Электротехника Методические указания по выполнению контрольной работы

Примеры решения задач
контрольной работы
Электротехника
Общая электротехника
Примеры решения задач
Физика
Методичка
Лекции и конспекты
Лабораторные работы
Телевидение лабораторные
Расширенный конспект лекций
по курсу «Физика»
Примеры решения задач по физике
Измерительные системы
Лекции по термодинамике
Двигатели внутреннего сгорания
Механика, термодинамика
Атомная энергетика
Атомные электрические станции
Описание реакторной установки
Реакторы типа РБМК-1000
Физические принципы атомной энергетики
Черчение
Инженерная графика
Сопромат
Выполнение курсовой работы по сопромату
Машиностроительное черчение
Архитектурные стили
Французский стиль в русской архитектуре
Искусство борокко
Готика Франции
Эпоха Возрождения
Романский стиль
Художественная роспись тканей
Ручная роспись тканей
Роспись тканей в Японии
Декоративное искусство Японии
Японские мотивы в тканях модерна
Холодный батик
Математика
Дифференциальные уравнения
Ряды
Интегралы
Примеры вычисления интегралов
Элементарная математика
Высшая математика -
лекции , примеры решения задач
Информатика
Информационная безопасность
Модели управления доступом
Разграничение доступа
Вычислительные комплексы
Учебник по информатике
Общие принципы построения
вычислительных сетей
Основы передачи дискретных данных
Базовые технологии локальных сетей
Построение локальных сетей по
стандартам физического
и канального уровней
Сетевой уровень
Глобальные сети
Средства анализа и управления сетями
Почтовые программы
Примеры скриптов на JavaScript
Примеры программирования на Java
Иллюстрированный самоучитель по Java

Указания к решению задачи №5

Пример 1. (Задача № 5)

 Однофазный понижающий трансформатор номинальной мощностью Sном = 500 ВА служит для питания ламп местного освещения металлорежущих станков. Номинальные напряжения обмоток Uном 1 = 380 В; Uном 2 = 24 В. К трансформатору присоединены десять ламп накаливания мощностью 40 Вт каждая, их коэффициент мощности cosφ2 = 1,0. Магнитный поток в магнитопроводе Фm = 0,005 Вб. Частота тока в сети ƒ = 50 Гц. Потерями в трансформаторе пренебречь. Определить: 1) номинальные токи в обмотках; 2) коэффициент нагрузки трансформатора; 3) токи в обмотках при действительной нагрузке; 4) числа витков обмоток; 5) коэффициент трансформации.

 Решение. 1. Номинальные токи в обмотках:

Iном 1 = Sном / Uном 1 = 500/ 380 = 1,32 А;

Iном 2 = Sном / Uном 2 = 500/ 24 = 20,8 А.

 2. Коэффициент нагрузки трансформатора

kн = Р2/ (Sном cosφ2) = 10*40/ (500*1,0) = 0,8.

 3. Токи в обмотках при действительной нагрузке:

I1 = kн*Iном 1 = 0,8*1,32 = 1,06 А; I2 = kн*Iном 2 = 0,8*20,8 =16,6 А.

4. При холостом ходе Е1 = Uном 1; Е2 = Uном 2. Числа витков обмоток находим из формулы: 

Е = 4,44ƒωФm.

Тогда ω1 = Е1/ (4,44ƒФm) = 380/ (4,44*50*0,005) = 340 витков;

 ω2 = Е2/ (4,44ƒФm) = 24/ (4,44*50*0,005) = 22 витка.

 5. Коэффициент трансформации:

К = Е1/ Е2 = ω1/ ω2 = 340/ 22 = 15,5.

 

 Пример 2. (Задача № 5)

 Трëхфазный трансформатор имеет следующие номинальные характеристики: Sном = 1000 кВ*А, Uном 1 = 10 кВ, Uном 2 = 400 В. Потери в стали Рст = 2,45 кВт, потери в обмотках Р о.ном = 12,2 кВт. Первичные обмотки соединены в треугольник, вторичные – в звезду. Сечение магнитопровода Q = 450 см², амплитуда магнитной индукции в нем Вm = 1,5 Тл. Частота тока в сети ƒ = 50 Гц. От трансформатора потребляется активная мощность Р2 = 810 кВт при коэффициенте мощности cosφ2 = 0,9. Определить: 1) номинальные токи в обмотках и токи при фактической нагрузке; 2) числа витков обмоток; 3) к.п.д. трансформатора при номинальной и фактической нагрузках.

Решение. 1. Номинальные токи в обмотках:

Iном1 = (Sном*1000)/ (√3 Uном 1) = (1000*1000)/ (1,73*10000) = 58 А;

Iном2 = (Sном*1000)/ (√3 Uном 2) = (1000*1000)/ (1,73*400) = 1445 А.

 2. Коэффициент нагрузки трансформатора:

kн = Р2/ (Sном cosφ2) = 810/ (1000*0,9) = 0,9.

 3. Токи в обмотках при фактической нагрузке:

I1 = kн*Iном 1 = 0,9*58 = 52 А; I2 = kн*Iном 2 = 0,9*1445 = 1300 А.

 4. Фазные э.д.с., наводимые в обмотках. Первичные обмотки соединены в треугольник, а вторичные – в звезду, поэтому, пренебрегая падением напряжения в первичной обмотке, считаем:

Е1ф = Uном 1 = 10000 В; Е2ф = Uном 2/ √3 = 400/ √3 = 230 В.

 5. Числа витков обеих обмоток находим из формулы:

Е1ф = 4,44ƒω1Фm = 4,44 ƒω1Вm*Q , откуда

ω1 = Е1ф/ (4,44ƒВm*Q) = 10000/ (4,44*50*1,5*0,045) = 667 витков

Здесь Q = 450 см² = 0,045 м²

ω2 = ω1 Е2ф/ Е1ф = 667*230/ 10000 = 15,3 витков

 6. К.п.д. трансформатора при номинальной нагрузке:

η ном = (Sном*cosφ2*100)/ (Sном*cosφ2 + Рст + Ро.ном) = =(1000*0,9*100)/ (1000*0,9 + 2,45 + 12,2) = 98,4 %.

 7. К.п.д. трансформатора при фактической нагрузке:

η = ((kн*Sном*cosφ2)/ (kн*Sном*cosφ2 + Рст + kн² *Ро.ном))*100 = =((0,9*1000*0,9)/ (0,9*1000*0,9 + 2,45 + 0,9²*12,2)) = 98,5 %.

Указания к решению задачи№6

Задачи данной группы относятся к теме «Электрические машины переменного тока». Для их решения необходимо знать устройство и принцип действия асинхронного двигателя в зависимости между электрическими величинами, характеризующими его работу.

Ряд возможных синхронных частот вращения магнитного потока при частоте 50 гц: 3000, 1500, 1000, 750, 600 об/мин и т.д. При частоте вращения ротора, например, n = 960 об/мин из ряда синхронных частот выбираем ближайшую к ней частоту вращения поля n = 1000 об/мин. Тогда можно определить скольжение ротора, даже не зная числа пар полюсов двигателя:

S = = = 0,04.

Пример 1. (Задача № 6)

Асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором типа 4А132М4СУ1 имеет номинальные характеристики: мощность Рном = 11 кВт; напряжение Uном = 380 В; частота вращения ротора п2 = 1450 об/мин; к. п. д. ηНОМ = 0,875; cos φНОМ=0,87; кратность пускового тока Iп/Iном=7,5; перегрузочная способность Мmax/ MНОМ = 2,2; кратность пускового момента Мп/МНОМ = 2,0.

Определить: 1) потребляемую мощность; 2) номинальный, пусковой и максимальный моменты; 3) пусковой ток и номинальное скольжение.

Решение. 1. Потребляемая двигателем мощность

P1 = Рном/ ηНОМ = 11/0,875= 12,6 кВт.

2. Номинальный момент, развиваемый двигателем,

Мном= 955 = 9,55 = 72,4 Н . м

3. Максимальный и пусковой моменты

М max = 2,2 Мном = 2,2 . 72,4 = 159,3 Н . м;

Мп = 2 Мном = 2 . 72,4 = 144, 8 Н . м.

4. Номинальный и пусковой токи

 Iном = = = 22 А;

I п = 7,5 Iном = 7,5 . 22 = 165 А.

5. Номинальное скольжение.

S ном = = = 0,033 = 3,3 %

 Пример 2. (Задача № 6)

  Трëхфазный асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором типа 4АР160 S6У3 имеет номинальные данные: мощность Рном = 11 кВт; напряжение Uном = 380 В; частота вращения ротора n2 = 975 об/ мин; к.п.д. ηном = 0,855; коэффициент мощности cosφном = 0,83; кратность пускового тока In/ Iном = 7; кратность пускового момента Мп/ Мном = 2,0; способность к перезагрузке Мmax/ Mном = 2,2. Частота тока в сети ƒ1 = 50 Гц.

 Определить: 1) потребляемую мощность; 2) номинальный, пусковой и максимальный моменты; 3) номинальный и пусковой токи; 4) номинальное скольжение; 5) частоту тока в роторе; 6) суммарные потери в двигателе. Расшифровать его условное обозначение.

 Можно ли осуществить пуск двигателя при номинальной нагрузке, если напряжение в сети при пуске снизилось на 20 %?

Решение. 1. Мощность, потребляемая из сети:

Р1 = Рном/ ηном = 11/ 0,855 = 12,86 кВт.

 2. Номинальный момент, развиваемый двигателем:

М = 9,55 Рном/ n2 = 9,55*11*1000/ 975 = 107,7 Н*м.

 3. Максимальный и пусковой моменты:

Мmax = 2,2Мном = 2,2*107,7 = 237 Н*м;

Мп = 2Мном = 2*107,7 = 215,4 Н*м;

  4. Номинальный и пусковой токи:

Iном = (Рном*1000)/ (√3 Uном ηном cosφном) = =(11*1000)/ (1,73*380*0,855*0,83) = 23,6 А;

In = 7,0 Iном = 7,0*23,6 = 165 А.

 5.Номинальное скольжение:

Sном = (n1-n2)/ n1 = (1000-975)/ 1000 = 0,025 = 2,5 %.

 6. Частота тока в роторе:

ƒ2 = ƒ1*S = 50*0,025 = 1,25 Гц.

Физика, электротехника решение задач