Задачи по электротехнике вариант 12
| Цена, руб. | 1000 |
| Номер работы | 28043 |
| Предмет | Электроника и радиотехника |
| Тип работы | Контрольная |
| Объем, стр. | 71 |
| Оглавление | Раздел 1. Трансформаторы Задача № 1 Вариант 12 Известны следующие паспортные данные трансформатора (табл. 3.1): - число фаз m = 3; частота сети f = 50 Гц; - схема и группа соединения обмоток ВН/НН – 11 - номинальная мощность Sн ; - номинальное (линейное) напряжение обмотки ВН Uлн(вн); - номинальное (линейное) напряжение обмотки НН Uлн(нн); - потери холостого хода (мощность холостого хода при номинальном напряжении) Pон; - потери короткого замыкания (мощность короткого замыкания при напряжении короткого замыкания и расчетный для данного класса изоляции температуре) Pкн(75); напряжение короткого замыкания uк(75) %; - ток холостого хода i0 % (i0% = (I0/I1н)100); - расчетная температура обмоток трансформатора θ = 75° С. При всех расчетах первичной считать обмотку ВН. Таблица 3.1 Исходные данные к задаче № 1 Номер варианта Схема ВН/НН SН, кВ⋅А UЛН(ВН) кВ UЛН(НН) кВ РОН, Вт РКН(75о) Вт ик(75о) % i0, % Zнагр, Ом cosφнагр 12 Y/Δ –11 630 6 0,4 1560 8500 5,5 2,0 0,949 0,8 По известным паспортным данным необходимо сделать следующие расчеты и построения: Начертить схему соединения обмоток трансформатора заданной группы (рис.1.1,а) и построить векторную диаграмму ЭДС для доказательства того, что начерченная схема соответствует данной группе. 2. На схеме соединения обмоток трансформатора покажите линейные и фазные напряжения и токи. Определить номинальные фазные значения напряжений и токов обмоток ВН и НН: U1Н, U2Н, I1Н, I2Н. Рассчитайте коэффициент трансформации К. 5. Определить параметры Т-образной электрической схемы замещения трансформатора: R_m; X_m; R_(1; ) R_2^';X_1;X_2^'(при расчете полагать R=R_(2; )^' X_1=X_2^' 6. Расчет параметров основного треугольника короткого замыкания uк(75) %, uка(75) % и uкr(75) % и чертеж основного треугольника короткого замы-кания. 7. Определить все параметры Т-образной схемы замещения в относительных единицах (о. е.): 8. Определение истинных значений активных сопротивлений обмоток ВН и НН при температуре V = 20 °С: R1(20°) и R2(20°). При расчете считать, что обмотки выполнены из медного провода. Указать, будут ли изменяться значения индуктивных сопротивлений при изменении температуры обмоток. 9. Составить упрощенную электрическую схему замещения трансформатора и определить фазные значения тока I2 и напряжения U2 при включении во вторичную цепь обмотки НН нагрузки Z нагр (cosφнагр-индукт.) 10. Определить значения коэффициента нагрузки β при включении во вторичную цепь обмотки НН сопротивления Z нагр (cosφнагр-индукт.) и оптимальное значение коэффициента нагрузки трансформатора βопт. 11. Ввиду того, что коэффициент мощности cosφ2. предприятия, согласно действующему стандарту, должен находиться в пределах 0,92 – 0,95, нужно рассчитать емкость батареи статических конденсаторов, которую необходимо подключить к вторичной обмотке НН трансформатора, чтобы достичь уровня коэффициента мощности 0,95 при нагрузке Z нагр (cosφнагр-индукт.). Кратко пояснить, почему стандарт устанавливает значения коэффициента мощности предприятия на уровне 0,92 – 0,95, т. е. близким к единице, и почему экономически не выгодна эксплуатация электрооборудования с низким значением коэффициента мощности. Рассчитайте, во сколько раз уменьшается ток I1 и электрические потери Δрэ во всех звеньях линии электропередачи (ЛЭП) при включении батареи конденсаторов. Определите реактивную мощность конденсаторной батареи QC при U2 = U2Н. Расчеты проиллюстрировать электрической схемой замещения и диаграммой проводимостей на 12. Определите КПД трансформатора: а) при включении во вторичную цепь обмотки НН нагрузки Z нагр (cosφнагр-индукт.). б) при оптимальном коэффициенте нагрузки βопт. и коэффициенте cosφ2=0,95 Сравните полученные в пунктах «а» и «б» значения КПД и сделайте вывод о том, при каких коэффициентах нагрузки и коэффициенте мощности экономически более целесообразна эксплуатация трансформатора. 13. При заданных коэффициентах мощности нагрузки (cosφнагр(инд) и cosφнагр(емк)) постройте следующие графики: - внешние характеристики U2=f(β) при U1Н=const и при φ2>0 и φ2<0 (если (cosφнагр(инд)), то φ2 >0, а если (cosφнагр(емк)), то φ2 <0); - зависимость КПД трансформатора от коэффициента нагрузки η=f(β) при U1Н=const, ΔU=0, т. е. U2=U2Н=const Построить зависимость η=f(β) c достаточной точностью можно по следу-ющим точкам: 0; 0,3 βопт; 0,6 βопт; βопт; 1,0; 1,2. Раздел 2. Общие вопросы теории электромеханического преобразования энергии в электрических машинах Задача № 2 Вариант 12 Рассчитать и сконструировать трёхфазную обмотку машины переменного тока. 1. Однослойная концентрическая обмотка. Известно (табл. 3.2): m1 =3 – число фаз обмотки; 2p – число полюсов вращающегося магнитного поля; Z1 – число пазов в магнитопроводе. Выполнить следующие расчёты и построения: -сделать расчёт обмотки; -составить таблицу укладки катушек обмотки в пазы; -начертить условные схемы фазы А со всеми возможными вариантами параллельных ветвей; - начертить полную схему трёхфазной обмотки с заданным числом параллельных ветвей «а»; - рассчитать коэффициенты укорочения kyv , распределения kpv и обмоточный kобv для номеров гармоник ν =1, 3, 5, 7, 9, 11. Сделать вывод об эффективности подавления высших гармонических ЭДС. 2. Двухслойная петлевая обмотка с укороченным шагом и целым числом пазов на полюс и фазу ([1], с. 147 –153). Известно (табл. 3. 2): m1=3 – число фаз обмотки; 2p – число полюсов вращающегося магнитного поля; Z1 – число пазов в магнитопроводе. Выполнить все расчёты и построения п. 1 для двухслойной обмотки. Исходные данные Двухслойная обмотка 2р=4; а=2; Z1=36. Раздел 3. Асинхронные машины Задача № 3А Вариант 12 Известны следующие технические данные асинхронного двигателя с фазным ротором, предназначенного для работы в сети с частотой f1 = 50 Гц (табл. 3.3А): -число фаз m = 3; -схема соединения фаз обмотки статора ∆/Y; -число полюсов 2р; -номинальная мощность Р2н; -номинальное линейное напряжение обмотки статора Uлн(∆)/Uлн(Y); -номинальный КПД ηн ; -номинальный коэффициент мощности cos φн; -номинальная частота вращения n2н; -кратность максимального момента Км =Мmax/M2н; -активное сопротивление фазы обмотки статора при расчетной темпера- туре r1; -схема соединения фаз обмотки ротораY; -линейная ЭДС ротора при нулевой скорости вращения ротора Е2л; -коэффициент уточненной Г-образной электрической схемы замещения асинхронного двигателя С1 = (1+x1/xm) = 1; -активное сопротивление фазы обмотки ротора при расчетной темпера- туре r2; - индуктивное сопротивление рассеяния фазы обмотки неподвижного ротора x2 . Таблица 3.3А Исходные данные к задаче № 3А № п/п Тип двигателя 2р Р 2н, кВт U_(лн(∆))/U_(лн(Y)) ηн, % Cosφн n 2н , об/мин Км r1, Ом Е2Л, В r2, Ом х2, Ом 12 4АК160М8УЗ 8 7,1 220/380 82,0 0,70 712 3,0 0,622 290 0,537 1,413 Примечание. Значение коэффициента уточненной Г-образной электрической схемы замещения асинхронного двигателя С1 принять равным единице для всех вариантов Сделать следующие расчеты и построения: 1. Определить следующие значения, соответствующие номинальному режиму: - номинальные активную Р1н и реактивнуюQ1н мощности на зажимах обмотки статора асинхронного двигателя; - кратко поясните, почему асинхронный двигатель наряду с активной энергией потребляет и реактивную энергию; - номинальные фазные напряжения U1н и ток I1н статора; - фазную ЭДС неподвижного ротора Е2; - номинальное скольжение Sн; - номинальный момент на валу М2н . 2. Начертить электрическую схему замещения фазы обмотки вращающегося ротора и рассчитайте: -частоту ЭДС и тока ротора в номинальном режиме f2; -номинальную фазную ЭДС ротора Е2Sн; -индуктивное сопротивление рассеяния фазы ротора в номинальном ре- жиме X2Sн; - номинальный фазный ток ротора I2н. 3. Рассчитать энергетические параметры асинхронного двигателя, работающего в номинальном режиме: - номинальные электромагнитную мощность Рэм.н и электромагнитный момент Мэм.н; - номинальную полную механическую мощностьРмех.н; - сумму потерь ∑∆р =∆рэ1 +∆рм +∆рэ2 +∆рмух +∆рд и каждый вид потерь в отдельности, где ∆рэ1 – электрические потери в обмотке статора; ∆рэ22 – электрические потери в обмотке ротора; ∆рм – магнитные потери; ∆рмех– механические потери; ∆рд – добавочные потери; - постройте энергетическую диаграмму преобразования активной энергии при работе двигателя в номинальном режиме; - кратко поясните, почему при одной и той же нагрузке двигателя элетромагнитный момент больше полезного момента на валу. Оцените эту разницу в процентах для номинального режима ∆ М %= 100(Мэм.н –М2н)/Мэм.н. 4. Вычислить параметры электрической схемы замещения фазы неподвижного ротора, эквивалентной электрической схеме замещения фазы вращающегося ротора. Привести величины и параметры электрической схемы замещения фазы неподвижного ротора к статору (r_(2,)^' x_(2,)^' Е_2^'). Начертить схему замещения фазы неподвижного ротора и рассчитайте по ней приведенный номинальный фазный ток ротора I_2н^' Сравнить вычисленное значение приведенного номинального фазного тока ротора с полученным ранее при расчете электрической схемы замещения фазы вращающегося ротора, которое надо привести к статору: I_2^'=1/K_1 I_2н 5. Записать полную формулу Клосса и объяснить, при каких допущениях ее можно привести к виду Можно ли при Ваших параметрах двигателя использовать упрощенную формулу Клосса? Вычислить значения критического скольжения по полной и упрощенной формулам Клосса и сравните их. 6. Вычислить значение критического скольжения Sкр при работе асинхронного двигателя с закороченным ротором по точной формуле. 7. Определить параметры короткого замыкания rк и xк асинхронного двигателя. 8. Объяснить, каким образом в асинхронном двигателе с фазным ротором добиваются увеличения кратности пускового момента при одновременном уменьшении кратности начального пускового тока. Начертите электрическую схему пуска асинхронного двигателя с фазным ротором. 9. В одной системе координат построить следующие механические характеристики Ω2= f(Мэм) или n2 =f(Mэм): -естественную (обмотка статора соединена в треугольник и подключена к сети с линейным напряжением 220 В, обмотка ротора закорочена); -искусственную при том же соединении обмотки статора и включении в цепь ротора пускового реостата rд, сопротивление которого необходимо выбрать таким образом, чтобы начальный пусковой момент был равен максимальному (Мп =Мmax). Рассчитайте значение этого сопротивления rд; -искусственную при соединении обмотки статора звездой и подключении к той же сети с линейным напряжением 220 В и закороченном роторе; -искусственную при соединении обмотки статора звездой и подключении к сети с линейным напряжением 220 В и включении в обмотку ротора сопротивления rд. 10. Пояснить в какие режимы перейдет асинхронный двигатель при работе на каждой из механических характеристик (п. 9), если к его валу приложить реактивный момент сопротивления Мс = 1,1М2н = const. Будут ли эти режимы работы аварийными? 11. В одной системе координат построить механические характеристики двигателя: -естественную (обмотка статора соединена в треугольник и подключена к сети с линейным напряжением 220 В и частотой сети 50 Гц, обмотка ротора закорочена); -естественную (обмотка статора соединена в треугольник и подключена к сети с линейным напряжением 220 В и частотой сети 60 Гц, обмотка ротора закорочена). Раздел 4. Синхронные машины Задача № 4 Вариант 12 Синхронный гидрогенератор работает в номинальном режиме со следующими техническими данными (табл. 3.4): -номинальная мощность Sн; -частота сети f = 50 Гц; -число фаз обмотки якоря m = 3; -соединение фаз обмотки якоря YN; -номинальное напряжение (линейное) UЛН; -номинальный коэффициент мощности cosφн (нагрузка активно-индуктивного характера); -синхронная скорость вращения n; -номинальный КПД ηн; -продольное синхронное индуктивное сопротивление в о. е. хd*; -поперечное синхронное индуктивное сопротивление в о. е. хq*; -индуктивное сопротивление рассеяния обмотки якоря в о. е. хσа*; -активное сопротивление фазы якоря ra. Необходимо сделать следующие расчеты и построения: 1. Определить -число полюсов индуктора гидрогенератора 2р; -номинальные фазные значения напряжения Uн и тока Iн якоря; -номинальную активную мощность на выводах гидрогенератора Р2н; -номинальную мощность на входе (на валу) гидрогенератора и номинальный момент гидравлической турбины М1н. 2. Построить векторную диаграмму Блонделя для номинального режима работы гидрогенератора. Построение вести в о. е. По векторной диаграмме Блонделя и расчетным путем определите: -ЭДС холостого хода, индуцируемую в фазной обмотке якоря магнитным полем возбуждения в о. е. Е0* и в вольтахЕ0; - ЭДС, индуцируемую в фазной обмотке якоря результирующим магнитным полем в о. е. Еδ* и в вольтах Еδ; - угол сдвига фаз ψн = (Е0 ^Iн ); -номинальный угол нагрузки θн = (Е0 ^Uн ); 3. Рассчить и построить угловые характеристики активной Р=f(θ) и реактивной Q=f(θ) мощностей. Указать на них точку номинального режима. Определить критический угол нагрузки θкр и максимальную активную мощность Pmax синхронного гидрогенератора. Рассчитать максимальную реактивную мощность Qmax, которую может генерировать синхронный гидрогенератор в сеть и предельный угол нагрузки θпред, при котором генерация реактивной энергии в сеть прекращается. При расчете угловых характеристик используйте значение ЭДС Ес, полученное при построении векторной диаграммы Блонделя. 5. Рассчитать статическую перегружаемость гидрогенератора Кп = Рmax/Pн = Pmax* /Pн* , коэффициенты синхронизирующей мощности ∆Рсм и синхронизирующего момента ∆Мсм, и вычислить значения синхронизирующей мощности ∆Р и синхронизирующего момента ∆М при отклонении угла нагрузки от номинального значения на ∆θ = 2° Таблица 3.4 Исходные данные к задаче № 4 Тип Sн, Uлн, сos φн n, ηн, % хd* хq*;, хσа*, ra(75) гидрогенератора МВ•А кВ об/мин о. е. о. е. о.е. Ом 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 12. СВ627/230-20Т 127,7 11,0 0,9 300 98,0 0,86 0,54 0,097 0,00305 "номинальное напряжение (линейное) UЛН; номинальный коэффициент мощности cosφн (нагрузка активно-индуктивного характера); -синхронная скорость вращения n; -номинальный КПД ηн; -продольное синхронное индуктивное сопротивление в о. е. хd*; -поперечное синхронное индуктивное сопротивление в о. е. хq*; -индуктивное сопротивление рассеяния обмотки якоря в о. е. хσа*; -активное сопротивление фазы якоря ra. Необходимо сделать следующие расчеты и построения: 1. Определить -число полюсов индуктора гидрогенератора 2р; -номинальные фазные значения напряжения Uн и тока Iн якоря; -номинальную активную мощность на выводах гидрогенератора Р2н; -номинальную мощность на входе (на валу) гидрогенератора и номинальный момент гидравлической турбины М1н. 2. Построить векторную диаграмму Блонделя для номинального режима работы гидрогенератора. Построение вести в о. е. По векторной диаграмме Блонделя и расчетным путем определите: -ЭДС холостого хода, индуцируемую в фазной обмотке якоря магнитным полем возбуждения в о. е. Е0* и в вольтахЕ0; - ЭДС, индуцируемую в фазной обмотке якоря результирующим магнитным полем в о. е. Еδ* и в вольтах Еδ; - угол сдвига фаз ψн = (Е0 ^Iн ); -номинальный угол нагрузки θн = (Е0 ^Uн ); 3. Рассчить и построить угловые характеристики активной Р=f(θ) и реактивной Q=f(θ) мощностей. Указать на них точку номинального режима. Определить критический угол нагрузки θкр и максимальную активную мощность Pmax синхронного гидрогенератора. Рассчитать максимальную реактивную мощность Qmax, которую может генерировать синхронный гидрогенератор в сеть и предельный угол нагрузки θпред, при котором генерация реактивной энергии в сеть прекращается. При расчете угловых характеристик используйте значение ЭДС Ес, полученное при построении векторной диаграммы Блонделя. 5. Рассчитать статическую перегружаемость гидрогенератора Кп = Рmax/Pн = Pmax* /Pн* , коэффициенты синхронизирующей мощности ∆Рсм и синхронизирующего момента ∆Мсм, и вычислить значения синхронизирующей мощности ∆Р и синхронизирующего момента ∆М при отклонении угла нагрузки от номинального значения на ∆θ = 2° Таблица 3.4 Исходные данные к задаче № 4 Тип Sн, Uлн, сos φн n, ηн, % хd* хq*;, хσа*, ra(75) гидрогенератора МВ•А кВ об/мин о. е. о. е. о.е. Ом 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 12. СВ627/230-20Т 127,7 11,0 0,9 300 98,0 0,86 0,54 0,097 0,00305 Раздел 5. Машины постоянного тока Задача № 5 Вариант 12 Известны следующие технические данные двигателя постоянного тока с параллельным возбуждениием (табл. 3.6): -номинальная полезная мощность Р2н; -номинальное напряжение якоря и обмотки параллельного возбуждения Uн; -номинальная скорость вращения nн; -номинальный КПД ηн; -сопротивление обмотки якоря при 15 ºС Rа(15º); -сопротивление обмотки добавочных полюсов при 15 ºС Rд.п.(15º); -сопротивление обмотки параллельного возбуждения при 15 ºСRв(15º); -падение напряжения на щетках: Uш = 2 В при Ia ≠ 0; -класс изоляции В (расчетная температура 75 ºС); -материал обмоток – медь; -сопротивление регулировочного реостата в цепи якоря: Rр = 6Rа(75º); -сопротивление регулировочного реостата в цепи обмотки параллельного возбуждения: Rpв =Rв (75º); - отношение остаточного магнитного потока к номинальному: Фост/Фн. Таблица 3.6 Исходные данные к задаче № 5 Номер вариан- та P2 н, кВт Uн, В nн, об/мин ηн, % Rа(150,) Ом Rдп(15), Ом Rв(15)0, Ом Rр, Ом Rрв, Ом Φост/ Φн 12 3,4 110 3350 79,5 0,198 0,051 33,5 6 Ra Rв 0,05 При решении задачи выполните следующие операции: 1.Начертите электрическую схему двигателя постоянного тока с параллельным возбуждением с включением добавочных регулировочных реостатов в цепь якоря Rр и в цепь обмотки параллельного возбуждения Rрв. 2.Сопротивления якоря, добавочных полюсов и обмотки параллельного возбуждения приведите к расчетной температуре, соответствующей классу изоляции В. 3.Определите номинальную мощность на входе двигателя постоянного тока Р1н , номинальные токи якоря Iан и возбуждения iвн и номинальный мо-мент на валуМ2н. 4.Выведите уравнение механической характеристики двигателя постоян- ного тока Ω = f(Мэм) и приведите его к виду Ω = Ωо – ΔΩ – ΔΩщ , где Ωо – угловая скорость идеального холостого хода; ΔΩ – перепад скорости, обуслов- ленный моментом сопротивления на валу; ΔΩщ – перепад скорости из-за падения напряжения на щетках. Рассчитайте СФн и номинальный электромагнитный момент Мэм.н и сравните его с номинальным моментом на валу ∆М %= 100(Мэм.н –М2н) /Мэм.н. 5. Рассчитайте и постройте в одной системе координат следующие механические характеристики двигателя постоянного тока, включенного в сеть с напряжением Uн: а) естественную (Rp = 0,Rрв = 0); б) искусственную при включении регулировочного реостата в цепь якоря (Rр ≠ 0,Rрв = 0); в) искусственную при включении регулировочного реостата в цепь об мотки параллельного возбуждения (Rр = 0,Rрв ≠ 0); г) искусственную при включении регулировочного реостата Rр в цепь якоря и регулировочного реостата Rрв в цепь обмотки параллельного возбуждения (Rр ≠ 0, Rрв ≠ 0) . При расчете механических характеристик явлениями насыщения и реакции якоря необходимо пренебречь. 6. Определите ток якоря Iа и скорость вращения Ω при обрыве цепи обмотки параллельного возбуждения и реактивном статическом моменте сопротивления на валу, равном номинальному Мс =М2н, если известно отношение остаточного магнитного потока к номинальному Φост/Φн. Найдите отношения Ω/ Ωн и Iа /Iан, сделайте вывод, что произойдет с двигателем, если система автоматической защиты из-за неисправности не отключит вовремя двигатель от сети. Постройте механическую характеристику. 7.Повторите все расчеты и построения п. 6 при реактивном статиче-ском моменте сопротивления на валу: Мс = 0,1М2н. 8.Повторите все расчеты и построения п. 6 при активном статическом моменте сопротивления на валу: Мс = 1,1М2н. 9.Рассчитайте максимальное значение сопротивления пускового реостата Rmax, включенного в цепь якоря, при реостатном способе пуска двигателя постоянного тока с параллельным возбуждением, если известно, что пусковой ток не должен превышать двойного номинального значения (Iап = 2Iан). Кратко поясните, по каким соображениям при пуске двигателей постоянного тока ограничивают значение тока якоря. 10.Рассчитайте минимальное значение напряжения Umin при безрео-статном способе пуска двигателя постоянного тока с независимым возбуждением, если известно, что Iап = 2Iан. Кратко поясните, почему этот способ пуска не применяется в двигателях постоянного тока с параллельным возбуждением. 11.Рассчитайте ток и скорость вращения якоря двигателя с параллельным возбуждением при его подключении к сети с напряжением Umin без нагрузки на валу (Rp =0; Rрв =0;Мс =М0 =Мэл.н – М2н). Сравните полученные значения тока и скорости вращения якоря с их номинальными значениями. Сделайте вывод. 12. Начертите схему динамического торможения двигателя постоянного тока с параллельным возбуждением. Объясните, почему в этом режиме электромагнитный момент становится тормозным. Рассчитайте значение добавочного сопротивления в цепи якоря, которое обеспечивает в момент переключения в режим динамического торможения ток якоря, равный номинальному (Iа =Iан). До момента переключения на торможение двигатель работал в номинальном режиме на естественной механической характеристике. Начертите механическую характеристику двигателя постоянного тока с па-раллельным возбуждением в режиме динамического торможения с рассчи-танным значением добавочного сопротивления в цепи якоря. Раздел 3. Асинхронные машины Задача № 3А Вариант 12 Известны следующие технические данные асинхронного двигателя с фазным ротором, предназначенного для работы в сети с частотой f1 = 50 Гц (табл. 3.3А): -число фаз m = 3; -схема соединения фаз обмотки статора ∆/Y; -число полюсов 2р; -номинальная мощность Р2н; -номинальное линейное напряжение обмотки статора Uлн(∆)/Uлн(Y); -номинальный КПД ηн ; -номинальный коэффициент мощности cos φн; -номинальная частота вращения n2н; -кратность максимального момента Км =Мmax/M2н; -активное сопротивление фазы обмотки статора при расчетной темпера- туре r1; -схема соединения фаз обмотки ротораY; -линейная ЭДС ротора при нулевой скорости вращения ротора Е2л; -коэффициент уточненной Г-образной электрической схемы замещения асинхронного двигателя С1 = (1+x1/xm) = 1; -активное сопротивление фазы обмотки ротора при расчетной темпера- туре r2; - индуктивное сопротивление рассеяния фазы обмотки неподвижного ротора x2 . Таблица 3.3А Исходные данные к задаче № 3А № п/п Тип двигателя 2р Р 2н, кВт U_(лн(∆))/U_(лн(Y)) ηн, % Cosφн n 2н , об/мин Км r1, Ом Е2Л, В r2, Ом х2, Ом 12 4АК160М8УЗ 8 7,1 220/380 82,0 0,70 712 3,0 0,622 290 0,537 1,413 Примечание. Значение коэффициента уточненной Г-образной электрической схемы замещения асинхронного двигателя С1 принять равным единице для всех вариантов Сделать следующие расчеты и построения: 1. Определить следующие значения, соответствующие номинальному режиму: - номинальные активную Р1н и реактивнуюQ1н мощности на зажимах обмотки статора асинхронного двигателя; - кратко поясните, почему асинхронный двигатель наряду с активной энергией потребляет и реактивную энергию; - номинальные фазные напряжения U1н и ток I1н статора; - фазную ЭДС неподвижного ротора Е2; - номинальное скольжение Sн; - номинальный момент на валу М2н . 2. Начертить электрическую схему замещения фазы обмотки вращающегося ротора и рассчитайте: -частоту ЭДС и тока ротора в номинальном режиме f2; -номинальную фазную ЭДС ротора Е2Sн; -индуктивное сопротивление рассеяния фазы ротора в номинальном ре- жиме X2Sн; - номинальный фазный ток ротора I2н. 3. Рассчитать энергетические параметры асинхронного двигателя, работающего в номинальном режиме: - номинальные электромагнитную мощность Рэм.н и электромагнитный момент Мэм.н; - номинальную полную механическую мощностьРмех.н; - сумму потерь ∑∆р =∆рэ1 +∆рм +∆рэ2 +∆рмух +∆рд и каждый вид потерь в отдельности, где ∆рэ1 – электрические потери в обмотке статора; ∆рэ22 – электрические потери в обмотке ротора; ∆рм – магнитные потери; ∆рмех– механические потери; ∆рд – добавочные потери; - постройте энергетическую диаграмму преобразования активной энергии при работе двигателя в номинальном режиме; - кратко поясните, почему при одной и той же нагрузке двигателя элетромагнитный момент больше полезного момента на валу. Оцените эту разницу в процентах для номинального режима ∆ М %= 100(Мэм.н –М2н)/Мэм.н. 4. Вычислить параметры электрической схемы замещения фазы неподвижного ротора, эквивалентной электрической схеме замещения фазы вращающегося ротора. Привести величины и параметры электрической схемы замещения фазы неподвижного ротора к статору (r_(2,)^' x_(2,)^' Е_2^'). Начертить схему замещения фазы неподвижного ротора и рассчитайте по ней приведенный номинальный фазный ток ротора I_2н^' Сравнить вычисленное значение приведенного номинального фазного тока ротора с полученным ранее при расчете электрической схемы замещения фазы вращающегося ротора, которое надо привести к статору: I_2^'=1/K_1 I_2н 5. Записать полную формулу Клосса и объяснить, при каких допущениях ее можно привести к виду Можно ли при Ваших параметрах двигателя использовать упрощенную формулу Клосса? Вычислить значения критического скольжения по полной и упрощенной формулам Клосса и сравните их. 6. Вычислить значение критического скольжения Sкр при работе асинхронного двигателя с закороченным ротором по точной формуле. 7. Определить параметры короткого замыкания rк и xк асинхронного двигателя. 8. Объяснить, каким образом в асинхронном двигателе с фазным ротором добиваются увеличения кратности пускового момента при одновременном уменьшении кратности начального пускового тока. Начертите электрическую схему пуска асинхронного двигателя с фазным ротором. 9. В одной системе координат построить следующие механические характеристики Ω2= f(Мэм) или n2 =f(Mэм): -естественную (обмотка статора соединена в треугольник и подключена к сети с линейным напряжением 220 В, обмотка ротора закорочена); -искусственную при том же соединении обмотки статора и включении в цепь ротора пускового реостата rд, сопротивление которого необходимо выбрать таким образом, чтобы начальный пусковой момент был равен максимальному (Мп =Мmax). Рассчитайте значение этого сопротивления rд; -искусственную при соединении обмотки статора звездой и подключении к той же сети с линейным напряжением 220 В и закороченном роторе; -искусственную при соединении обмотки статора звездой и подключении к сети с линейным напряжением 220 В и включении в обмотку ротора сопротивления rд. 10. Пояснить в какие режимы перейдет асинхронный двигатель при работе на каждой из механических характеристик (п. 9), если к его валу приложить реактивный момент сопротивления Мс = 1,1М2н = const. Будут ли эти режимы работы аварийными? 11. В одной системе координат построить механические характеристики двигателя: -естественную (обмотка статора соединена в треугольник и подключена к сети с линейным напряжением 220 В и частотой сети 50 Гц, обмотка ротора закорочена); -естественную (обмотка статора соединена в треугольник и подключена к сети с линейным напряжением 220 В и частотой сети 60 Гц, обмотка ротора закорочена). "8. Объяснить, каким образом в асинхронном двигателе с фазным ротором добиваются увеличения кратности пускового момента при одновременном уменьшении кратности начального пускового тока. Начертите электрическую схему пуска асинхронного двигателя с фазным ротором. 9. В одной системе координат построить следующие механические характеристики Ω2= f(Мэм) или n2 =f(Mэм): -естественную (обмотка статора соединена в треугольник и подключена к сети с линейным напряжением 220 В, обмотка ротора закорочена); -искусственную при том же соединении обмотки статора и включении в цепь ротора пускового реостата rд, сопротивление которого необходимо выбрать таким образом, чтобы начальный пусковой момент был равен максимальному (Мп =Мmax). Рассчитайте значение этого сопротивления rд; -искусственную при соединении обмотки статора звездой и подключении к той же сети с линейным напряжением 220 В и закороченном роторе; -искусственную при соединении обмотки статора звездой и подключении к сети с линейным напряжением 220 В и включении в обмотку ротора сопротивления rд. 10. Пояснить в какие режимы перейдет асинхронный двигатель при работе на каждой из механических характеристик (п. 9), если к его валу приложить реактивный момент сопротивления Мс = 1,1М2н = const. Будут ли эти режимы работы аварийными? 11. В одной системе координат построить механические характеристики двигателя: -естественную (обмотка статора соединена в треугольник и подключена к сети с линейным напряжением 220 В и частотой сети 50 Гц, обмотка ротора закорочена); -естественную (обмотка статора соединена в треугольник и подключена к сети с линейным напряжением 220 В и частотой сети 60 Гц, обмотка ротора закорочена). |
| Цена, руб. | 1000 |
Заказать работу «Задачи по электротехнике вариант 12»
Отзывы
-
25.04
Спасибо за помощь! Только статистику пришлось немного переделать. Вместе с научным руководителем, о
Марина -
17.04
Рецензия на отлично, спасибо!!!
Марина - 15.04 Михаил