WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     || 2 |
ТПУ кафедра ТОЭ ЭЛТИ Министерство образования Российской Федерации Томский политехнический университет Г.В. Носов КУРСОВАЯ РАБОТА ПО ТЕОРЕТИЧЕСКИМ ОСНОВАМ ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ для студентов АЭЭФ и АЭМФ ЭЛТИ Томск 2002 ТПУ кафедра ТОЭ ЭЛТИ УДК 621.3.011.1 Г.В. Носов. Курсовая работа по теоретическим основам электротехники для студентов АЭЭФ и АЭМФ ЭЛТИ. – Томск: Изд-во ТПУ, 2002. – 23 с.

Рецензент: В.Д. Эськов, доцент, к.т.н.

Курсовая работа рассмотрена и рекомендована к изданию методическим семинаром кафедры ТОЭ 27 июня 2002г.

Зав. кафедрой ТОЭ, доцент Г.В. Носов ТПУ кафедра ТОЭ ЭЛТИ КУРСОВАЯ РАБОТА ЗАДАНИЕ №1 Линейные электрические цепи с постоянными напряжениями и токами Для заданной схемы с постоянными во времени источниками ЭДС и тока, принимая e1(t) = E1, e2(t) = E2, e3(t) = 0, J(t) = J, выполнить следующее.

1. Изобразить схему, достаточную для расчета токов ветвей, соединяющих узлы, помеченные буквами, указав их номера и направления.

2. Определить токи во всех ветвях схемы и напряжение на зажимах источника тока:

• по законам Кирхгофа, • методом контурных токов, • методом узловых потенциалов.

3. Составить баланс вырабатываемой и потребляемой мощностей.

4. Определить ток в ветви ab:

• методом наложения, • методом преобразований.

5. Рассматривая цепь относительно сопротивления R ветви ab как активный двухполюсник, заменить его эквивалентным генератором, определить параметры эквивалентного генератора и рассчитать ток в ветви ab, построить внешнюю характеристику эквивалентного генератора и по ней графически определить ток в ветви ab.

6. Для любого контура без источника тока построить потенциальную диаграмму.

7. Определить показание вольтметра.

8. Сравнить результаты вычислений, оценить трудоемкость методов расчета и сформулировать выводы по выполненным пунктам задания.

3 ТПУ кафедра ТОЭ ЭЛТИ ЗАДАНИЕ №Линейные электрические цепи с гармоническими напряжениями и токами Для заданной схемы с источниками гармонических ЭДС и тока e1(t) = 2E1sin( t + 1) e2(t) = 2 E2sin( t + 2 ) e3(t) = J(t) = 2 Jsin( t + ) при = 314 рад/с и M=L/2 выполнить следующее.

1. Записать систему независимых уравнений по законам Кирхгофа для мгновенных значений токов.

2. Рассчитать без учета M комплексные сопротивления ветвей, соединяющих узлы, помеченные на схеме буквами и изобразить комплексную схему замещения с этими сопротивлениями для расчета комплексов действующих значений токов ветвей (номера и направления токов сохранить согласно заданию №1, причем параллельное соединение R и С представить в виде одного комплексного сопротивления).

3. Не исключая индуктивной связи, определить комплексы действующих значений токов всех ветвей и напряжение на зажимах источника тока:

• по законам Кирхгофа, • методом контурных токов.

4. Записать мгновенные значения тока в ветви ab и напряжения на зажимах источника тока.

5. Рассчитать балансы активной и реактивной мощностей.

6. Построить лучевую диаграмму токов и совмещенную с ней топографическую диаграмму напряжений.

7. Определить показание вольтметра.

8. Сделать развязку индуктивной связи и по методу эквивалентного генератора относительно сопротивления R ветви ab определить комплексное сопротивление активного двухполюсника (эквивалентного генератора) zГ = zГ ej Г, ЭДС генератора ЕГ и ток Iab в ветви ab, а затем при изменении сопротивления R ветви ab от 0 до 10 zГ рассчитать и построить зависимость для активной мощности Pab = f(R).

9. Проанализировать результаты вычислений и сформулировать выводы по заданию.

ТПУ кафедра ТОЭ ЭЛТИ ЗАДАНИЕ №Линейные электрические цепи с периодическими негармоническими напряжениями и токами В заданной схеме при =314 рад/с действуют источники ЭДС e1(t) = E1+ 2 E1sin( t + 1) + E1cos(3t+ 1) e2(t) = E2 + 2 E2sin( t + 2 ) e3(t) = E2cos(3t+ 2 ) и источник тока J(t), мгновенные значения которого в амперах заданы в таблице 3 (номер сроки соответствует 2-ой цифре номера задания ).

1. Разложить кривую J(t) в ряд Фурье, ограничившись постоянной составляющей и двумя наибольшими гармониками.

2. Убедиться, что с применением принципа наложения постоянная составляющая и первая гармоника всех напряжений и токов найдены при расчете 1-го и 2-го заданий соответственно.

3. Рассчитать составляющие третьей гармоники всех токов и напряжения на зажимах источника тока. Для проверки правильности расчета составить баланс активных и реактивных мощностей.

4. Записать мгновенные значения тока в ветви ab и напряжения на зажимах источника тока.

5. Определить показание вольтметра:

• магнитоэлектрической системы, • электромагнитной системы.

6. Построить графики тока J(t) и напряжения на зажимах источника тока вместе с их постоянными и гармоническими составляющими. Построить частотные спектры этих зависимостей.

7. Рассчитать активную, реактивную и полную мощности источника тока, а также его коэффициент мощности.

8. Проанализировать полученные результаты и сформулировать выводы по работе.

Примечание: объем заданий определяет лектор;

1-ая цифра номера задания – номер строки в таблице 1;

2-ая цифра номера задания – номер строки в таблицах 2 и 3;

3-ья цифра номера задания – номер схемы.

ТПУ кафедра ТОЭ ЭЛТИ Таблица 1 Таблица № № J R L C E1 E2 1 - В В град Град - А град Ом мГн мкФ 1 110 200 0 -90 1 1 120 10 31.85 318.2 120 190 30 -60 2 2 135 20 63.69 159.3 130 180 45 -45 3 3 150 30 95.54 106.4 140 170 60 -30 4 4 180 40 127.39 79.5 150 160 90 -120 5 5 60 50 159.24 63.6 160 150 120 0 6 1 -90 60 191.08 7 170 140 150 30 7 2 -60 70 222.93 45.8 180 130 180 45 8 3 -45 80 254.78 39.9 190 120 210 60 9 4 -30 90 286.62 35.0 200 110 240 90 0 5 0 100 318.47 31.Таблица 0° 30° 60° 90° 120° 150° 180° 210° 240° 270° 300° 330° t 2.22 2.41 1 -0.41 -0.22 0.29 -0.22 -0.41 1 2.41 2.22 1.5.41 2.73 -0.15 0 0.68 -0.73 -1.41 1.27 4.15 4 3.32 4.5.12 0.88 0.88 1.45 -1.24 -2.8 0.88 5.12 5.12 4.55 7.24 8.1.17 1.17 1.93 -1.66 -3.73 1.17 6.83 6.83 6.07 9.66 11.73 6.11.12 8.54 11.12 12.07 5 -2.07 -1.12 1.46 -1.12 -2.07 5 12.0.29 -0.22 -0.41 1 2.41 2.22 1.71 2.22 2.41 1 -0.41 -0.-0.45 2 2 2 4.45 6.24 4.45 2 2 2 -0.45 -2.-2.12 1.9 6.22 6 4.98 7.1 8.12 4.1 -0.22 0 1.02 -1.3.17 2 4.83 10.9 11.66 6.9 4.83 6 3.17 -2.9 -3.66 1.2.5 6.04 13.62 14.57 8.62 6.04 7.5 3.96 -3.62 -4.57 1.38 3.ТПУ кафедра ТОЭ ЭЛТИ Схемы заданий 1, 2, ТПУ кафедра ТОЭ ЭЛТИ ТПУ кафедра ТОЭ ЭЛТИ ЗАДАНИЕ №Линейные трехфазные цепи с гармоническими напряжениями и токами Для заданной схемы с симметричной системой фазных ЭДС, когда eA(t)= 2 E sin(t + ) и =314 рад/с выполнить следующее.



1. В симметричном режиме до срабатывания ключа К:

а) преобразовать схему до эквивалентной звезды и определить комплексы действующих значений напряжений и токов, а также рассчитать показание ваттметра;

б) в исходной схеме расчетом на одну фазу определить комплексы действующих значений всех напряжений и токов;

в) рассчитать балансы активной и реактивной мощностей;

г) построить совмещенные векторные диаграммы для всех напряжений и токов.

2. В несимметричном режиме после срабатывания ключа К:

а) упростить схему и определить комплексы действующих значений напряжений и токов, а также рассчитать показание ваттметра;

б) в исходной схеме определить неизвестные комплексы действующих значений напряжений и токов;

в) рассчитать балансы активной и реактивной мощностей;

г) построить совмещенные векторные диаграммы для всех напряжений и токов.

3. Проанализировать результаты вычислений, сравнить симметричный и несимметричный режимы, сформулировать выводы по работе.

4.

Примечание: объем задания определяет лектор;

1-ая цифра номера задания – номер строки в таблице 1;

2-ая цифра номера задания – номер строки в таблице 2;

3-ья цифра номера задания – номер схемы.

Таблица 1 Таблица № Е № R L C - В град - Ом мГн мкФ 1 127 0 1 100 318.47 31.2 220 30 2 90 286.62 35.3 380 45 3 80 254.78 39.4 220 60 4 70 222.93 45.5 127 90 5 60 191.08 6 220 180 6 50 159.24 63.7 380 -30 7 40 127.39 79.8 220 -45 8 30 95.54 106.9 127 -60 9 20 63.69 159.0 380 -90 0 10 31.85 318. ТПУ кафедра ТОЭ ЭЛТИ Схема задания ТПУ кафедра ТОЭ ЭЛТИ ТПУ кафедра ТОЭ ЭЛТИ ЗАДАНИЕ № Динамическая трехфазная цепь с местной несимметрией Для динамической трехфазной цепи с симметричной системой ЭДС EA, EB, EC генератора и двигателем при заданной местной несимметрии для комплексов действующих значений напряжений и токов выполнить следующее.

1. Для особой фазы рассчитать симметричные составляющие напряжений и токов.

2. Определить напряжения и токи трехфазной цепи.

3. Рассчитать балансы активной и реактивной мощностей.

4. Построить совмещенные векторные диаграммы для всех напряжений трехфазной цепи и токов генератора (один из векторов напряжения ли тока представить в виде суммы векторов прямой, обратной и нулевой последовательностей).

5. Проанализировать полученные результаты и сформулировать выводы по работе.

Примечание:

1-ая цифра номера задания – номер строки в таблице 1;

2-ая цифра номера задания – номер строки в таблице 2;

3-ья цифра номера задания – номер строки в таблице 3.

Таблица 1 Таблица № E A Z N Z n № XГ1 XГ2 XГ0 R Xd1 Xd2 Xd- В Ом Ом - Ом ОМ Ом Ом Ом Ом Ом 1 380e j -j10 1 10 5 3 20 20 10 2 127e –j 45 10 -j10 2 20 10 5 40 40 20 3 220e j 0 -j20 10 3 30 15 10 60 60 30 4 380e –j 90 -j20 4 40 20 15 80 80 40 5 220e -j 60 -j20 -j10 5 50 25 20 100 100 50 6 127e –j -j20 6 60 30 25 120 120 60 7 220e j 90 20 -j20 7 70 35 30 140 140 70 8 127e j 60 -j20 20 8 80 40 35 160 160 80 9 380e j 30 -j25 9 90 45 40 180 180 90 0 220e j 45 -j20 -j20 0 100 50 45 200 200 100 ТПУ кафедра ТОЭ ЭЛТИ № Вид несимметрии 1 обрыв фазы а 2 к.з. фазы а на «землю» 3 к.з. фаз а и b на «землю» 4 к.з. между фазами а и с 5 обрыв фазы b 6 к.з. фазы b на N 7 к.з. фаз b и с на N 8 к.з. фазы с на n 9 к.з. фаз а и с на n 0 к.з. между фазами а и b ТПУ кафедра ТОЭ ЭЛТИ ЗАДАНИЕ № Переходные процессы в линейных электрических цепях I. Для заданной схемы при коммутации ключа K1 в момент времени t=0, когда ключ K2 еще не сработал, выполнить следующее.

1. При постоянном источнике ЭДС e(t)=E или тока J(t)=J определить ток i(t) или напряжение uJ(t):

а) классическим методом;

б) операторным методом;

в) построить график зависимости тока i(t) или напряжения uJ(t).

2. При гармоническом источнике ЭДС e(t) = 2 E sin (t + ) или тока J(t)= 2 J sin (t + ) определить ток i(t) или напряжение uJ(t):

а) классическим методом;

б) комбинированным (операторно-классическим) методом;

в) на интервале времени 0 t построить график зависимости тока i(t) или напряжения uJ(t).

3. При импульсном источнике ЭДС e(t) = E e2pt или тока J(t) = J e2pt и нулевых начальных условиях определить интегралом Дюамеля ток i(t) или напряжение uJ(t), построить их график зависимости (p- корень характеристического уравнения из п.1,а).

II. Для заданной схемы с постоянным источником ЭДС e(t)=E или тока J(t)=J при коммутации ключа K2 в момент времени t=0, когда ключ K1 давно уже сработал, определить ток i(t) или напряжение uJ(t):





а) классическим методом;

б) операторным методом;

в) методом переменных состояния;

г) построить график зависимости тока i(t) или напряжения uJ(t).

III. Проанализировать методы расчета, результаты вычислений, графики зависимостей и сформулировать выводы по работе.

Примечание: объем задания уточняет лектор;

1-ая цифра номера задания – номер строки в таблице 1;

2-ая цифра номера задания – номер строки в таблице 2;

3-ья цифра номера задания – номер схемы.

ТПУ кафедра ТОЭ ЭЛТИ Таблица 1 Таблица № E J № R L C - В А град - 1/с Ом Гн мкФ 1 300 5.5 90 1 100 100 2 2 280 5 60 2 150 90 1.2 3 260 4.5 45 3 200 80 0.8 4 240 4 30 4 250 75 0.6 5 220 3.5 0 5 300 60 0.4 6 200 3 -30 6 400 50 0.25 7 175 2.5 -45 7 500 40 0.16 8 150 2 -60 8 600 30 0.1 9 125 1.5 -90 9 800 24 0.06 0 100 1 -120 0 1000 10 0.02 Схема задания ТПУ кафедра ТОЭ ЭЛТИ ТПУ кафедра ТОЭ ЭЛТИ ЗАДАНИЕ № Установившийся режим в нелинейных электрических цепях Для заданной схемы с источником гармонической ЭДС e(t) = 2E sin(314t + ) или тока J(t)= 2J sin (314t + ) и нелинейным индуктивным элементом (НИЭ), изготовленным в виде последовательно соединенных катушек на общем ферромагнитном сердечнике, без учета рассеяния магнитных потоков и потерь энергии в сердечнике и катушках при заданной основной кривой намагничивания ферромагнитного материала сердечника В, Тл 0 0,6 1 1,2 1,6 2 2,2 2,3 2,Н, А/м 0 250 500 1000 2000 6000 12000 30000 2 выполнить следующее.

1. Относительно зажимов a и b НИЭ определить комплексное сопротивление j Г z = z e, эквивалентного генератора а также комплексы Г Г jГ U = E = EГe действующих значений ЭДС и тока XX Г IКЗ = JГ = JГejГ этого генератора.

2. Для двух мгновенных значений тока iL НИЭ, равных 2 J /2 и Г 2 J, из расчета магнитной цепи определить величины Г потокосцепления w1 Ф1 + w2 Ф2 + w3 Ф=, Вб.

3. По результатам п.2 построить веберамперную характеристику (iL ) НИЭ, которую заменить зависимостью iL()=k1 + k3 3 и рассчитать коэффициенты k1 и k3.

4. При приближенной гармонической зависимости для напряжения НИЭ uL(t) = 2 U cos (314t + ) для его четырех действующих значений L UL (0

5. По результатам п.4 построить вольтамперную характеристику для действующих значений НИЭ UL(IL), на основании которой при L(IL)=90° для одноконтурной схемы с EГ, zГ и НИЭ найти комплексы действующих значений эквивалентных синусоид UL и IL напряжения и тока НИЭ, построить векторную диаграмму.

6. По току IL из п.5 и EГ определить потребляемую схемой активную мощность Р, а по напряжению UL из п.5 и зависимости iL() из п.3 для тока НИЭ iL(t)= 2 I1 sin(314t + )+ 2 I3 sin(942t + 3) ТПУ кафедра ТОЭ ЭЛТИ определить I1, I3 и, а также уточнить его действующее значение IL и коэффициент гармоник kГ.

7. Проанализировать полученные результаты и сформулировать выводы по работе.

Примечание:

1-ая цифра номера задания – номер строки в таблице 1;

2-ая цифра номера задания – номер строки в таблице 2;

3-ья цифра номера задания – номер схемы.

Таблица № E J R C - В А град Ом мкФ 1 100 1 -30 30 106.2 110 1.1 -45 33 96.3 120 1.2 -60 36 88.4 130 1.3 -90 39 81.5 140 1.4 120 42 75.6 150 1.5 90 45 70.7 160 1.6 45 48 66.8 170 1.7 60 51 62.9 180 1.8 30 54 58.0 190 1.9 0 57 55.Таблица № w1 w2 w3 S1 S2 S3 l1 l2 l1 2 - вит вит вит см2 см2 см2 см см см мм мм мм 1 1000 500 0 2 1 1 20 10 20 1 0 2 1000 0 1000 2 1 1 20 10 20 1 0 3 0 1000 500 2 1 1 20 10 20 1 0 4 500 1000 0 1 2 1 30 15 30 0 1 5 1000 0 1000 1 2 1 30 15 30 0 1 6 0 500 1000 1 2 1 30 15 30 0 1 7 1000 500 0 1 1 2 30 10 30 0 0 8 0 500 1000 1 1 2 30 10 30 0 0 9 1000 0 1000 1 1 2 30 10 30 0 0 0 500 0 500 1 2 1 45 15 45 0 1 ТПУ кафедра ТОЭ ЭЛТИ Нелинейный индуктивный элемент (НИЭ) Схема задания ТПУ кафедра ТОЭ ЭЛТИ ЗАДАНИЕ № Длинные линии в установившемся и переходном режимах Для одной фазы линии электропередачи длиной l=1500 км и удельными параметрами из табл.2 выполнить следующее.

1. В установившемся режиме при заданном фазном напряжении в конце линии u2 (t) = 2 U2 sin(314 t +U2 ) а) определить волновое сопротивление ZB, постоянную =+j, фазовую скорость V, длину волны, комплексы действующих значений токов I1 и jUI2, напряжения U = U1 e, а также активные мощности в начале линии P1 и конце линии P2, эффективность передачи энергии по линии (К.П.Д.) = P2 P1 ;

б) изменяя координату x от 0 до l рассчитать распределение вдоль линии действующих значений напряжения U(x) и тока I(x), а также активной мощности P(x);

в) по результатам расчетов построить совмещенные графики зависимостей для действующих значений U(x) и I(x), а также активной мощности P(x).

2. В переходном режиме при подключении линии без потерь (R0 0; G0 0) к источнику постоянного напряжения U0 = 2 U1 sinUрассчитать и построить совмещенные графики зависимостей распределения вдоль линии волн тока i(x, t0) и напряжения u(x, t0), ТПУ кафедра ТОЭ ЭЛТИ 3l соответствующих моменту времени t0 = после подключения 2V источника, когда отраженные от конца линии волны напряжения и тока достигли середины линии.

3. Проанализировать полученные результаты, графики зависимостей и сформулировать выводы по работе.

Примечание:

Pages:     || 2 |










© 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.