Название: Параметры трансформатора и двигателя

Вид работы: контрольная работа

Рубрика: Физика

Размер файла: 678.19 Kb

Скачать файл: referat.me-340763.docx

Краткое описание работы: Методика определения номинальных параметров трансформатора: номинальных токов, фазных напряжений, коэффициента трансформации. Параметры Г-образной схемы замещения трансформатора. Вычисление основных параметров номинального режима асинхронного двигателя.

Параметры трансформатора и двигателя

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	0,452632	0,605634	0,68254	0,712707	0,728814	0,737143

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.