Методические указания по выполнению расчетно графических работ по курсу "Электрические машины" для студентов специальности 2004 «Промышленная электроника»

Министерство образования Российской Федерации Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образоввания Магнитогорский государственный технический университет им.Г.И.Носова Кафедра электротехники и промышленной электроники РАСЧЕТ ХАРАКТЕРИСТИК ТРАНСФОРМАТОРОВ И ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ДВИГАТЕЛЕЙ Методические указания по выполнению расчетно – графических работ по курсу "Электрические машины" для студентов специальности 2004 «Промышленная электроника» Магнитогорск 2005 Расчётно-графическая работа №1 ^ РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ И РАБОЧИХ ХАРАКТЕРИСТИК ТРАНСФОРМАТОРОВ ПО ДАННЫМ КАТАЛОГА Трехфазный трансформатор имеет следующие данные. Номер варианта Тип трансформатора Схема соединения и группа где - номинальная мощность трансформатора; - номинальное линейное напряжение пер­вичной обмотки; - номинальное линейное напряжение вто­ричной обмотки; - мощность потерь холостого хода; -мощность потерь короткого замыкания; - напряжение короткого замыкания в про­центах относительно фазного напряжения первичной обмотки; - ток холостого хода в процентах от номи­нального фазного тока первичной, обмотки. По данным своего варианта, взятым из табл.1 приложе­ния, необходимо выполнить следующее Начертить электрическую схему соединения обмоток трансформатора, указать на ней линейные и фазные напряжения и токи, привести соотношения между ними. Определить: Номинальные фазные напряжения первичной и вторич­ной обмоток. Коэффициент трансформации. Номинальные линейные и фазные токи первичной и вторичной обмоток, Изменение напряжения на зажимах вторичной обмотки трансформатора при нагрузках, равных: β= 0; 0,2; 0,4;. 0,6; 0,8; 1,0 и COS= 0,8. Построить внешнюю характеристику трансформатора. 2.5. Коэффициент полезного действия η трансформатора при активно-индуктивной нагрузке c COS= 0,8 и при нагрузках, равных: β = 0; 0,05; 0,1; 0,2; 0,4; 0,6; 0,8; 1,0, Построить характеристику 2.6.Нагрузку, при которой КПД трансформатора имеет наибольшее значение, и это значение КПД. Полученные значения КПД, изменения напряжения и напряжения на зажимах вторичной обмотки трансформатора следует свести в таблицу. % кВ кВ 3. Объясните, возможно ли присоединение к зажимам вторичной обмотки заданного Вам трансформатора несимметричной нагрузки? 4. Объясните смысл понятия "Группа соединения обмоток" и его условное обозначение в Вашем варианте. ^ МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ Для успешного решения задачи по расчету характеристик трансформатора студенту необходимо изучить устройство, принцип работы трансформатора и его назначение, уравнения, описывающие его работу в режиме холостого хода и под наг­рузкой, основные характеристики, влияние режима работы трансформатора на результирующий магнитный поток в магнитопроводе, цель и методику проведения опытов холостого хода и короткого замыкания. Знать, какие номинальные величины указываются в пас­порте трансформатора, каким образом на практике определя­ется номинальное вторичное напряжение. Выяснить потери, имеющиеся в трансформаторе и их зави­симость от нагрузки, причины снижения вторичного напряжения при работе трансформатора под нагрузкой, влияние характера нагрузки потребителей, подключенных к трансформатору, на изменение вторичного напряжения. У трехфазного трансформатора возможны два напряжения: линейное, указываемое в паспорте, и фазное. Фазное напряже­ние вычисляется с учетом следующих соотношений: при соедине­нии обмоток "звездой" , а при соединении "треугольником" Исходя из этого, например, при схеме соединения обмоток трансформатора Y/: , Расчетный коэффициент трансформации трехфазного транс­форматора определяется отношением фазных напряжений в режиме холостого хода, которое практически равно отношению ЭДС, так как при разомкнутой цепи вторичной обмотки , а . Поэтому выражение для коэффициента трансформации можно записать как Силовые трансформаторы средней и большой мощности имеют высокие значения коэффициента полезного действия (95-99,5). Поэтому полная мощность Sном, указанная в паспорте трансформатора, относится и к первичной, и вторичной обмоткам, т.е. где , - соответственно линейные значения токов первичной и вторичной обмоток. При вычислении фазных значений токов и необходимо учитывать следующие соотношения: при соединении обмоток в "звезду" , а при соединении в "треугольник" . С учетом этих соотношений, например, при схеме соединения обмоток трансформатора Y/ фазные значения токов будут ; Из уравнения электрического равновесия вторичной об­мотки трансформатора видно, что нап­ряжение на зажимах вторичной обмотки с ростом нагрузки и, следовательно, тока уменьшается из-за увеличения активного и индуктивного падения напряжения во вторичной обмотке. При этом можно считать, что результирующий магнит­ный поток в сердечнике и ЭДС остаются примерно пос­тоянными независимо от режима работы. Отклонение напряжения от номинального напряжения при холостом ходе при характеризуется процентным изменением напряжения Эту величину можно рассчитать по заданному коэффициенту нагрузки β, коэффициенту мощности и напряжению короткого замыкания , указываемого в паспорте трансформатора при неизменном напряжении на зажимах первичной обмотки [3, 4]. , где - активная составляющая напряжения короткого замыкания; - реактивная составляющая напряжения короткого замыкания; - активнее сопротивление короткого замыкания фазы трансформатора - номинальный фазный ток первичной обмотки, вычисленный в п.2,3; - полное сопротивление короткого замыкания фазы трансформатора; - напряжение короткого замыкания в вольтах; - номинальное фазное напряжение первичной обмотки трансформатора. По полученным значениям изменения напряжения в процентах () можно определить напряжение на зажимах вторичной обмотки где - номинальное фазное напряжение вторичной обмотки трансформатора. Работа трансформатора при всех режимах (от холостого хода до номинальной нагрузки) сопровождается потерями электрической энергии, которые делятся на магнитные (или потери в.стали) и электрические. Коэффициент полезного действия (КПД) трансформатора определяется как отношение активных мощностей Этим соотношением можно воспользоваться при непосредственном нагружении трансформатора и на практике оно применяется редко. Чаще всего КПД трансформатора определяют косвенным методом, используя данные опытов холостого хода и короткого замыкания [3,4]: , где β - коэффициент нагрузки, принимаемый согласно условию задачи: β=0; 0,05; 0,1; 0,25; 0,5; 0,75; 1,0. Анализ формулы показывает, что КПД достигает максимального значения при такой нагрузке, когда магнитные потери равны электрическим потерям в обмотке . Отсюда Подставив полученное значение коэффициента, наг­рузки в формулу КПД получим его максимальное значение. Расчётно-графическая работа №2 ^ ЗАДАЧА № 3 Тема:. Расчет и исследование характеристик асинхронного двигателя. Трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором, паспортными данными, приведенными в табл.3, подключается к трехфазной сети переменного тока с линейным напряжением 220 В для нечетных вариантов и 380 В для четных вариантов, частотой 50 Гц. Номер варианта , В кВт об/мин где - номинальное напряжение; - номинальная мощность на валу двигателя; - номинальная частота вращения; - номинальный коэффициент полезного действия (КПД); - номинальный коэффициент мощности; - кратность пускового тока; - кратность пускового момента; - кратность максимального момента. По паспортным данным двигателя для Вашего варианта выполнить следующее. Начертить электрическую схему включения обмотки статора асинхронного двигателя соответственно линейному напряжению Вашего варианта. Определить: Активную, реактивную и полную мощности, потребляемые двигателем из, сети при номинальном режиме. Номинальный и пусковой токи; номинальный, пусковой и максимальный моменты двигателя. Частоту вращения магнитного поля статора, номинальное и критическое скольжение. 2.4. Полные потери мощности в двигателе при номинальном режиме работы. Рассчитать и, построить зависимость частоты вращения ротора двигателя от величины механического момента, приложенного к его валу. Исследовать зависимость частоты ЭДС и тока, электрических потерь в роторе от скольжения. Сделать выводы по результатам выполненной работы.

Похожие:

	Методические указания по выполнению расчетно графических работ по... Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образоввания		Методические указания по выполнению расчетно графических работ по... Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образоввания
	Методические рекомендации по самостоятельной работе студентов для... Целью расчётно-графических работ является формирование у студентов навыков самостоятельного применения теоретических основ физики...		Методические указания предназначены для студентов, выполняющих расчетно-графическое... Методические указания предназначены для студентов, выполняющих расчетно-графическое задание по курсу «Математическая статистика»...
	Методические указания по выполнению контрольных работ по курсу "микроэкономика"... Методические указания. / Отв ред. Ю. В. Матвеев, О. В. Трубецкая. Самара: Самарск гос экон унив., 2011. 99 с		Механика расчетно-графическое задание по физике №1 Иваново 2004 г Задание предназначено для обеспечения самостоятельной работы студентов дневной и заочной форм обучения. Даны методические указания...
	Методические указания, контрольные задания и задание на курсовой... «Общая электротехника и электроника», контрольные задания и методические указания по выполнению контрольных заданий, а также задания...		Методические указания к выполнению контрольных работ по дисциплине «Информатика» Методические указания предназначены для студентов-заочников специальностей: 2806, 2808, 1707, 2506. Дисциплина «вычислительная техника...
	Методические указания и задания к выполнению контрольных работ по дисциплине «Экология» Методические указания и задания к выполнению контрольных работ по дисциплине «Экология» для студентов заочной формы обучения специальности...		Методические указания и задания к контрольным работам составлены... Тематика контрольных работ и методические указания по их выполнению для студентов заочной формы обучения по специальности