WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     || 2 | 3 |
ЭЛЕКТРОМЕХАНИКА ИЗДАТЕЛЬСТВО ТГТУ УДК 537(075) ББК 262.5/6я73-5 М717 Утверждено Редакционно-издательским советом университета Рецензент Доктор технических наук, заместитель директора по научной работе ГНУ ВИИТиН А.Н. Зазуля Составители:

А.В. Мищенко Н.П. Моторина С.В. Кочергин М171 Электромеханика : метод. указ. / сост. : А.В. Мищенко, Н.П. Моторина, С.В. Кочергин. – Тамбов : Изд-во Тамб. гос.

техн. ун.-та, 2007. – 32 с. – 100 экз.

Методические указания составлены в соответствии с программами курсов "Электромеханика", "Электрические машины", "Электрические машины и аппараты", "Электрические машины и электропривод".

Приведены варианты заданий для самостоятельного выполнения четырех расчетно-графических работ, общие требования и методические указания к выполнению заданий. Рекомендовано студентам специальностей 140211, 110301, 110302, 140106.

УДК 537(075) ББК 262.5/6я73-5 © ГОУ ВПО «Тамбовский государственный технический университет» (ТГТУ), 2007 Министерство образования и науки Российской Федерации ГОУ ВПО «Тамбовский государственный технический университет» ЭЛЕКТРОМЕХАНИКА Методические указания по выполнению расчетно-графических работ для студентов специальностей 140211, 110301, 110302, 140106 Тамбов Издательство ТГТУ 2007 Учебное издание ЭЛЕКТРОМЕХАНИКА Методические указания Составители:

МИЩЕНКО Анатолий Васильевич, МОТОРИНА Наталья Петровна, КОЧЕРГИН Сергей Валерьевич Редактор В.Н. Митрофанова Инженер по компьютерному макетированию М.А. Филатова Подписано к печати 14.06.2007 Формат 60 84 / 16. 1,86 усл. печ. л. Тираж 100 экз. Заказ № 432 Издательско-полиграфический центр Тамбовского государственного технического университета, 392000, Тамбов, Советская, 106, к. 14 ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКОЙ РАБОТЫ При выполнении расчетно-графических работ студенты закрепляют материал, изложенный на лекциях, учатся анализировать процессы, происходящие в электрических машинах и трансформаторах, обращаться с их каталожными и паспортными данными.

Количество заданий и распределение их по семестрам зависит от специальности, номер варианта и номер дополнительного задания выдается студенту преподавателем. При выполнении расчетно-графического задания следует:

- на титульном листе указать название университета, кафедры, учебную группу, фамилию, имя, отчество, порядковый номер, название и дату выполнения расчетно-графической работы;

- при вычислениях пользоваться только Международной системой единиц СИ;

- весь графический материал (схемы, таблицы, графики функций, зависимости) выполнять карандашом с помощью чертежных инструментов (или подшивать распечатки выполненных в графических редакторах на ЭВМ), пользуясь при этом стандартными графическими обозначениями элементов схем и стандартными буквенными обозначениями величин (ГОСТ 2.722–82, ГОСТ 2.725–82, ГОСТ 2.729–82);

- характеристики электрических машин и трансформаторов вычерчивать на миллиметровой бумаге (или распечатать построенные на ЭВМ графики).

При выполнении расчетно-графических работ с использованием ЭВМ следует привести в отчете: техническое задание на выполнение работы, расчетные выражения и примеры производимых расчетов, результаты расчетов (при однотипных расчетах результаты сводятся в таблицы), анализ результатов расчета.

Расчетно-графические работы должны содержать выводы.

В конце работы приводится список использованной литературы.

Расчетно- графическая работа ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ТРАНСФОРМАТОРОВ Общие требования к выполнению задания Перед выполнением расчетно-графической работы необходимо повторить следующие вопросы из раздела "Трансформаторы": холостой ход и короткое замыкание трансформатора, работа трансформатора под нагрузкой, изменение напряжения трансформатора, коэффициент полезного действия трансформатора.

Содержание задания Задание 1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ХОЛОСТОГО ХОДА ОДНОФАЗНОГО ТРАНСФОРМАТОРА По данным, указанным в табл. 1.1 для однофазного трансформатора, определить потери в стали, ток холостого хода, коэффициент мощности холостого хода и параметры схемы замещения трансформатора в режиме холостого хода при частоте сети f = 50 Гц.

Таблица 1.№ варианта Сталь dc lм Sм W1 U1 3414 0,50 75 28 250 2 3414 0,35 80 29 240 3 3415 0,35 90 31 220 4 1411 0,35 85 30 230 5 1412 0,50 95 32 210 6 1412 0,35 100 33 200 7 1413 0,50 60 20 190 8 1413 0,35 65 22 180 9 1511 0,50 68 24 170 10 1511 0,35 70 26 160 11 1512 0,50 72 28 150 12 1512 0,35 75 30 140 13 1513 0,50 70 22 300 14 1513 0,35 75 24 280 15 1514 0,50 80 26 260 16 1514 0,35 90 28 240 17 3411 0,20 85 30 220 18 3414 0,50 95 32 200 19 3414 0,35 100 35 180 20 3415 0,35 105 24 160 21 1411 0,35 110 28 140 22 1412 0,50 115 32 120 23 1412 0,35 120 35 110 24 1413 0,50 125 37 100 25 1413 0,35 130 40 90 Обоз начения: Марка электротехнической стали, из которой выполнен магнитопровод трансформатора; – толщина dc листа электротехнической стали, мм; lм – длина средней магнитной линии магнитопровода трансформатора, см2; Sм – активное сечение магнитопровода трансформатора, см2; W1 – число витков первичной обмотки; U1 – действующее значение напряжения, подводимого к первичной обмотке, В.

Методические указания к выполнению первого задания Вначале необходимо составить алгоритм расчета коэффициентов аппроксимации кривой намагничивания электротехнической стали (см. прил.). Алгоритм расчета будет иметь вид:



U1. Магнитная индукция в сердечнике: Bм =.

4,44 f1W1Sм 2. Удельные потери в стали при амплитудном значении индукции 0,75Tл < Bм < 2Tл можно вычислить по формулам:

– для стали 3414: Pуд = 0,8096Bм - 0,3096Bм ;

– для стали 1411: Pуд = 0,9615Bм + 0,2885Bм (или определяется по табл. П1, П2).

3. Потери в стали: P0 = PудBмсlмsм 4. Напряженность магнитного поля: Hм = dshBm (можно определить по кривым намагничивания).

Hµlµ 5. Ток холостого хода трансформатора: I0 =.

WP6. Коэффициент мощности трансформатора при холостом ходе: cos 0 =.

U10IU7. Параметры намагничиваниющего контура схемы замещения: Z0 =, r0 = z0 cos 0 ; X0 = Z0 - r02.

IПри расчете амплитудного значения магнитного потока следует пренебречь падением напряжения на сопротивлении Zпервичной обмотки, т.е. считаем, что U1 E1.

При расчете потерь в стали магнитопровода трансформатора воспользоваться данными табл. П1, П2 приложения, где указаны удельные потери в стали при амплитудном значении магнитной индукции 1 Тл и частоте 50 Гц.

Ток холостого хода определить по составляющим. При расчете намагничивающей составляющей по закону полного тока воспользоваться данными кривых намагничивания, которые рекомендуется [5] построить в масштабе на миллиметровой бумаге и приложить к оформленной расчетно-графической работе.

Задание 2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ СХЕМЫ ЗАМЕЩЕНИЯ ОДНОФАЗНОГО ТРАНСФОРМАТОРА По данным, указанным в табл. 1.2, для однофазного трансформатора определить параметры эквивалентной электрической схемы замещения трансформатора, коэффициент мощности cos 1 и коэффициент полезного действия.

Таблица 1.№ U10 U I0 P0 Uк I1к Pк Z2н cos 2н вар.

1 500 100 0,5 25 25 10 50 2,5, а 2 500 90 0,6 30 27,5 8 60 5,0, и 0,3 500 80 0,7 35 30 6 70 1,5, и 0,4 500 70 0,8 40 32,5 4 80 10, и 0,5 500 50 0,5 25 30 5 60 5, и 0,6 380 220 1 50 20 15 100 10, а 7 380 127 2 75 25 30 150 5, е 0,8 380 100 1 60 30 25 120 1, и 0,9 380 36 0,5 40 20 10 80 0,5, и 0,10 380 12 0,25 25 25 5 50 1, а 11 1000 380 1 200 50 20 400 6, и 0,12 1000 220 0,75 150 55 15 300 4, е 0,13 1000 100 0,5 100 50 10 200 1, и 0,14 1000 127 0,25 50 55 5 100 2,5, и 0,15 1000 36 0,1 20 50 2 40 0,75, а 16 220 127 0,5 20 10 10 40 6, а 17 220 36 0,25 10 12 5 20 1, и 0,18 220 500 0,75 30 15 15 60 70, е 0,19 220 1000 0,5 20 10 10 40 500, а 20 220 12 0,1 30 15 2 60 0,3, и 0,21 127 220 0,25 6 7 5 12 75, е 0,22 127 380 0,5 12 8 10 24 100, и 0,23 127 500 2,5 60 7,5 50 120 40,и 0,24 127 12 0,05 1 6,5 1 2 1,5, и 0,25 127 6 0,025 0,5 7 0,5 1 0,6, а Обоз начения: U10, U20 – напряжения первичной и вторичной обмоток в режиме холостого хода, В; I0 – ток холостого хода, А; P0 – потери холостого хода, Вт; Uк – напряжение короткого замыкания, В; I1к – ток первичной обмотки в опыте короткого замыкания, A; Pк – потери короткого замыкания, Вт; Z2н – модуль сопротивления нагрузки с указанием характера, Ом, (а – активная, и – индуктивная, е – емкостная); cos 2н – коэффициент мощности нагрузки.

Методические указания к выполнению второго задания Алгоритм расчета будет иметь вид:

1. Сопротивление короткого замыкания: Zк = Uк I1к.

2. Активное сопротивление короткого замыкания:

rк = Pк / I1к.

3. Реактивное сопротивление короткого замыкания:

Xк = Zк - rк 4. Активное и индуктивное сопротивления первичной и вторичной обмоток трансформатора: r1 = r2 = rк / 2, x1 = x2 = xк 2.

5. Коэффициент трансформации: k = U10 U20.

6. Приведенный модуль сопротивления нагрузки: Z2н = k Z2н 7. Активные и реактивные составляющие нагрузки соответственно равны:

r2н = z2н cos 2н, x2н = z22 - r2н.

н 8. Для расчета cos 1 и к.п.д. необходимо определить модуль входного сопротивления:

P Rп = (r2 + r2н)r0 - (x2 + x2н)x0, r0 = ;

IU xп = (x2 + x2н)r0 + (r2 + r2н)x0, z0 = ;

I Rпi = r2 + r2н + r0, xпi = x2 + x2н + x0, x0 = z0 - r02 ;

RпRп1 + xпxпrвх = r1 +.

2 Rп1 + xп9. Ток, потребляемый первичной обмоткой, I1 = U10 Zвх.

10. Коэффициент мощности: cos1 = I0 I1.

U10I1 cos 1 - P0 - Pк 11. К.п.д. =.

U10I1 cos При определении параметров эквивалентной электрической схемы замещения трансформатора пренебречь падением напряжения в первичной обмотке в режиме холостого хода и намагничивающей составляющей первичного тока в режиме короткого замыкания.

При определении первичного тока при заданном сопротивлении нагрузки воспользоваться расчетом электрической цепи, используя полученную схему замещения трансформатора. Расчет целесообразнее провести в комплексной форме.

Расчет к.п.д. провести также по схеме замещения при заданном сопротивлении нагрузки.

Задание 3. РАСЧЕТ ТРЕХФАЗНОГО ТРАНСФОРМАТОРА Для соответствующего номеру задания типа трансформатора (табл. 1.3) и заданных коэффициенте нагрузки, коэффициенте мощности нагрузки и ее характере определить изменение напряжения, оптимальный коэффициент загрузки, максимальное значение к.п.д. и к.п.д., соответствующий номинальной нагрузке. Построить внешнюю характеристику.

Таблица 1.№ Тип Sн U1н U2н Uк P1к P0 I0 cos вар. трансформатора 1 ТМ-7500/35 7,5 35 6 7,5 75 24 3,5 0,5 0,8 и 2 ТД-1000/35 10 35 10 7,5 92 29 3 0,6 0,85 и 3 ТД-15000/35 15 35 6 8 122 39 3 0,7 0,9 и 4 ТД-2000/35 20 35 10 8 148 48 2,5 0,8 0,95 и 5 ТД-31500/35 31,5 35 6 8 180 73 2 0,9 1 а 6 ТД-40500/35 40,5 35 10 8,5 222 94 2,3 1 0,8 и 7 ТМГ-5600/110 5,6 110 3 10,5 62 25 4,5 0,5 0,85 и 8 ТМ-630/110 6,3 110 6,6 10,5 54 20 4 0,6 0,9 и 9 ТМГ-7500/110 7,5 110 3 10,5 77 33 4 0,7 0,95 и 10 ТДГ-10000/110 10 110 35 10,5 97 38 3,5 0,8 1 а 11 ТДГ-1500/110 15 110 6 10,5 133 50 3,5 0,9 0,8 и 12 ТД-16000/110 16 110 11 10,5 104 45 2,8 1 0,85 и 13 ТДГ-20000/110 20 110 35 10,5 163 60 3 0,5 0,9 и 14 ТДГ-31500/110 31,5 110 6 10,5 200 86 2,7 0,6 0,95 и 15 ТДГ-40500/110 40,5 110 35 10,5 222 115 2,6 0,7 1 а 16 ТДГ-45000/110 45 110 6 10,8 246 116 2,2 0,8 0,8 и 17 ТДГ-60000/110 60 110 35 11,5 300 150 3,6 0,9 0,85 и 18 ТДГ-70000/110 70 110 6 13 390 135 3,5 1 0,9 и 19 ТДГ-75000/110 75 110 6 10,5 400 165 4 0,5 0,95 и 20 ТДЦГ-90000/110 90 110 10 10,5 410 190 3,6 0,6 1 а 21 ТДЦГ-120000/110 120 110 13,8 10,5 500 220 3,4 0,7 0,8 и 22 ТДЦГ-180000/110 180 110 10 10,5 680 420 3,2 0,8 0,85 и 23 ТДЦГ-240000/110 240 110 18 10,5 700 540 3,5 0,9 0,9 и 24 ТДЦГ-90000/220 90 220 13,8 12,2 400 240 3,8 1 0,95 и 25 ТДЦГ-120000/220 210 220 20 11,5 565 240 3,5 0,9 1 а Обоз на че ния : В обозначениях типов трансформаторов буква Т указывает на трехфазное исполнение, буквы М, Д или Ц означают систему охлаждения – соответственно масляное, с дутьем при помощи вентилятора, масляное с циркуляцией масла. Буква Г – грозоупорное исполнение для трансформаторов 110 кВ и выше; Sн – номинальная мощность трансформатора, МВА; U1н – первичное номинальное напряжение, кВ; U2н – вторичное номинальное напряжение, кВ; Uк – напряжение короткого замыкания, %; P1к – потери короткого замыкания, кВт; P0 – потери холостого кода, кВт; I0 – ток холостого хода, %; – коэффициент загрузки трансформатора; cos 2 – коэффициент мощности нагрузки с указанием ее характера (а – активная, и – индуктивная).





Методические указания к выполнению третьего задания Алгоритм расчета имеет следующий вид:

Sн 1. Потребляемый первичный номинальный ток: I1н =.

m1U1нф 2. Напряжение короткого замыкания: Uк = UкU1н 100.

3. Коэффициент мощности короткого замыкания cos 1к = Pк m1I1кUк.

4. Активная и реактивная составляющие напряжений Uк 2 Uка = Uк cos 1к, Uкp = Uк -Uкa.

5. Относительное изменение напряжения, % (Uкp cos 2 -Uкa sin 2) U = (Uкa cos 2 + Uкp sin 2)+ 2Pк + P6. К.п.д.: = 1-.

Sн cos 2 + 2Pк + P7. Максимальное значение к.п.д.:

P2 max = 1-(оптP1к + P10) (оптSн cos 2 + оптPк + P0), опт =.

Pк 8. Напряжение на нагрузке при = 0 -1,5 :

U2 = U1н 1- (Uкa cos 2 + Uкp sin 2)- (Uкp cos 2 -Uкa sin 2).

100 Расчетно- графическая работа РАСЧЕТ И ПОСТРОЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ Общие требования к выполнению работы Перед выполнением расчетно-графической работы необходимо изучить следующие вопросы раздела "Трехфазные асинхронные машины": устройство трехфазных асинхронных машин; магнитное поле; электродвижущие силы, индуктируемые в обмотках статора и ротора; электромагнитный момент; намагничивающие силы обмоток; активная мощность и к.п.д.; реактивная мощность и коэффициент мощности; схема замещения; механическая характеристика; пуск асинхронных двигателей; способы регулирования частоты вращения.

При повторении рекомендуется использовать лекционный материал по разделу "Асинхронные машины" [1, с. 387 – 416], [2, с. 219 – 256], [4, с. 200 – 211].

Содержание задания По данным табл. 2.1 и П4 для соответствующего варианта: рассчитать параметры схемы замещения; определить номинальный момент, развиваемый двигателем, определить мощность, потребляемую двигателем из сети, рассчитать и построить естественную механическую характеристику, рассчитать и построить указанную в варианте рабочую характеристику:

1) I1 = f (P2) ; 2) cos 1 = f (P2) ; 3) n = f (P2) ; 4) M = f (P2) ; 5) = f (P2) ; 6) M = f (P2).

Выполнить дополнительное задание:

а) определить частоту вращения ротора асинхронного двигателя при уменьшении напряжения на m % при номинальной нагрузке на валу;

б) определить момент нагрузки на валу двигателя, если при уменьшении напряжения сети на m % частота вращения двигателя не изменится;

в) определить, возможен ли пуск двигателя непосредственным включением в сеть, если напряжение сети уменьшено на m % при номинальной нагрузке на валу;

г) определить, при каком напряжении сети двигатель опрокинется при номинальной нагрузке на валу;

д) рассчитать и построить искусственную механическую характеристику при увеличении сопротивления в цепи ротора в с раз;

е) определить величину сопротивления пускового реостата, соответствующего максимальному пусковому моменту;

ж) определить установившуюся частоту вращения асинхронного двигателя, если в цепь ротора включено дополнительное сопротивление Rд.

Для всех вариантов принять мощность холостого хода P0 = 0,05Pн, ток холостого хода I0 = 0,2Iн, напряжение сети Uс = 380 В. При запуске двигателя с контактными кольцами без пускового реостата принять Iп = 7Iн.

Методические указания к выполнению задания Алгоритм расчета параметров схемы замещения и рабочих характеристик имеет следующий вид:

1. Мощность холостого хода: P0 = 0,05Pн.

2. Ток холостого хода: I0 = 0,2Iном.

3. Номинальный момент на валу: Mном = 9,55 Pн nн.

Pages:     || 2 | 3 |










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.