдалана отырып шешкен  жөн (мысалы, анықтауыштың белгісін жалпы көбейткішке келтіру арқылы немесе орнына қою әдісімен). 

 

- Есептеудің аралық және соңғы қорытындылары жалпы мәтінде нақты көрсетілуі тиіс.

- Есептің шешімі, барлық келтірілген алгебралық түрлендірулермен арифметикалық есептеулермен жүктемеленбеуі тиіс.

- Электрлік сұлбадағы элементтер үшін, электротехникадағы оқулықтарда қолданылған белгілеулерді пайдалануға болады. 

 - Есепті шешуде әр бөлімге түсініктеме беру қажет.

- Қисықтарды тұрғызуда, оның масштабын таңдап алғанда координата өсінің 1 см-не  1*10±n немесе 2*10±n физикалық шаманың өлшем бірлігі сәйкес келетіндей таңдап алу керек, мұндағы n – бүтін сан. Өстің өзгеруін орындауда нөлден бастап бірқалыпты бір немесе әр екі сантиметр сайын  өзгертеді. Қисық тұрғызуда, координатадағы нүкетелердің сандық мәндерін келтірмейді. Барлық сызбалар толығымен және бөлек қисықтар, сонымен бірге олардың әрқайсының аттары болуы тиіс.

 

2 Тапсырма №1. Үшфазалы тізбекті есептеу

 

Симметриялы  үшфазалы тізбекте (2.1 суретте көрсетілген) қысқа тұйықталу немесе фазаның үзілуі салдарынан апатты жағдай туындайды (нұсқа бойынша 2.1, 2.2 кестелер). Генератордағы фазалық э.қ.к. максималды мәні ЕАm және тізбектің парметрлері 2.1-2.3 кестелерде келтірілген. Генератордың фазалық э.қ.к-нің негізгі жиілігі f=50 Гц тең.

Есептеу керек, симметриялы және аппатты жағдайдағы:

1) А, В, С фазаларындағы тоқтардың лездік және әсерлік мәндерін;

2) Жүктемдегі сызықтық және фазалық кернеулердің лездік және әсерлік мәндерін.

Симметриялы және апатты жағдайдағы тоқтар мен кернеулердің векторлы-топографиялық диаграммасын тұрғызу керек.

Симметриялы және апатты жағдайдағы жүктемедегі қолданылатын активті және реактивті қуаттарды салыстыру керек.

 Ескертпе: Фазадағы комплекстік кедергі Zж = R+jX.

 

2.1 К е с т е

Оқуға түскен жылы

Сынақ кітапшасының соңғы саны

Тақ

1

 

2

 

3

 

4

 

5

 

6

 

7

 

8

 

9

 

0

Жұп

0

 

9

 

8

 

7

 

6

 

5

 

4

 

3

 

2

 

1

 

Апатты режім

Кз

 

хх

кз

хх

кз

хх

кз

хх

кз

хх

 

 

2.2 К е с т е

Оқуға түскен жылы

Сынақ кітапшасының соңғысының алдыңғы саны

Тақ

0

2

4

6

8

9

7

5

3

1

Жұп

8

7

5

3

1

0

2

4

6

9

Апатты режім (фаза)

А

В

С

А

В

С

А

В

С

А

R, Ом

30

45

60

40

25

100

70

80

45

65

 

2.3 К е с т е

Оқуға түскен жылы

Тегінің басқы әріпі

Тақ

А,КХ

Б,Л,Ц

В,М,Ч

Г,НШ

Д,О,Щ

Е,ПР

Ж,С,З

Т,Э,И

У,Ю

Ф,Я

Жұп

Б,ИЗ

Ж, Е

Д,Г,В

А, Ф

У,Т,С

Р,ПО

Н,М,Л

К,ЯЮ

Э,Щ,Ч

Ш,Ц,Х

EАm, В

380

120

220

360

270

110

127

200

100

260

Х, Ом

-20

80

-75

50

-60

90

-95

85

-35

35

  2.1 сурет

 

3 Тапсырма №2. Сипаттамлық үшфазалы синхронды қозғалтқышты есептеу

 

Номиналды қуаты Pном және полюстер саны 2p тең үшфазалы синхронды қозғалтқыш желіден жиілігі f=50 Гц және U1ном кернеуімен жұмыс істейді (статордың орамасы жұлдызша жалғанған). Статордағы тоқтың орын басуы кезінде қозғалтқыштың п.ә.к ηном, ал қуат коэффициенті cosφ1ном болады. Қозғалтқыштың жүктемелік қатаңдығы λ, ал іске қосу парметрлері іске қосу тоғының ара қатынасымен анықталған Iп/Iном және іске қосу моментінің ара қатынасы да бар Мп/Мном. Осы шамалардың мәндері 3.1, 3.2, 3.3 кестелерінде берілген.

        Анықтау керек:

-          Қозғалтқыш роторының айналу жылдамдығын n0.

- Желіден тұтынатын қозғалтқыштың активті қуатын Р1 және қозғалтқыштың тоғын  I1ном, сонымен қатар номиналды жүктеме кезіндегі айналу моментін Мном.

 - Шығындардың қосындысын ΣР.

- Іске қосу моменті Мп мен іске қосу тоғын Iп.

- Синхрондалудан қозғалтқыштың ажыратылған кезіндегі, айналу моментін  М.
- Синхронды қозғалтқышқа есептеу жүргізіп бұрыштық сипаттамсын тұрғызу керек. Жұмыстың орнықты аймағын көрсету керек.

           

3.1К е с т е

Оқуға түскен жылы

Сынақ кітапшасының соңғы саны

Тақ

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

Жұп

6

7

8

9

0

1

2

3

4

5

 U1ном, кВ

6

3

4

5

2

1

7

8

9

10

 Р2ном,, кВт

600

575

325

650

160

60

800

750

875

925

ηном,%

90

91

92

90

89

88

91

92

93

94

          

  3.2 К е с т е

Оқуға түскен жылы

Сынақ кітапшасының соңғысының алдыңғы саны

Тақ

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

Жұп

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

2p

6

6

8

8

10

10

6

8

10

6

cosφ1ном

0.8

0.81

0.82

0.83

0.84

0.85

0.86

0.87

0.88

0.9

 

 

         3.3 К е с т е

Оқуға түскен жылы

Тегінің басқы әріпі

Тақ

АЛХ

БМЦ

ВНЧ

ГОЩ

ДПШ

ЕРЭ

ЖСЮ

ЗТЯ

ИУ

КФ

 

Жұп

ЕРЭ

АЛХ

ЖСЮ

БМЦ

ЗТЯ

ВНЧ

ИУ

ГОЩ

КФ

 

ДПШ

 Iп/I1ном

4

4.2

4.4

4.5

4.7

5

5.2

5.3

5.4

5.5

 λ

1.5

1.6

1.5

1.6

1.5

1.6

1.5

1.6

1.5

1.6

 Мп/Мном

1.4

1.5

1.7

1.8

2

2.2

2.4

2.5

1.5

2

 

 

4 Тапсырма №3.  Триггердің жұмысын зерттеу

 

Синхрондалу кірісінде динамикалық түзуі бар (С-кіріс) RS-, JK- немесе D- синхронды триггерлердің біріне, электрлік сұлбаға шартты белгілеулерін сызу керек, сондай-ақ триггерлердің орын ауыстыру кестесімен бірге кіріс және шығыс сигналдарының біріктірілген уақыттық диаграммаларын тұрғызып, және тирггердің сипаттамалы жұмысын көрсету керек. Триггер түрінің нұсқасы 4.1 кестеде көрсетілген.

 

 4.1 К е с т е

Оқуға түскен жылы

Сынақ кітапшасының соңғы саны

Жұп

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Тақ

9

8

7

6

5

4

3

2

1

0

  Триггердің түрі

RS

JK

D

RS

JK

D

RS

JK

D

RS

 

5 Әдістемелік нұсқау

1 Үшфазалы электр тізбегіндегі симметриялы режімді есептеудің мысалы

  Симметриялы үшфазалы электр тізбегі 5.1 суретте келтірілген.

 Белгілі: сызықты кернеу Uл=380 В және жүктеменің фазалық толық комплекстік кедергі Zн=100ej30°, Ом.

 Фазалық және сызықтық тоқтар мен кернеулерді есептеп, кернеулердің топографиялық ал тоқтардың векторлық сызбасын салу керек.

  5.1 сурет

 

Жұлдызша жалғану кезінде, тұмендегі көрсетілген фазалық және сызықтық тоқтар мен кернеулердің байланысы дұрыс

,

.

Әдетте, фазалық кернеу .

Фазалық кернеулердің комплексті әсерлік мәнін жазамыз

,  , .

Сызықтық кернеулердің комплексті әсерлік мәндері

 ,

,

.

Тізбек аймағы үшін Ом заңы бойынша жүктемедегі фазалық және сызықты тоқтарды есептейміз

 .

Симметриялы режімде «B» және «C» фазасындағы тоқтар «A» фазасындағы тоқтан – 120° және +120° өзгеше болады, сәйкесінше

 

, .

5.2 суретте үшфазалы тізбектің симметриялы режімі үшін тоқтардың векторлық ал кернеулердің топографиялық сызбалары көрсетілген.

 

  5.2 сурет

 

2 Қозғалтқыш роторының айналу жылдамдығы n0,төменгі теңдеуден аықталады

 

,   

мұдағы ¦ – қоректенетін кернеудің жиілігі, Гц; p – синхронды қозғалтқыштың статор орамасындағы полюстер саны.

Желіден тұтынатын синхронды қозғалтқыштың активті қуаты:

.

Желіден тұтынатын синхронды қозғалтқыштың номиналды тоғы:

 

Толықтырылған синхронды қозғалтқыштың номинал жүктеме кезіндегі айналу моменті:

Номиналды жұмыс істеу кезіндегі синхронды қозғалтқыштың шығындарының қосындысы:

   

Іске қосылу моменті асинхронды іске қосылу үшін, синхронды қозғалтқыштың қысқартылған іске қосылу моменті арқылы анықталады :

 ,

мұндағы  – синхронды қозғалтқыштың іске қосылу моментінің ара қатынасы. 

Синхронды қозғалтқыштың іске қосылу тоғы,  іске қосылу тоғының ара қатынасы арқылы анықталады:

 

Синхронды қозғалтқыштың максималды айналу моменті (Мmax жоғарылаған кезінде қозғалтқыш синхрондалудан төмендейді):

 

. 

3 Динамикалық кіріс (С-кіріс) синхронизациясы бар RS- синхронды триггерді қарастырайық. Оның электрлік сұлбадағы шартты белгіленуі 5.3 суретте көрсетілген.

 

 

 

 

  

                                                          

5.3 сурет

Триггерлердің орын ауыстыруы 5.1 кестеде көрсетілген, мұндағы белгіленулер: Qt – (Rt, St) кіріс сигналдарының комбинация деңгейінен беріліс моментіне дейінгі сәйкес келетін триггердің шығысындағы күй;   Qt+1 –  С-кірістегі синхроимпульстің (1-ден 0-ге) кері құлауынан кейінгі триггердің күйі; А - активті дәреже; П – кіріс сигналының пассивті дәрежесі.

  5.1 К е с т е

№

Rt

St

Ct

Qt

Qt+1

Режім

0

П

П.

1-0

Qt

Qt

Сақтау

1

П

А

1-0

Qt

1

  1 ге орнату

2

А

П

1-0

Qt

0

  0 қайта бастау

3

А

А

1-0

Qt

Анықталмаған

Кірістердегі кейбір   комбинацияға тыйым салынған 

 

5.4 суретте динамикалық инверсті  кіріс   синхронизациясы бар RS- синхронды триггерінің сипаттамлық жұмысының, кіріс және шығыс сигналындағы біріктірілген уақытша сызбасы көрсетілген.


5.4 сурет

 

Әдебиеттер тізімі

 

1. Электротехника и электроника: Учебник для вузов. В 3-х кн. Кн.3.

2.  Электрические измерения и основы электроники. /Под ред. проф. В. Г. Герасимова. – М.: Энергоатомиздат, 1998. – 432 с.

3. Сборник задач по электротехнике и основам электроники: Учеб. пособие для неэлектротехн. спец. вузов. Под ред. В. Г. Герасимова. – М.: ВШ, 1987.

4. Касаткин А.С. Электротехника – М., 1969,1973,1983.

5. Электротехника./Под ред. Пантюшина. – М., 1976.

6. Мұхити И.М. Электротехника – А., 2005.

7. Бессонов Л.А. ТОЭ. Электрические цепи. – М., 2002.

8. Электротехника и электроника: Учебник для вузов. /Под ред. Б. И. Петленко. – М.: Академия, 2003. – 230 с.

9. Данилов И.А., Иванов П.И. Общая электротехника с основами электроники: Учеб. пособие – М.: ВШ, 2000. – 752 с.

 

Мазмұны 

1 Тапсырманы орындауға әдістемелік нұсқау                                          3

2 Тапсырма №1. Үшфазалы тізбекті есептеу                                            4

3 Тапсырма №2. Сипаттамлық үшфазалы синхронды

қоғзалтқыштың есептелуі                                                                           5

4 Тапсырма №3. Триггердің жұмысын зерттеу                                        7

5 Әдістемлік нұсқау                                                                                    7

Әдебиеттер тізімі                                                                                       12

  

2011 ж. жиынтық жоспар, реті. 101