МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение 
высшего образования 
«Забайкальский государственный университет»
(ФГБОУ ВО «ЗабГУ»)
Факультет энергетический
Кафедра автоматизации производственных процессов

УЧЕБНЫЕ МАТЕРИАЛЫ 
для студентов заочной ускоренной формы обучения
по дисциплине «Электрические машины» 

для направления подготовки (специальности) 13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника» 											

Общая трудоемкость дисциплины (модуля) 

Виды занятий	Распределение по семестрам 
в часах 	Всего часов	
	3
семестр	4
семестр	5
семестр		
1	2	3	4	5	
Общая трудоемкость		72	180	252	
Аудиторные занятия, в т.ч.:					
лекционные (ЛК)		6	6	12	
практические (семинарские) (ПЗ, СЗ)					
лабораторные (ЛР)		4	6	10	
Самостоятельная работа студентов (СРС)		62	96	158	
Форма промежуточного контроля в семестре*		зачет	36 (экзамен)	36	
Курсовая работа (курсовой проект) (КР, КП)			36
КП	36	

Краткое содержание курса
1.	Электромеханическое преобразование энергии в индуктивных преобразователях.
2.	Принцип преобразования энергии в электрических машинах. 
3.	Типы электрических машин и других электромеханических преобразователей.
4.	Трансформаторы.
5.	Автотрансформаторы.
6.	Магнитные усилители; умножители частоты; специальные типы трансформаторов; 
7.	Режимы работы трансформаторов;.
8.	Принцип, режим работы, конструкции и характеристики синхронных и асинхронных машин и машин постоянного тока.

Форма промежуточного контроля  
Курсовой проект
Тема курсового проекта: «Расчет асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором». 
Курсовой проект рассчитывается по методике изложенной в учебном пособии (приведено в приложении 1). Вариант студента определяется по таблице, приведенной в приложении 1.
Экзамен
Теоретические вопросы

1.	Устройство и принцип действия асинхронных машин
2.	Режимы работы асинхронной машины
3.	Вращающееся магнитное поле асинхронной машины
4.	Приведение э.д.с., токов и сопротивлений ротора к обмотке статора
5.	Схемы замещения асинхронных машин
6.	Уравнение электромагнитного момента асинхронной машины
7.	Механические характеристики асинхронного двигателя
8.	Анализ механических характеристик асинхронной машины
9.	Построение механических характеристик асинхронных машин по каталожным данным
10.	Потери и КПД асинхронного двигателя. Энергетическая диаграмма асинхронного двигателя
11.	Рабочие характеристики трехфазного асинхронного двигателя
12.	Асинхронный генератор с самовозбуждением
13.	Асинхронные двигатели с фазным ротором
14.	Пуск в ход трехфазных АД с фазным ротором
15.	Асинхронные двигатели с глубокопазным ротором
16.	Регулирование частоты вращения асинхронных двигателей изменением частоты
17.	Многоскоростные асинхронные двигатели
18.	Регулирование частоты вращения асинхронных двигателей изменением скольжения
19.	Неполнофазный режим работы трехфазного асинхронного двигателя
20.	Пуск однофазного АД и его характеристики
21.	Конструкция и принцип действия синхронных машин
22.	Типы синхронных машин и их устройство
23.	Способы возбуждения синхронных машин
24.	Уравнения напряжений синхронного генератора
25.	Реакция якоря синхронной машины и ее виды
26.	Потери и КПД синхронных машин
27.	Характеристики холостого хода и короткого замыкания синхронных генераторов
28.	Уравнения и векторная диаграмма ЭДС и напряжений неявнополюсных синхронных генераторов
29.	Уравнения и векторная диаграмма ЭДС и напряжений явнополюсных синхронных генераторов
30.	Включение синхронных генераторов на параллельную работу
31.	U-образные характеристики синхронных генераторов
32.	Внешние и регулировочные характеристики синхронных генераторов
33.	Принцип действия и основные характеристики синхронных двигателей
34.	Способы пуска синхронных двигателей
35.	Принцип действия и режимы работы синхронных компенсаторов
36.	Угловые характеристики синхронных машин
37.	Статическая устойчивость синхронных генераторов

Практические вопросы
1.	Выберите правильную угловую характеристику для синхронизирующей
электромагнитной мощности Pэм. Сх синхронного генератора с неявнополюсным
ротором.

2.	Трехфазный асинхронный двигатель с кратность пускового момента Кп=1,25 
находится в неподвижном состоянии. В момент запуска к его валу приложен
момент сопротивления Мс=1,32 Мн, где Мн– номинальный момент двигателя. 
Определить величину скольжения S двигателя по истечении времени достаточного для разгона двигателя:

3.	Какая рабочая характеристика свойственна синхронному двигателю?

4.	Определить КПД η трехфазного асинхронного двигателя в номинальном
режиме, если постоянные потери Р0=15мВт, переменные Рса=25 мВт, а потребляемая из сети мощность Р1=500 мВт.

5.	Какая механическая характеристика свойственна синхронному двигателю?

6.	Сумма мощности потерь асинхронного двигателя ΣР составляет50% от
его потребляемой мощности Р1. Определить КПД асинхронного двигателя η.

7.	Выберите правильную запись упрощенного уравнения баланса напряжения синхронного двигателя с неявнополюсным ротором.

8.	В асинхронном двигателе с короткозамкнутым ротором скорость вращаю-щёголя магнитного потока статора n1, электромагнитного момента Мэм и скорость вращения ротора имеют направления, показанные ниже. Определить в каком режиме работает асинхронный двигатель.

9.	Какое взаимоположение полюсов ротора и результирующего магнитного потока соответствует установившейся нагрузке синхронного генератора реактивным током.

10.	Трехфазный асинхронный двигатель с кратность пускового момента Кп=1,2 
находится в неподвижном состоянии. В момент запуска к его валу приложен
момент сопротивления Мс=1,32 Мн, где Мн– номинальный момент двигателя.
Определить величину скольжения S двигателя по истечении времени достаточного для разгона двигателя:

11.	Выберите регулировочную характеристику синхронного генератора и
оси координат.

12.	Трехфазный асинхронный двигатель подключен к сети переменного тока с фазным напряжением U1= 220 В. При номинальной нагрузке активная мощность, потребляемая двигателем из сети Р1= 250 Вт, а фазный при этом равен I1=0,5 А. Определить cosϕ двигателя при номинальной нагрузке

13.	Какая реакция якоря синхронного генератора при активно-индуктивной
нагрузке?

14.	Асинхронный двигатель с числом пар полюсов р = 3, критическим
скольжением Sк = 0,2 работает от промышленной сети переменного тока с нагрузкой на валу со скольжением S = 0,1. Определить частоту вращения ротора
n2, если нагрузка на валу уменьшилась в 2 раза. Двигатель считать идеальным.

15.	Выберите внешнюю характеристику синхронного генератора и оси координат.

16.	Исполнительный асинхронный двигатель, питающийся от промышленной
сети переменного тока, с числом пар полюсов р = 1 с моментом на валу М1 работает со скольжением S1= 0,8. Определить частоту вращения двигателя n2, если при постоянном сигнале управления момент на валу уменьшился в два раза

17.	Выберите правильную угловую характеристику для электромагнитной
мощности Рэм синхронного генератора с неявнополюсным ротором.

18.	Три одинаковых асинхронных двигателя имеют различное номинальное
скольжение: Sн1=0,08, Sн2=0,04 и Sн3=0,06. Определить в каком соотношении находятся их КПД η1, η2, η3.

19.	Выберите  правильную  упрощенную  формулу  равновесия  ЭДС
явнополюсного синхронного генератора.

20.	Определить КПД η трехфазного асинхронного двигателя в номинальном
режиме, если постоянные потери Р0=15мВт, переменные Рса=35 мВт, а потребляемая из сети мощность Р1=250 мВт

21.	Выберите характеристику холостого хода синхронного генератора и оси координат.

22.	Асинхронный двигатель имеет механическую характеристику, приведенную ниже, и находится в неподвижном состоянии. К валу двигателя приложен момент сопротивления Мс. Двигатель подключают к промышленной сети переменного тока. В какой точке будет работать двигатель.

23.	Какая рабочая характеристика свойственна синхронному двигателю?

24.	Асинхронный двигатель с числом пар полюсов р = 1, критическим скольжением Sк=0,2 работает от промышленной сети переменного тока с нагрузкой на валу со скольжением S1 = 0,1. Определить частоту вращения ротора n2, если нагрузка на валу уменьшилась в 2 раза. Двигатель считать идеальным.

25.	Какой ток компенсирует синхронный компенсатор?

26.	Номинальная частота работы асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором, питающегося от промышленной сети переменного тока, n2=950 об/мин. Определить число пар полюсов p статорной обмотки данного двигателя и величину номинального скольжения Sн

27.	Какая реакция якоря синхронного генератора при емкостной нагрузке?

28.	Сумма мощности потерь асинхронного двигателя ΣР составляет50% от
его полезной мощности Р2. Определить КПД асинхронного двигателя η.

29.	Какой рисунок соответствует работе асинхронной машины в генераторном режиме?

30.	Синхронный двигатель с числом пар полюсов р = 1 работает в синхронном режиме от промышленной сети переменного тока. Определить частоту вращения ротора данного двигателя n2, если нагрузка на валу уменьшилась в 2 раза. Двигатель считать идеальным.

31.	Какая  точка  механической  характеристики  асинхронного  двигателя
соответствует критическому моменту?

32.	Синхронный двигатель с числом пар полюсов р = 8 работает в синхронном режиме от сети переменного тока с частотой f= 400 Гц. Определить частоту вращения ротора данного двигателя n2.

33.	Какая рабочая характеристика асинхронного двигателя соответствует зависимости потребляемого тока I от мощности P2 на валу?

34.	Синхронный двигатель работает в синхронном режиме от промышленной сети переменного тока. Определить число пар полюсов данного двигателя, если частота вращения ротора данного двигателя n2= 750 об/мин.

35.	Какая точка механической характеристики асинхронного двигателя соответствует номинальному моменту?

36.	Трехфазный синхронный генератор мощностью SH  = 330  кВА, напряжением UH=6.3кВ при частоте тока 50 Гц и частоте вращения 1000 об/мин имеет коэффициент полезного действия  92%. Генератор работает в номинальном режиме с коэффициентом мощности cos =0.9. Схема соединения обмотки статора – «звезда». Определить: активную мощность генератора 1. 330 кВт 2. 297 кВт 3. 323 кВт 4. 273 кВт
37.	Выберите правильную формулу для частоты вращения магнитного потока статора

38.	Трехфазный синхронный генератор мощностью S  = 330  кВА, напряжением U=6.3кВ при частоте тока 50 Гц и частоте вращения 1000 об/мин имеет коэффициент полезного действия  92%. Генератор работает в номинальном режиме с коэффициентом мощности cos =0.9. Схема соединения обмотки статора – «звезда». Определить: Ток обмотки статора 
39.	Какая  точка  механической  характеристики  асинхронного  двигателя соответствует режиму идеального холостого хода?

40.	Трехфазный синхронный генератор мощностью S  = 330  кВА, напряжением U=6.3кВ при частоте тока 50 Гц и частоте вращения 1000 об/мин имеет коэффициент полезного действия  92%. Генератор работает в номинальном режиме с коэффициентом мощности cos =0.9. Схема соединения обмотки статора – «звезда». Определить: полезную мощность нагрузки

41.	Какая рабочая характеристика асинхронного двигателя соответствует за-весомости частоты вращения n2 ротора от мощности Р2 на валу?

42.	В трехфазную сеть напряжением 6  кВ включен потребитель мощностью 660 кВА при коэффициенте мощности cos =0.7. Определить мощность синхронного компенсатора, который следует подключить параллельно потребителю, чтобы коэффициент мощности сети повысился до значения cos =0.9
43.	Выберите правильную формулу для скольжения
1.  2.  3.  4. 
44.	На какой угол повернется ротор четырехполюсного синхронного двигателя за четверть периода тока?
45.	Какая рабочая характеристика асинхронного двигателя соответствует зависимости КПД η от мощности Р2 на валу?

46.	На какой угол повернется ротор двухполюсного синхронного двигателя за четверть периода тока?
47.	Какая характеристика асинхронного двигателя соответствует зависимости момента М2 на валу от мощности Р2 на валу?

48.	На какой угол повернется ротор двухполюсного синхронного двигателя за половину периода тока?
49.	Во сколько раз уменьшится пусковой ток трехфазного асинхронного двигателя при соединении фаз в звезду вместо треугольника?
50.	Трехфазный синхронный двигатель включен в сеть напряжением 220 В, потребляет линейный ток 100 А и развивает мощность на валу 25 кВт. КПД двигателя  90%. Определить реактивную мощность, потребляемую двигателем из сети
51.	Какая рабочая характеристика асинхронного двигателя соответствует зависимости коэффициента мощности cosϕ от мощности P2 на валу?

52.	В цехе устанавливают синхронный двигатель номинальной мощностью 200 кВт, коэффициентом полезного действия  92%, коэффициентом мощности cosϕ = 0.9. Двигатель предназначен для работы в режиме перевозбуждения. Определить потребляемую двигателем реактивную мощность из сети
53.	Выберите правильную упрощенную формулу критического скольжения асинхронной машины

	
54.	Трехфазный синхронный двигатель включен в сеть напряжением 380 В и развивает на валу мощность 75 кВт. КПД двигателя – 92%, коэффициент мощности cosϕ =0.8. Определить реактивную составляющую потребляемого из сети тока
55.	Выберите правильную формулу для угловой частоты вращения магнитного потока статора

56.	Синхронный двигатель с числом пар полюсов р = 2 работает в синхронном режиме от промышленной сети переменного тока. Определить частоту вращения ротора данного двигателя n2, если нагрузка на валу уменьшилась в 2 раза. Двигатель считать идеальным.

57.	Какой участок механической характеристики асинхронного двигателя рабочий, устойчивый?

58.	Синхронный двигатель с числом пар полюсов р = 8 работает в синхронном режиме от сети переменного тока с частотой f= 200 Гц. Определить частоту вращения ротора данного двигателя n2
59.	Какой рисунок соответствует работе асинхронной машины в режиме электромагнитного тормоза?

60.	Синхронный двигатель работает в синхронном режиме от промышленной сети переменного тока. Определить число пар полюсов данного двигателя, если частота вращения ротора данного двигателя n2= 1500 об/мин

Оформление письменной работы согласно МИ 4.2-5/47-01-2013 Общие требования к построению и оформлению учебной текстовой документации

Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины
Основная литература
1.	Вольдек, Александр Иванович. Электрические машины. Машины переменного тока : учебник / Вольдек Александр Иванович, Попов Виктор Васильевич. – Санкт-Петербург : Питер, 2010. – 350 с. : ил. – (Учебное пособие). – ISBN 978-5-469-01381-5 : 347-00.	
2.	Беспалов, Виктор Яковлевич. Электрические машины : учеб. Пособие / Беспалов Виктор Яковлевич, Котеленец Николай Федорович. – 2-е изд., испр. – Москва : Академия, 2008. – 320с. – ISBN 978-5-7695-5395-0 : 503-00.	
Издания из ЭБС:	
3.	Игнатович, Виктор Михайлович. Электрические машины и трансформаторы : Учебное пособие / Игнатович Виктор Михайлович; Игнатович В.М., Ройз Ш.С. – 6-е изд. – М. : Издательство Юрайт, 2017. – 181. – (Университеты России). – ISBN 978-5-534-00881-4 : 76.99.	
4.	Копылов, Игорь Петрович. Электрические машины : Учебник / Копылов Игорь Петрович; Копылов И.П. – 2-е изд. – М. : Издательство Юрайт, 2014. – 675. – (Бакалавр. Академический курс). – ISBN 978-5-9916-3803-6 : 1000.00.	

Дополнительная литература 
5.	Вольдек, Александр Иванович. Электрические машины. Введение в электромеханику. Машины постоянного тока и трансформаторы : учебник / Вольдек Александр Иванович, Попов Виктор Васильевич. – Санкт-Петербург : Питер, 2008. – 320 с. : ил. – 348-00.	
6.	Кацман, Марк Михайлович. Лабораторные работы по электрическим машинам и электрическому приводу : учеб. Пособие / Кацман, Марк Михайлович. – 7-е изд., стер. – Москва : Академия, 2011. – 256 с. – (Среднее профессиональное образование). – ISBN 978-5-7695-8195-3 : 398-20.	

Собственные учебные пособия

7.	Гераськов, С.А. Расчет трехфазных силовых трансформаторов с масляным охлаждением: Учеб. Пособие. – Чита: ЧитГУ, 2005.- 148c.

Базы данных, информационно-справочные и поисковые системы 

8.	ЭБС «Университетская библиотека онлайн»; Договор № 204-11/15/223/16-7 от 04.02.2016г. www.biblioclub.ru
9.	ЭБС «Лань»; Договор № 223/17-28 от 31.03.2017г. www.e.lanbook.ru
10.	ЭБС «Юрайт»; Договор № 223/17-27 от 31.03.2017г. www.biblio-online.ru 
11.	ЭБС «Консультант студента»; Договор № 223/17-12 от 28.02.2017г. www.studentlibrary.ru
Ведущий преподаватель          					Дейс Д.А.                       
Заведующий кафедрой 							Лесков А.В.

Приложение 1.
Техническое задание на проектирование асинхронного двигателя

1. Исполнение (тип) двигателя			с короткозамкнутым ротором	
2. Номинальный режим работы			S1	
3. Номинальная мощность				P2н – в соответствии с вариантом
4. Число фаз обмотки статора				m = 3	
5. Номинальное фазное напряжения обмотки статора
							U1н  – в соответствии с вариантом 
6. Число полюсов					2p  – в соответствии с вариантом 
7. Частота сети					f1= 50 Гц
8. Степень защиты					– в соответствии с вариантом 	
9. Способ охлаждения					IC А01	
10. Исполнение по способу монтажа			IM 1001	
11. Климатические условия				УЗ	
12. Класс нагревостойкости изоляции		F	

Учебное пособие: 
1.	Копылов, Игорь Петрович. Проектирование электрических машин : Учебник для бакалавров / Копылов Игорь Петрович; Копылов И.П. - отв. ред. - 4-е изд. - Электрон. дан. - М : Издательство Юрайт, 2017. - 767. https://biblio-online.ru/book/F89AE53B-1EF0-4A63-A2B0-B51EB0724096/proektirovanie-elektricheskih-mashin
2.	Проектирование электрических машин : учебник / Копылов Игорь Петрович [и др.]; под ред. И.П. Копылова. - 4-е изд., перераб. и доп. - Москва : Высшая школа, 2005. - 767 с.

№ варианта	Ф.И.О.	Р2Н, кВт	U1Н, В	Число полюсов	Степень защиты	
ЭЛСс-20	
1	Аладина Анастасия Александровна	12,9	140	2	IP23	
2	Богодухов Денис Александрович	12,9	280	2	IP44	
3	Большухин Евгений Алексеевич	10,6	140	4	IP23	
4	Бояркин Руслан Сергеевич	20,1	270	4	IP44	
5	Василькова Виктория Викторовна	24,7	270	6	IP23	
6	Вишняков Кирилл Павлович	11,6	130	6	IP44	
7	Денисенко Николай Эдуардович	17,7	150	8	IP23	
8	Гудков Владислав Валентинович	18,2	240	8	IP44	
9	Денисенко Николай Эдуардович	20	220	2	IP23	
10	Иванов Павел Олегович	23,3	180	2	IP44	
11	Калинский Игорь Владимирович	22,9	250	4	IP23	
12	Маркелов Олег Александрович	17,7	300	4	IP44	
13	Носов Михаил Александрович	17,7	100	6	IP23	
14	Разенкова Ирина Сергеевна	13,2	180	6	IP44	
15	Саломатов Александр Викторович	20,3	270	8	IP23	
16	Супранков Артем Юрьевич	13,4	100	8	IP44	
17	Черных Павел Александрович	21	140	2	IP23	
18	Золотухин Андрей Владимирович	22,9	210	2	IP44	
19	Аршинский Николай Викторович	12,1	150	4	IP23	
20	Дутов Алексей Александрович	15,9	180	4	IP44	
21	Ерилов Владимир Владимирович	21,5	180	6	IP23	
22	Журавлев Игорь Андреевич	19,7	220	6	IP44	
23	Зверев Павел Васильевич	22,3	110	8	IP23	
24	Карпова Олеся Сергеевна	15,3	110	8	IP44	
25	Козлов Михаил Андреевич	17,8	140	2	IP23	
26	Кузьмин Семен Александрович	13,3	200	2	IP44	
27	Кузьмина Юлия Алексеевна	12,5	220	4	IP23	
28	Малица Андрей Александрович	19,8	220	4	IP44	
29	Овчинников Валерий Дмитриевич	18,2	150	6	IP23	
30	Толстоногов Виктор Викторович	24,7	130	6	IP44	
31	Толстоногова Любовь Сергеевна	18,3	160	8	IP23	
32	Цыпылов Иван Владимирович	24,1	230	8	IP44	
33	Чупров Александр Олегович	21,6	190	2	IP23	
34	Щербаченко Алексей Андреевич	11,6	300	2	IP44