Понятие трехфазной системы ЭДС Расчет трехфазной цепи переменного тока Одноигольная стегальная машина как правильно выбрать стегальную машину. ; http://rodzem.ru/ земельный участок. Общая информация о земельном. Трехфазные трансформаторы Исследование однофазного трансформатора Электротехника и электроника Комплексный метод расчета цепей синусоидального тока

Примеры выполнения заданий курсовых и лабораторных работ по электротехнике и электронике

Решение задачи по теме «Трехфазные трансформаторы»

Условие задачи. В трехфазном двухобмоточном трансформаторе заданы номинальные параметры: мощность Sн; линейное напряжение первичной обмотки U1н; линейное напряжение вторичной обмотки U2н; мощность потерь холостого хода Р0; параметры упрощенной схемы замещения rк и хк, численные значения которых приводятся в табл. 2.12.

Требуется: 1) описать принцип действия трансформатора; 2) начертить схему подключения трансформатора, где в качестве потребителей принять асинхронный двигатель и осветительную нагрузку; 3) определить номинальные токи в обмотках трансформатора; 4) определить
коэффициент трансформации фазных и линейных напряжений; 5) определить напряжение и мощность потерь короткого замыкания; 6) определить КПД трансформатора при значениях коэффициента нагрузки
b = 0  0.25  0.5  0.75  1 и соs j2 = 0.85; 7) определить напряжение U2 на зажимах вторичной обмотки при значениях коэффициента нагрузки и коэффициента мощности (j2 > 0), указанных в предыдущем пункте; 8) по расчетным значениям построить графики зависимостей h (b) и U2 (b).

Методические указания. При изображении схемы включения трансформатора все элементы цепи представляются в соответствии с ГОСТ на условные изображения, которые приводятся в приложении.

Токи в обмотках трансформатора определяются из выражения номинальной мощности через фазные напряжения и токи

Sн = 3 U1ф I1ф = 3 U2ф I2ф,

где U1ф и U2ф – фазные напряжения соответствующих обмоток, В; I1ф и I2ф – фазные токи в обмотках трансформатора, А.

При соединении обмоток трансформатора по схеме Y/ Y

U1ф = U1н /; U2ф = U2н /,

а при схеме соединения обмоток трансформатора Y/

U1ф = U1н /; U2ф = U2н

Коэффициенты трансформации через фазные и линейные напряжения запишутся в виде

Кф = U1ф / U2ф ; Кл = U1н / U2н ,

где Кф и Кл – коэффициенты трансформации фазных и линейных напряжений.

Для определения напряжения и мощности потерь короткого замыкания трансформатора воспользуемся формулами:

zк = ; U1к = I1ф zк ; Uк % = 100 U1к / U1ф ; Pк = 3I1ф2 rк,

где zк – полное сопротивление короткого замыкания, Ом; U1к – напряжение короткого замыкания, B; Pк – мощность короткого замыкания, Вт.

При эксплуатации трансформатора важными параметрами являются изменение вторичного напряжения и коэффициент полезного действия, для определения которых используем выражения:

U2 = b Uк сos (j2 – jк);

 

h % =  100,

где DU2 – изменение вторичного напряжения, %; h – коэффициент полезного действия трансформатора; j2 – сдвиг фаз между вектором тока и напряжения при заданной нагрузке; jк – сдвиг фаз между вектором тока и напряжением при коротком замыкании, определяется из треугольника сопротивлений

tg jк = xк / rк; jк = arc tg (xк / rк).

Тогда напряжение на зажимах вторичной обмотки трансформатора определяется формулой

U2 = (1 – DU2 / 100) U2ф,

где U2 – действительное напряжение на зажимах вторичной обмотки трансформатора, В.

Пример. Трехфазный двухобмоточный трансформатор имеет следующие номинальные данные: мощность Sн =25 кВА; напряжение первичной обмотки U1н = 10 кВ; напряжение вторичной обмотки U2н =230 В; мощность потерь холостого хода P0= 0.130 кВт; параметры упрощенной схемы замещения rк = 98.25 Ом, xк = 158.6 Ом. Схема соединения обмоток – Y/D.

Требуется определить: 1) номинальные токи в обмотках трансформатора; 2) коэффициент трансформации через фазные и линейные напряжения; 3) напряжение и мощность короткого замыкания; 4) коэффициент полезного действия при коэффициенте нагрузки b = 0.2 ¸ 0.4 ¸ 0.6 ¸ 0.8 ¸ 1.0 и cos j2 = 0.78; 5) напряжение на зажимах вторичной обмотки трансформатора при значениях коэффициента нагрузки и коэффициенте мощности (j2 > 0), указанных в пункте 4.

Решение. При соединении обмоток трансформатора по схеме Y/D фазные напряжения определяются

 

U1ф = U1н / = 10 /= 5.77 кВ; U2ф = U2н = 230 В.

Номинальные токи в обмотках трансформатора определяется выражением

 

I1ф = 1.444 А; I2ф =  = 36.23 А.

Коэффициент трансформации через фазные и линейные напряжения

Кф = U1ф / U2ф = 5.77 / 0.23 = 25; Кл = U1н / U2н = 10 / 0.23 = 43.

Полное сопротивление короткого замыкания трансформатора

zк = = = 186.57 Ом.

Напряжение короткого замыкания трансформатора

U1к = I1ф zк = 1.444 × 186.57 = 269.4 В,

а в процентах от номинального напряжения

uк % =  100 =  100 = 4.67 % .

Мощность короткого замыкания трансформатора

Pк = 3 Irк = 3 × 1.4442 × 98.25 = 614.4 Вт.

Вычислим коэффициент полезного действия трансформатора, при значении коэффициента нагрузки b = 0.2 и сos j2 = 0.78, выражением

h =  = 96.2% .

Для других значений коэффициента нагрузки КПД трансформатора вычисляется аналогичным образом, а результаты сводятся в табл. 2.13.

Таблица 2.13

 Кпд и напряжение трансформатора при cos j2 = 0.78

 b, о.е.

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

 h, %

96.2

97.1

97.0

96.7

80.1

 U2, В

228

226

224

222

220

 DU2, %

0.85

1.70

2.55

3.42

4.26

Рассчитаем процентное изменение напряжения для этих же параметров нагрузки

tg jк = xк / rк = 158.6 / 98.25 = 1.614; jк = 58.240; j2 = 38.740,

DU2 = b Uк сos (j2 – jк) = 0.2 × 4.67 сos (38.740 – 58.240) = 0.9 %.

Тогда напряжение на зажимах вторичной обмотки трансформатора

U2 = (1 – DU2 / 100) U2ф = (1 – 0.9/100) 230 = 228 В.

Для других значений коэффициента нагрузки напряжение вычисляется аналогичным образом, а результаты также сводятся в табл. 2.13.

По результатам табл. 2.13 можно построить в одной координатной сетке графические зависимости h (b) и U2(b).

Вывод. При включении активно-индуктивной нагрузки (cos j 2 = 0.78) напряжение на зажимах вторичной обмотки трансформатора уменьшается.

Решение задачи по теме «Трехфазные асинхронные двигатели c короткозамкнутым ротором» Условие задачи. Трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором питается от сети с линейным напряжением Uл. Заданы параметры двигателя: номинальная мощность Pн, частота вращения nн, коэффициент полезного действия hн, коэффициент мощности cos j1н при номинальной нагрузке, кратность максимального момента Ммах / Мн и кратность пускового тока Iп / Iн

Решение задачи по теме «Двигатели постоянного тока параллельного возбуждения» Условие задачи. В двигателе постоянного тока параллельного возбуждения заданы номинальные параметры: напряжение на зажимах двигателя Uн, мощность Рн, частота вращения nн, коэффициент полезного действия hн, сопротивление обмотки возбуждения rв, сопротивление обмотки якоря rа, численные значения которых приводятся в табл.

Решение задачи по теме «Трехфазный асинхронный двигатель c короткозамкнутым ротором» Условие задачи. Трехфазный асинхронный двигатель с коротко-замкнутым ротором питается от сети с линейным напряжением Uл. Заданы параметры двигателя: номинальный момент Мн, частота вращения nн, ток Iн и коэффициент мощности cos j1н при номинальной нагрузке, кратность максимального момента Ммах / Мн.

Решение задачи по теме «Трехфазные трансформаторы» Условие задачи. В трехфазном двухобмоточном трансформаторе с соедин­ением обмоток по схеме Y/D заданы номинальные параметры: мощность Sн; линейное напряжение первичной обмотки U1н; линейное напряжение вторичной обмотки U2н; мощность потерь короткого замыкания Рк; напряжение короткого замыкания uк; ток холостого хода i0; кпд при коэффициенте нагрузки b = 0.5 и соs j2 = 0.8.

Решение задачи по теме «Расчет трехфазных сетей» Условие задачи. Cиловой распределительный щит стройплощадки питается от трехфазной четырехпроводной линии напряжением 380/220 В. Вид, протяженность и материал проводов линии, способ прокладки кабельной линии, а также характер и мощность приемников электрической энергии приводятся в табл


Работа электрической машины постоянного тока в режиме генератора