Контрольная работа по «Электрические машины»

МИНИСТЕРСТВО  СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА РФ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО  ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ  ИЖЕВСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ

 

КАФЕДРА «ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МАШИНЫ»

 

 

 

 

 

 

 

ФНПО

Контрольная работа  по дисциплине

«Электрические  машины»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил: Помысов И.А.

студент    4гр. Э и Э

шифр        1104118

Проверил: Булдакова С.Д.

 

 

                                                                                                   

 

 

 

 

 

 

Ижевск 2014

Контрольная работа №1

 

Задача 1.0 по электрическим  машинам постоянного тока.

 

      Электродвигатель  постоянного тока с параллельным  возбуждением включен в сеть  с напряжением  . Величины; Полезная мощность на валу ; потребляемый ток ; частота вращения якоря ; Сопротивление якоря и цепи возбуждения ; Величина постоянных потерь мощности и кратность пускового тока двигателя .

Таблица 1.1 исходные данные по машинам  постоянного тока

 

№ вар.	Рн, кВт	Uн, В	Iн  , А	nн, мин-1	RЯ, Ом	,Ом	р0, Вт	КП
18	17,0	220	93	750	0,16	73,3	980	1,6

 

 

 

 

Рис.1.1  Электромагнитная схема  машины ПТ

 

1) обмотка возбуждения 2-главные полюса; 3- якорь; 4- обмотка якоря; 5- щетки;

6-остов(станина)

 

Сопротивление обмоток якоря и  возбуждения при температуре 20°С, приводим к расчетной температуре 75°С по формуле:

 

(Ом)

(Ом)

 

Ток якоря при номинальном  режиме работы:

 

(А)

 

 

          Рис.1.2  б) принципиальная электрическая схема включения двигателя

 

 

Ток возбуждения:

(А)

 

Противо-ЭДС обмотки якоря:

220-90,54∙ 0,21= 201 В

Электро магнитная мощность:

= 18198,54(Вт)

Вращающий момент:

Частота вращения якоря в режиме идеального холостого хода ( )

 

Величину сопротивления пускового  реостата определим из уравнения 

U_H =К_П I_ЯН ( R_Я+ R_П)

Ом

         Выбор контрольно-измерительных  приборов:

 

PV(0-250В),РА1(0-100),РА2(0-4)

 

         Построение механических характеристик двигателя 

n= f(м) при U= const; = const; const.

, откуда

 

 

 

 

где и - постоянные двигателя соответственно по ЭДС и моменту.

Δn – величина уменьшения частоты вращения якоря за счет увеличения момента на валу.

 

 Поскольку механические характеристики двигателя с параллельным возбуждением прямолинейны, то для построения каждой из семейства i-х характеристик достаточно знать координаты двух точек. Первая точка (М=0; n=n_о) – это точка идеального холостого хода двигателя и она является общей для всех i-ых характеристик при U и I_В = const. Для нахождения координаты второй точки каждой i-ой характеристики зададимся значением момента, например, М=М_Н, которому в установившемся режиме работы двигателя соответствуют значения тока якоря I_ян. Находим значение добавочного регулировочного реостата в цепи якоря найдем при следующих значениях = (0; 2,5; 5,0; 7,5; 10) и по формуле из выше приведенной зависимости:

 

 об/ мин.

 

= (0; 2,5; 5,0; 7,5; 10)

=0

 

 

 

 

 

М=

, = ,

 

 

Рис. 1.3 механические характеристики двигателя с параллельным возбуждением при различных сопротивлениях в цепи якоря

 

 

( .)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задача 2.0 по трансформаторам.

 

         Трехфазный двухобмоточный трёхстержневой трансформатор включен в сеть с напряжением при схеме соединения обмоток Y/Yн. Величины, характеризующие номинальный режим работы трансформатора, полная мощность Sн; первичное линейное напряжение U1н; вторичное линейное напряжение U_2н. Мощность потерь КЗ Ркн. Кроме того, заданы значения тока холостого хода Iо (в 0 от Iн), мощность потерь холостого хода Ро и характер нагрузки cos

     

Табл.2.1 Исходные данные для задачи по трансформаторам

 

№ вар.	Sн	U1н	U2н	Uк	Iо	Ро	Ркн	cos
	кВА	кВ	кВ	%	%	Вт	Вт	-
18	160	6	0,4	4,5	2,4	510	2650	0,92

 

Определим фазные токи

, т.к. КПД≈ 1

S1н= S2н=>

 

      Определим фазные  токи в обмотках трансформатора, фазное напряжение обмоток.

 

  = 15 (А)

= 225 (А)

 

Величина тока холостого хода:

 

 

  Фазное напряжение короткого  замыкания.

 

 

 

Поскольку Rк= R₁+ R^/₂ и Xк= X₁+ X^/₂, то сопротивления обмоток трансформатора можно найти; R₁≈ R^/₂ и X₁≈ X^/₂, т.е.

 

      Действительное значение  сопротивлений вторичной обмотки  трансформатора R₂ и X₂ определяют из приведенных их значений и на основе соотношений (Ом) и

Активное сопротивление:

    Индуктивное сопротивление ветви намагничивания:

Xm= Xо – X1= 9584 – 4,75= 9579,25(Ом)

  Полное сопротивление:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Оптимальный коэффициент загрузки трансформатора:

Величину КПД трансформатора при  заданном значении загрузки по току определяют методом отдельных потерь:

                                                                                  

      Для построения  зависимости η= f(β) при U₁= const и cosφ₂= const в формулу (1) последовательно подставляют значения βi= 0; 0,25; 0,5; 0,75; 1; 1,25; βопт(0,45) и находят ; cosφ= 0,9

 

Рис.2.3 график зависимости ή= f(β)

 

 

      Для построения зависимости при , где Uка и Uкр – падения напряжения на активном и индуктивном сопротивлении короткого замыкания трансформатора.

 

 

βi= 0; 0,25; 0,5; 0,75; 1; 1,25. Находим

0(1,65∙ 0,92+ 4,18∙  0,39)= 0

2= 0,25(1,65∙ 0,92+ 4,18∙ 0,39)= 0,7

3= 0,5(1,65∙ 0,92+ 4,18∙  0,39)= 1,5

4= 0,75(1,48∙ 0,9+ 4,25∙  0,44)= 2,3

5= 1(1,48∙ 0,9+ 4,25∙  0,44)= 3,1

6= 1,25(1,48∙ 0,9+ 4,25∙  0,44)=3,9

Рис. 2.4 График зависимости 

 

Построение внешней характеристики трансформатора при и

βi= 0; 0,25; 0,5; 0,75; 1; 1,25.

 

=400В

=397,2В

=394В

=390,8В

=387,6В

=384,4В

 

 

Табл.2.2

βi	0	0, 25	0, 5	0, 75	1	1, 25
%	100	99,3	98,5	97,7	96,9	96,1
(В)	400	397,2	394	390,8	387,6	384,4

 

 

 

 

 

Рис.2.5 внешняя характеристика трансформатора

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Контрольная работа № 2.

 

Задача 1 по асинхронным машинам

 

Таблица 2.1 Исходные данные

 

Вариант	Тип двигателя	Рн	Iн
		кВт	А		%	-	Ом	А	Вт	Вт	В
18	RА180L4	4,0	8,47	1430	85,5	0,84	1,22	4,30	310	530	70

 

U_н = 380 В;   f = 50 Гц

 

1. Электромагнитная схема  АМ 

 

Определим число пар полюсов: р =

 

Рисунок 1.1  Электромагнитная схема  асинхронной машины

 

 

2 Построение рабочей  характеристики по круговой диаграмме

 

Расчет исходных данных для построения круговой диаграммы

 

1.Величина тока холостого хода (ХХ) при 

2. Мощность потерь (ХХ) при

3. Фаза  ₀ тока ХХ  I₀ по отношению к U_1ф , определим из соотношения

     

, 

 

4. Величина тока короткого замыкания I_кн  при U_н  рассчитаем по формуле:

А

5. Мощность потерь короткого  замыкания р_кн при U_н рассчитаем по формуле:

 Вт