4 готовые задачи по Электрическим машинам на тему Трансформаторы. Машины постоянного тока. Якорные обмотки машин постоянного тока. Асинхронные двигатели

Задача № 1. «Трансформаторы»

1.1. Условие задачи
Для трёхфазного трёхстержневого трансформатора с естественным масляным охлаждением требуется начертить эскиз магнитной системы с обмотками и определить:

•     площадь активного поперечного сечения стержня;
•     число витков обмоток низшего и высшего напряжения;
•     потери мощности в стали;
•     ток холостого хода;
•     параметры трансформатора (R1, R_2^', X1, X_2^', Rm, Xm) и построить Т – образную схему замещения;
•     при какой нагрузке КПД достигнет максимума и чему он равен; как измениться КПД в зависимости от нагрузки при cosφ=0,8 и cosφ=1;
•     допустимую суммарную нагрузку на два трансформатора и как эта нагрузка распределяется между трансформаторами. 

Исходные  данные:
SН – номинальная мощность трансформатора, кВ∙А, SН = 100 кВ∙А;
U1 – номинальное высшее напряжение, кВ, U1 = 20 кВ;
uк – напряжение короткого замыкания, %, uк = 6,8%;
d – диаметр стержня, см, d = 12 см;
С – расстояние между осями стержней, см, С = 32,5 см;
lC – высота стержня (окна), см, lC = 62,5 см;
ПЯ – площадь активного поперечного сечения ярма, см2, ПЯ = 105 см2;
Y/z - 11 – схема и группа соединений;
3413 – марка стали с лаковой межлистовой изоляцией;
Контрольные величины
РР – потери мощности холостого хода в стали при номинальном напряжении, Вт, РР = 570 Вт;
РК – потери мощности при коротком замыкании при номинальном токе, Вт, PК = 2270 Вт;
I0 – сила тока холостого хода, %, I0 = 4,1 %.
Примечание. Номинальные низшее линейное напряжение U2 = 0,4 кВ, толщина листов стали δ = 0,35 мм.

Задача №2 «Машины постоянного тока»

Условие задачи

Вычертить электромагнитную схему двигателя постоянного тока и принципиальную электрическую схему его включения при параллельном возбуждении с измерительными приборами, аппаратурой управления и регулирующими резисторами.

•     Рассчитать и построить естественную механическую характеристику по паспортным данным.
•     Определить пусковые токи и момент. Вычислить сопротивление пускового реостата.
•     Рассчитать и построить искусственные механические характеристики при сопротивлении цепи якоря R1 = 5Ra и R2 = 10Ra.
•     Рассчитать и построить механические характеристики при  напряжении на якоре U1 = 0,5 UН и U2 = 0,25 UН, нормальном магнитном потоке и отсутствии резистора в цепи якоря.
•     Рассчитать и построить механическую характеристику при магнитном потоке Ф1 = 0,8ФН и Ф2 = 0,6ФН и номинальным напряжении на якоре.

Обозначения:
РН – номинальная мощность, кВт, РН = 1 кВт;
UН – номинальное напряжение, В, UН = 110 В;
nН – номинальная частота вращения, об/мин, nН = 3000 об/мин;
𝞰 – КПД,  𝞰  = 76%.

Задача № 3. «Якорные обмотки машин постоянного тока»

2.1. Условие задачи

Рассчитать параметры и вычертить развернутую схему якорной обмотки машины постоянного тока, указать на ней 3÷4 уравнительных соединений. Какое должно быть полное число уравнительных соединений и их назначение.
На развернутой схеме выделить коммутируемые секции и вычертить электрическую схему параллельных ветвей якорной обмотки с указанием распределения тока в ней.
Тип обмотки – петлевая обмотка, ZЭ = 39 (S=K), 2p = 6, m = 1, расположение щёток – против полюсов.

Задача № 4 «Асинхронные двигатели»

2.1. Условие задачи

Трехфазный асинхронный двигатель 4АС71А4 с короткозамкнутым роторам характеризуется следующими номинальными величинами: мощность Р_Н = 0,6 кВт, линейное напряжение U_Н = 380 В, частота вращения ротора n_Н = 1350 об/мин, коэффициент полезного действия ηН = 68%, коэффициент мощности 〖cosφ〗_Н = 0,73, кратность пускового тока I1П / I1Н = 4.5, кратность максимального момента Mmax / MН = 2.2 определить:
    Активную мощность, потребляемую двигателем из сети Р1Н; номинальный момент МН и критический МК моменты (МКР = Мmax); номинальный I1Н и пусковой I1П токи.
    Число пар полюсов статорной обмотки р, частоту вращения магнитного поля статора n1, номинальное sН и критическое sКР скольжение.
    Зависимость электромагнитного момента от скольжения М = f(s). Построить графики M = f(s) и n = f(M).
    Значения пускового и критического моментов при уменьшении питающего напряжения на 15%. Указать, можно ли запустить двигатель под нагрузкой МС = МН при снижении напряжения на 15%.