Файл: Методические указания по изучению дисциплины 7 Введение 7 Раздел 1 Трансформаторы.doc
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 11.01.2024
Просмотров: 221
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
– Ia*Ra
Для двигателя :
U = Ea + Ia*Ra
Для определения электромагнитного момента, развиваемого двигателем, используют формулу :
рN
M = Ia = CMIa
2 a
где а – число пар параллельных ветвей;
2а – число параллельных ветвей;
р – число пар полюсов;
2р – чтсло полюсов.
Если величина магнитного потока в условии задачи не задана, то его определяют из формулы:
Ea = Ce *n *Ф,
PN
Г де Ce =
60a
Тогда величину электромагнитного момента рассчитывают
60 Ea*Ia Ea*Ia Ea*Ia Pэм
M = = = =
2 n n/30
Где Рэм = Еа *Ia – электромагнитная мощность,
- угловая частота вращения якоря, рад/с.
Величину полезного номинального момента на валу двигателя определяют по аналогии :
Рном Рном 60 Рном Рном
Мном = = = = 9,55
ном 2 nном/60 2 nном n
ном
Т.к. полезный момент меньше электромагнитного на величину момента холостого хода М0, то
М0 = М - Мном
Для определения коэффициента полезного действия машины постоянного тока (МПТ) необходимо использовать формулу :
Р2 Р2
= =
P1 P2 + P
Сумма потерь Р включает
Рщ = 2 Uщ Ia
Значение Uщ находят из справочной литературы по заданному типу щеток.
Рдоб = 0,01 Р1ном
Рэ.доб = Ia2 rдоб
Величину rдоб находят по формулам
U - Ea
rдоб = - ra
Ia
Из уравнения ЭДС ДПТ
U = Ea + Ia ra
Решение задач по теме «Синхронные машины». Величину ЭДС якоря рассчитывают по формуле :
Е = 4,44 f1 w1kобм*Ф
Номинальный ток генератора :
Рном *103
I1ном =
m1*U1ф..ном cos1ном
где m1 – число фаз,
S ном
I1ном =
U1.ном
Активная мощность СГ при его номинальной нагрузке.
P ном = m1 *U1.ном * I1ном * cos1 *10-3
В задачах, в которых предусмотрено использование синхронного двигателя в качестве синхронного компенсатора реактивной мощности, требуется определить полную мощность и коэффициент мощности cos синхронного двигателя, которым заменяют асинхронный.
Если по условию задачи говорится, что синхронный двигатель должен нести ту же активную нагрузку, то решение сводится к определению реактивной мощности синхронного двигателя. С этой целью определяют реактивные мощности цеха до замены двигателя :
Qц1 = Sц/ *sin1ц
И после замены :
Qц2 = Sц *sin2ц
а также потребляемую из сети реактивную мощность
QAD = S *sinAD
Тогда реактивную мощность синхронного двигателя получают из формулы
Qц2 = Qц1 - QAD - QCD
Ток нагрузки в сети до включения СК
S
IC =
Uc
Активная составляющая этого тока
ICA = Ic *cosc
При замене двигателей активная составляющая тока остается неизменной.
Реактивная составляющая этого тока :
Q
Ic p =
Uc
Где Q - реактивная мощность после включения СК.
Поэтому ток в сети после включения СК
Ic/ = Ica2 + I/c p2
Чтобы решить задачу на определение синхронного индуктивного сопротивления статора синхронного двигателя, необходимо построить векторную диаграмму. Зачастую построение векторной диаграммы начинают с предположения, что активное сопротивление статора настолько мало, что им и, соответственно, падением напряжения на нем пренебрегают. Тогда уравнение ЭДС синхронного двигателя принимает вид :
. . .
U с = (-Е0) + Ес
.
где Ес = - jI1 *Xc, что то же самое Uх = - jI *Xc
Согласно данного уравнения векторные диаграммы можно представить :
а) при перевозбуждениии ( ток опережающий )
Вектор Ux строят под углом 90 к вектору тока в сторону отставания
Ux
-E0
Uc
I
-U
E0
Uх=- jI*Xc
Рисунок 1 – Векторная диаграмма перевозбуждения синхронного двигателя
б) при невозбуждении ( ток отстающиий)
Bектор Ux строят под углом 90 к вектору тока в сторону опережения.
Ux
-E0
Uc
I
E0
- U
Uх=- jI*Xc
Рисунок 2 – Векторная диаграмма синхронного двигателя при недовозбуждении
Порядок построения векторных диаграмм следующий . Например, ток опережающий :
Ux
Хс =
I
Полученная диаграмма
С
А
Uф
В -Е0
I
0
Рисунок 3 – Векторная диаграмма синхронного двигателя
Ответы должны сопровождаться схемами, векторными диаграммами, рисунками и графиками.
7 Задания для контрольной работы
Задание 1
Вариант 1 – 10
Трехфазный трансформатор, тип которого задан в таблице вариантов, имеет характеристики, приведенные в Приложении А, Б ( можно использовать другую справочную литературу ). Коэффициент нагрузки равен kн = 0,8. Коэффициент мощности потребителя cos 2 = 0,95.
Определить коэффициент трансформации, номинальные токи в обмотках, действительные токи в обмотках при заданном значении Кн, суммарные потери мощности при номинальной нагрузке, КПД трансформатора при работе с заданными значениями Кн и cos2. Также определить величины rк, Xк и Zк, полученные значения привести к рабочей температуре.
Дополнительное задание : расшифровать условное обозначение трансформатора, заданного в таблице вариантов.
Для двигателя :
U = Ea + Ia*Ra
Для определения электромагнитного момента, развиваемого двигателем, используют формулу :
рN
M = Ia = CMIa
2 a
где а – число пар параллельных ветвей;
2а – число параллельных ветвей;
р – число пар полюсов;
2р – чтсло полюсов.
Если величина магнитного потока в условии задачи не задана, то его определяют из формулы:
Ea = Ce *n *Ф,
PN
Г де Ce =
60a
Тогда величину электромагнитного момента рассчитывают
60 Ea*Ia Ea*Ia Ea*Ia Pэм
M = = = =
2 n n/30
Где Рэм = Еа *Ia – электромагнитная мощность,
- угловая частота вращения якоря, рад/с.
Величину полезного номинального момента на валу двигателя определяют по аналогии :
Рном Рном 60 Рном Рном
Мном = = = = 9,55
ном 2 nном/60 2 nном n
ном
Т.к. полезный момент меньше электромагнитного на величину момента холостого хода М0, то
М0 = М - Мном
Для определения коэффициента полезного действия машины постоянного тока (МПТ) необходимо использовать формулу :
Р2 Р2
= =
P1 P2 + P
Сумма потерь Р включает
-
электрические потери в обмотке якоря Ia2 *Ra -
электрические потери в обмотке возбуждения Iв *Uном -
в щеточном контакте на пару щеток разной полярности
Рщ = 2 Uщ Ia
Значение Uщ находят из справочной литературы по заданному типу щеток.
-
добавочные потери мощности
Рдоб = 0,01 Р1ном
-
Потери в добавочном сопротивлении
Рэ.доб = Ia2 rдоб
Величину rдоб находят по формулам
U - Ea
rдоб = - ra
Ia
Из уравнения ЭДС ДПТ
U = Ea + Ia ra
Решение задач по теме «Синхронные машины». Величину ЭДС якоря рассчитывают по формуле :
Е = 4,44 f1 w1kобм*Ф
Номинальный ток генератора :
Рном *103
I1ном =
m1*U1ф..ном cos1ном
где m1 – число фаз,
S ном
I1ном =
U1.ном
Активная мощность СГ при его номинальной нагрузке.
P ном = m1 *U1.ном * I1ном * cos1 *10-3
В задачах, в которых предусмотрено использование синхронного двигателя в качестве синхронного компенсатора реактивной мощности, требуется определить полную мощность и коэффициент мощности cos синхронного двигателя, которым заменяют асинхронный.
Если по условию задачи говорится, что синхронный двигатель должен нести ту же активную нагрузку, то решение сводится к определению реактивной мощности синхронного двигателя. С этой целью определяют реактивные мощности цеха до замены двигателя :
Qц1 = Sц/ *sin1ц
И после замены :
Qц2 = Sц *sin2ц
а также потребляемую из сети реактивную мощность
QAD = S *sinAD
Тогда реактивную мощность синхронного двигателя получают из формулы
Qц2 = Qц1 - QAD - QCD
Ток нагрузки в сети до включения СК
S
IC =
Uc
Активная составляющая этого тока
ICA = Ic *cosc
При замене двигателей активная составляющая тока остается неизменной.
Реактивная составляющая этого тока :
Q
Ic p =
Uc
Где Q - реактивная мощность после включения СК.
Поэтому ток в сети после включения СК
Ic/ = Ica2 + I/c p2
Чтобы решить задачу на определение синхронного индуктивного сопротивления статора синхронного двигателя, необходимо построить векторную диаграмму. Зачастую построение векторной диаграммы начинают с предположения, что активное сопротивление статора настолько мало, что им и, соответственно, падением напряжения на нем пренебрегают. Тогда уравнение ЭДС синхронного двигателя принимает вид :
. . .
U с = (-Е0) + Ес
.
где Ес = - jI1 *Xc, что то же самое Uх = - jI *Xc
Согласно данного уравнения векторные диаграммы можно представить :
а) при перевозбуждениии ( ток опережающий )
Вектор Ux строят под углом 90 к вектору тока в сторону отставания
Ux
-E0
Uc
I
-U
E0
Uх=- jI*Xc
Рисунок 1 – Векторная диаграмма перевозбуждения синхронного двигателя
б) при невозбуждении ( ток отстающиий)
Bектор Ux строят под углом 90 к вектору тока в сторону опережения.
Ux
-E0
Uc
I
E0
- U
Uх=- jI*Xc
Рисунок 2 – Векторная диаграмма синхронного двигателя при недовозбуждении
Порядок построения векторных диаграмм следующий . Например, ток опережающий :
-
В ыбирают масштаб : Мi и Ми; -
Вектор Uф строят по оси ОУ (ОА); -
П од углом в сторону опережения вектор I (ОВ); -
Под углом 90 в сторону отставания от тока задают направление вектора Ux (длина вектора пока произвольная); -
Из точки О засечкой циркуля проводят дугу радиусом Е0 в масштабе напряжения до пересечения с направлением вектора Ux ( получаем отрезок ОС); -
Проводят векторы -Е0 и Ux ; -
З амеряют отрезок АС и определяют величину Ux = mи *AC ; -
Зная величину Ux, определяют
Ux
Хс =
I
Полученная диаграмма
С
А
Uф
В -Е0
I
0
Рисунок 3 – Векторная диаграмма синхронного двигателя
Ответы должны сопровождаться схемами, векторными диаграммами, рисунками и графиками.
7 Задания для контрольной работы
Задание 1
Вариант 1 – 10
Трехфазный трансформатор, тип которого задан в таблице вариантов, имеет характеристики, приведенные в Приложении А, Б ( можно использовать другую справочную литературу ). Коэффициент нагрузки равен kн = 0,8. Коэффициент мощности потребителя cos 2 = 0,95.
Определить коэффициент трансформации, номинальные токи в обмотках, действительные токи в обмотках при заданном значении Кн, суммарные потери мощности при номинальной нагрузке, КПД трансформатора при работе с заданными значениями Кн и cos2. Также определить величины rк, Xк и Zк, полученные значения привести к рабочей температуре.
Дополнительное задание : расшифровать условное обозначение трансформатора, заданного в таблице вариантов.
Таблица 1.1
№ вар | Тип трансформатора | U1ном кВ | U2ном кВ | Схема соединения обмоток |
| | | | |
1 | ТМ – 400/6 | 6 | 0,4 | Звезда – звезда с нулевым вы- |
| | | | водом |
2 | ТМ – 1600/10 | 10 | 0,69 | Треугольник – звезда с нуле- |
| | | | вым выводом |
3 | ТМ - 63/6 | 6 | 0,4 | Звезда – звезда с нулевым вы- |
| | | | водом |
4 | ТМ - 250/10 | 10 | 0,4 | То же |
5 | ТМ - 25/6 | 6 | 0,23 | **** |
6 | ТМ – 630/10 | 10 | 0,4 | Треугольник – звезда с нуле- |
| | | | вым выводом |
7 | ТМ – 40/6 | 6 | 0,23 | Звезда - звезда с нулевым вы- |
| | | | водом |
8 | ТМ – 1000/10 | 10 | 0,4 | Треугольник – звезда с нуле- |
| | | | вым выводом |
9 | ТМ – 160/6 | 6 | 0,4 | Звезда – звезда с нулевым вы- |
| | | | водом |
10 | ТМ – 100/10 | 10 | 0,4 | То же |