Параметры трансформатора и двигателя

Тип работы:
Контрольная
Предмет:
Физика


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

Задача 1

Трехфазный трансформатор номинальной мощностью имеет номинальные напряжения, мощность потерь холостого хода и мощность потерь опытного короткого замыкания; напряжение короткого замыкания и ток холостого хода даны в процентах от номинальных величин. Схема соединения обмоток и все его параметры приведены в табл. 1.

1. Определить номинальные параметры трансформатора:

номинальные токи трансформатора;

фазные напряжения и токи трансформатора;

коэффициент трансформации и линейный (групповой) коэффициент трансформации.

2. Угол потерь и коэффициент мощности при холостом ходе.

3. Определить параметры Г-образной схемы замещения трансформатора.

4. Построить внешнюю характеристику трансформатора, найти максимальный КПД трансформатора, изобразить зависимость КПД трансформатора в функции коэффициента загрузки при заданном значении. Значение коэффициента загрузки принять равным.

5. Построить в масштабе векторную диаграмму по Г-образной схеме замещения трансформатора. Изобразить качественно энергетическую диаграмму трансформатора.

Таблица 1.

. кВА

, В

, В

. Вт

, Вт

, %

. %

Схема соединения

. грудус

50

380

230

1200

400

3,8

8,8

Y/Y

-30

Решение

1. — номинальный ток первичной обмотки.

— номинальный ток вторичной обмотки.

— фазный ток первичной обмотки.

— фазный ток вторичной обмотки.

— фазный ток первичной обмотки.

— фазный ток вторичной обмотки.

— коэффициент трансформации.

— линейный коэффициент трансформации.

2. — мощность потерь.

— КПД.

— угол потерь.

4. — внешняя характеристика трансформатора.

— номинальный ток короткого замыкания.

.

Составим таблицу значений внешней характеристики:

0

0,1

0,25

0,5

0,75

1

1,2

230

230,0032

230,0079

230,0158

230,0237

230,0315

230,0378

Рис. 1. Внешняя характеристика

Составим таблицу значений зависимости КПД от коэффициента загрузки:

0

0,1

0,25

0,5

0,75

1

1,2

0

0,452 632

0,605 634

0,68 254

0,712 707

0,728 814

0,737 143

Рис. 2. Зависимость КПД трансформатора от коэффициента загрузки

Задача 2

Асинхронный трехфазный электродвигатель с короткозамкнутым ротором при соединении фазных обмоток звездой подключен к сети с линейным напряжением 380 В и имеет следующие данные в номинальном режиме работы: — мощность на валу; - частота вращения вала; - КПД; - коэффициент мощности фазы статора. Кратность критического момента; отношение активного сопротивления фазы статора к приведенному активному сопротивлению фазы ротора.

1. Определить параметры номинального режима асинхронного двигателя;

— Вращающий момент на валу двигателя;

— Электромагнитный момент двигателя;

— Номинальный ток электродвигателя;

— Мощность, потребляемую электродвигателем из сети в номинальном режиме (активную, реактивную, полную);

— Номинальное скольжение.

2. Найти критическое скольжение и критический момент.

3. Найти параметры Г-образной схемы замещения асинхронной машины (), найти пусковой ток и кратность пускового тока, пусковой момент и кратность пускового момента.

4. Записать уравнение механической характеристики асинхронной машины, изобразить на одном рисунке векторные диаграммы токов схемы замещения для

5. Изобразить Г-образную схему замещении асинхронной машины, изобразить на одно рисунке векторные диаграммы токов схемы замещения для и построить годограф потребляемого тока.

6. Построить качественно энергетическую диаграмму электродвигателя. Данные взять из табл. 2.

Таблица 2.

, кВт

. об/мин

, %

а

6,5

965

86,5

0,88

2,1

0,96

Решение

1. — номинальный момент на валу электродвигателя.

— номинальный ток.

— активная потребляемая мощность.

— полная потребляемая мощность.

-реактивная мощность.

— номинальное скольжение.

— электромагнитная мощность.

— электромагнитный момент.

2. — критический момент.

— критическое скольжение.

4. — механическая характеристика.

Рис. 3. Механическая характеристика

5.

Рис. 4. Г-образная схема замещения

6.

Рис. 5. Энергетическая диаграмма двигателя.

Задача 3

Трехфазный синхронный турбогенератор работает на сеть большой мощности напряжением 380 В и имеет следующие номинальные параметры: мощность, коэффициент мощности, номинальное напряжение, частоту, число пар полюсов, угол выбега. Мощность турбины в номинальном режиме работы синхронного генератора.

Характеристика холостого хода генератора задана в виде следующей таблицы:

, %

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

, %

5

30

52

72

87

100

112

124

133

142

150

За базовые значения ЭДС и тока возбуждения приняты их значения в режиме холостого хода генератора при подключенном состоянии его к сети.

1. Определить частоту вращения ротора генератора, номинальные значения КПД и тока.

2. Изобразить расчетную электрическую схему замещения синхронного генератора и его упрощенную векторную диаграмму в номинальном режиме работы генератора. По геометрии векторной диаграммы определить синхронное индуктивное сопротивление обмотки фазы статора, ЭДС и величину тока возбуждения (%) в номинальном режиме работы генератора.

3. Сделать вывод уравнения U-образной характеристики синхронного генератора для трех значений активной мощности генератора (). Определить значения тока возбуждения (в%), при которых генератор выпадает из синхронизации.

4. Построить в масштабе векторные диаграммы генератора для трех заданных (a, b, c) точек U-образных характеристик синхронного генератора. Данные для расчета взять в табл. 3

Таблица 3.

, кВА

, кВт

, град

a

b

c

, %

, о.е.

, %

, о.е.

, %

, о.е.

600

0,95

2

625

28

180

0,5

40

0

180

0,5

Решение

1. — номинальная частота вращения.

— КПД.

— номинальный ток.

2. — величина вектора

— падение напряжения на синхронном индуктивном сопротивлении.

— синхронное индуктивное сопротивление фазы обмотки статора.

— относительное значение ЭДС холостого хода.

Рис. 6. Характеристика холостого хода.

— относительная величина тока по характеристике холостого хода.

Рис. 7. Векторная диаграмма

3. — ток обмотки статора

При

— значение относительного тока возбуждения.

При

— значение относительного тока возбуждения.

.

При

— значение относительного тока возбуждения.

.

Рис. 8. U-образные характеристики

Сводная таблица для расчета U-образных характеристик синхронного генератора

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

5

30

52

72

87

100

112

124

133

142

150

443,47

326,77

224,07

130,71

60,69

0,00

56,02

112,03

154,05

196,06

233,40

-

336,43

232,04

140,35

76,45

43,35

69,39

118,60

158,56

199,40

236,07

-

-

255,18

166,37

111,37

86,98

99,40

136,51

171,46

209,15

243,92

Условие выпадения из синхронизации:

При Р=0: (определяется по U-образной характеристике).

При:.

При:.

Задача 3

Генератор постоянного тока с параллельным возбуждением вращается с частотой 1000 об/мин и имеет следующие параметры: — номинальное напряжение; - сопротивление цепи возбуждения; - сопротивление цепи якоря; - номинальный ток якорной обмотки. Характеристика холостого хода генератора задана в виде следующей таблицы:

0

520

40

60

80

100

120

150

5

45

73

88

95

100

103

107

Значения и выражены в% от их значений в номинальном режиме работы генератора.

1. Определить номинальный ток и номинальную мощность генератора, номинальный электромагнитный момент и КПД. При расчете КПД принять величины магнитных и механических потерь равными 2 и 1,5% от номинальной мощности генератора соответственно.

2. Построить внешнюю характеристику генератора и определить ток в режиме короткого замыкания.

3. Построить качественно энергетическую диаграмму генератора.

Таблица 4.

, В

, Ом

, А

, Ом

220

44

120

0,07

Решение

1.

— номинальный ток.

— номинальная мощность.

— номинальный электромагнитный момент.

— КПД.

2.

Рис. 9. Характеристика холостого хода

Рис. 10. Внешняя характеристика генератора

— ток короткого замыкания.

3.

Рис. 11. Энергетическая диаграмма генератора параллельного возбуждения

Задача 4

Электродвигатель постоянного тока параллельного возбуждения имеет при напряжении сети 220 В номинальный ток, номинальную частоту вращения и ток холостого хода. Сопротивление цепи якорной обмотки, сопротивление цепи возбуждения.

1. Определить КПД, частоту вращения электродвигателя, вращающий момент при токах якоря, составляющих 0; 0,25; 0,5; 0,75; 1,00; 1,25 от номинального. Полученные данные изобразить в виде графиков на одном рисунке.

2. Рассчитать величину пускового сопротивления, при котором значение пускового тока якоря будет в 2 раза больше его номинального значения. Построить качественно энергетическую диаграмму двигателя.

Таблица 5.

, А

, об/мин

, А

, Ом

, Ом

103

770

5

0,09

74

Решение

1. — номинальная мощность.

— КПД.

Ток якоря

КПД

0

0,25

0,5

0,75

1,00

1,25

— противоЭДС

— частота вращения.

— вращающий момент.

Ток якоря

Частота вращения

Вращающий момент

0

0,25

0,5

0,75

1,00

1,25

Рис. 12. Зависимость КПД от тока якоря

Рис. 13. Зависимость частоты вращения от тока якоря

Рис. 14. Зависимость вращающего момента от тока якоря

2. — пусковой ток.

— номинальный ток обмотки возбуждения.

— ток якоря при пуске двигателя.

— пусковое сопротивление.

.

Рис. 15. Энергетическая диаграмма двигателя

Список литературы

трансформатор асинхронный двигатель номинальный

1. Касаткин А. С., Немцов М. В. Электротехника. — М.: Энергоатомиздат, 1983. — 340 с.

2. Любова О. А., Шумилов А. А. Расчёт однофазной цепи переменного тока. М.у. к выполнению расчётно-графического задания № 1 по электротехнике. — Архангельск, АЛТИ, 1985. — 306 с.

3. Основы промышленной электроники /Под ред. В. Г. Герасимова. — М.: Высш. шк., 1986. — 322 с.

4. Сборник задач по электротехнике и основам электроники / Под ред. В. Г. Герасимова. — М.: Высш. шк., 1987. — 352 с.

5. Соловьёв В. А., Шумилов А. А. Линейные электрические цепи переменного тока. М.у. к выполнению лабораторных работ по электротехнике. — Архангельск, АГТУ, 1996. — 284 с.

6. Шекалов Е. А. и др. Трёхфазные трансформаторы. Асинхронные двигатели. М.у. к выполнению расчётно-графического задания № 3, 4 по электротехнике. — Архангельск, АЛТИ, 1985. — 308 с.

7. Электротехника /Под ред. В.Г. Герасимова/ - М.: Высш. шк., 1985. — 326 с.

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой