Современные энергетические системы и электронные преобразователи

Современные энергетические системы и электронные преобразователи

Задание 1

Сбор информации об электрическом сопротивлении материалов

Используя справочники и Интернет, соберите информацию об электрическом сопротивлении проводящих материалов и заполните прилагаемый бланк по образцу. Перечень материалов определите самостоятельно. При этом их должно быть не менее 15

Задание 2

Определение КПД электрического водонагревательного прибора

Рекомендации по выполнению задания № 2

В качестве исследуемого электрического водонагревательного прибора может быть использован электрический чайник или другой аналогичный бытовой прибор.

Коэффициент полезного действия (КПД) энергетической системы – это отношение полезной энергии к израсходованной:

Задание 3

Проектирование грузоподъемного механизма

Требуется спроектировать грузоподъемный механизм в виде асинхронного электродвигателя с редуктором, вращающего барабан, на который наматывается трос.

Исходными данными являются:

· максимальная масса груза m [кг];

· максимальное время подъема t [с];

· высота подъема h [м].

Исходные данные берутся из таблицы согласно первой букве вашей фамилии.

Рекомендации по выполнению задания № 3

Нужно определить характеристики двигателя (мощность, скорость вращения) и коэффициент передачи редуктора. Затем требуется выбрать конкретный тип электродвигателя.

1. Определяем энергию, необходимую для подъема груза на требуемую высоту:

= ℎ, [Дж].

2. Определяем мощность грузоподъемного механизма (потерями можно пренебречь):

= ⁄ , [Вт].

3. Выберем кинематическую схему.

3.1. Выберем диаметр барабана d.

Учитывая, что конструкцией предусмотрен редуктор, диаметр барабана может быть взят произвольно. Однако его минимальное значение желательно взять не менее 100 мм, поскольку при меньшем диаметре трос будет сильно изгибаться и повреждаться, а очень большой диаметр проблематичен с точки зрения практической реализации.

Для начала можно взять значение 100 мм, которое впоследствии может быть скорректировано.

3.2. Определение скорости вращения барабана.

Сначала определим скорость подъема груза:

= ℎ ⁄, [м/с].

Разделив линейную скорость подъема на длину окружности барабана, получим требуемую скорость вращения барабана nбар:

nбар= ⁄, [об-1],

где = 2πd – длина окружности барабана.

3.3. Выбор двигателя и редуктора.

Поскольку редуктор выбирается после двигателя, можно использовать электродвигатель с любой номинальной скоростью вращения nном, обладающий мощностью не меньше требуемой. Однако следует иметь в виду, что высокооборотные двигатели (около 3000 об/мин) имеют малый крутящий момент, а низкооборотные (менее 1000 об/мин) обладают большими габаритами и стоят дороже. Поэтому используем электродвигатель с номинальной скоростью вращения nном = 1500 об/мин (значение выбрано округленно, без учета скольжения).

Сравнив скорости вращения барабана и двигателя, получим передаточное число редуктора k. При этом учтем, что 1500 об/мин соответствует 25 об/сек.

Результаты расчетов представьте в виде таблицы.