15 готовых задач по Электрическим машинам

Задача 1.6. Определить номинальный ток вторичной обмотки I2н однофазного трансформатора, если номинальная мощность Sн = 20 кВА, номинальное напряжение первичной обмотки U1н = 10 кВ, коэффициент трансформации k = 15.

Задача 1.16. В режиме холостого хода трансформатор потребляет мощность Po = 3.6 Вт, в режиме короткого замыкания – Pк = 2 Вт, масса стали сердечника трансформатора G = 3 кг. Определить удельные потери в стали p0.

Задача 1.26. Номинальная мощность на выходе трансформа тора P2н = 0,97 кВт. В режиме холостого хода ваттметр показывает 10 Вт, в режиме короткого замыкания при номинальных токах в обмотках – 20 Вт. Определить КПД трансформатора при номинальной нагрузке.

Задача 2.5. Шесть катушек, оси которых сдвинуты в пространстве одна относительно другой на угол 600 , питаются трехфазным током частотой f =50 Гц. Определить частоту вращения магнитного поля n1.

Задача 2.15. На заводской табличке асинхронного двигателя указано: Uн = 380/220 В. Двигатель подключают к сети напряжением Uл = 220 В. Какой должна быть схема обмотки статора?

Задача 2.25. Максимальный момент асинхронного двигателя Mmax = 100 Нм, номинальный – Mн = 50 Нм. Как изменится перегрузочная способность двигателя при снижении напряжения на 10 %?
ность уменьшится в 1,23 раза.

Задача 3.5. Ротор трехфазного синхронного генератора имеет 12 полюсов. Частота напряжения на зажимах генератора f = 50 Гц. Полезная мощность приводного двигателя 5 кВт. Определить вращающий момент на валу генератора.

Задача 3.15. Трехфазный синхронный двигатель включен в сеть напряжением Uн =660 В потребляет ток I= 50 А, КПД двигателя ηн = 0,9, коэффициент мощности cosφн = 0,8. Определить суммарные потери мощности в двигателе.

Задача 3.25. В трехфазную сеть напряжением Uс включен потребитель мощностью Sп при коэффициенте мощности cos φ . Определить мощность синхронного компенсатора Qк, который следует подключить параллельно потребителю, чтобы коэффициент мощности сети повысился до значения cos φ`. На сколько необходимо увеличить мощность синхронного компенсатора, чтобы повысить коэффициент мощности сети еще на 0.05 (табл. 3.5)?
Исходные данные:
U_с=20 кВ 
S_п=1,5∙〖10〗^3  кВА 
cos⁡φ=0,75 
cos⁡〖φ^` 〗=0,83 

Задача 4.3. В четырехполюсной машине постоянного тока длина окружности якоря πDа = 0,4 м, активная длина проводника обмотки якоря l = 0,1 м, магнитный поток обмотки возбуждения Фв = 0,01 Вб. Определить среднее значение магнитной индукции.

Задача 4.13. Двигатель постоянного тока параллельного возбуждения при напряжении U = 110 В, частоте вращения n = 1000 об/мин, коэффициенте полезного действия η = 0,85 развивает мощность на валу Р2 = 5 кВт. Определить значение пускового момента, если значение пускового тока Iп , ограниченного пусковым реостатом, равно 160 А. Насыщением магнитной системы и реакцией якоря пренебречь.

Задача 4.23. Для генератора постоянного тока параллельного возбуждения известны технические данные: номинальное напряжение Uн = 115 В, номинальный ток Iн = 20 А, сопротивление цепи якоря работающей машины rа = 0,4 Ом, сопротивление цепи возбуждения работающей машины rв = 145 Ом, коэффициент полезного действия η= 0,8, частота вращения n = 2850 об/мин. Определить: номинальную мощность генератора, мощность первичного двигателя, ток якоря, электромагнитную мощность, ЭДС генератора, электромагнитный момент.

Задача 1
Трехфазный короткозамкнутый асинхронный двигатель с номинальной мощностью Pн и номинальными напряжениями 660/380 В при схемах соединения обмоток звезда / треугольник подключен к сети с линейным напряжением 660 В частотой 50 Гц. 
Двигатель имеет p пар полюсов магнитного поля и скольжение в номинальном режиме sн; КПД и коэффициент мощности в номинальном режиме равны соответственно ρн и cosφн. 
Кратность максимального момента двигателя λ = Mmax / Mн, пускового - β = Mпуск / Mн, кратность пускового тока Iпуск / Iн равна 7.
Для заданного напряжения сети начертить схему соединения обмоток двигателя. Определить частоту вращения магнитного поля, номинальную частоту вращения ротора, номинальный момент, номинальные линейный и фазный токи и пусковой ток двигателя. 
Рассчитать критическое скольжение и критическую частоту вращения, максимальный и пусковой моменты двигателя и построить его естественную механическую характеристику. 
Оценить возможность пуска двигателя при номинальном моменте на валу и снижении питающего напряжения на 15%. 
Исходные данные:
P_н=55 кВт
s_н=3 %
η_н=90 %
〖cos⁡φ〗_н=0,92
p=3
λ=2
β=1

Задача 2 
Асинхронный короткозамкнутый двигатель с номинальной мощностью Pн и номинальной частотой вращения nн подключен к сети с линейным напряжением 380 В и частотой 50 Гц. В режиме холостого хода двигатель потребляет ток I0 при коэффициенте мощности cosφ0. КПД двигателя в номинальном режиме ρн, перегрузочная способность – λ = Мmax / Mн. При пуске ток двигателя равен Iпуск = кI Iн, пусковой момент – Мпуск= β Мн.
Исходные данные
P_н=75 кВт
n_2н=590  об⁄мин
η_н=92 %
I_0=95,5 А
〖cos⁡φ〗_0=0,243
k_I=6
λ=1,8
β=1
Определить активную P0 , реактивную Q0 мощности, потребляемые двигателем в режиме холостого хода, и активную мощность P1н, потребляемую из сети при номинальной нагрузке на валу. Считая реактивную мощность не зависящей от нагрузки, рассчитать полную мощность Sн,, ток Iн и коэффициент мощности cosφн двигателя в номинальном режиме. Определить номинальный Мн,, максимальный Мmax , пусковой Мпуск моменты двигателя и его пусковой ток Iпуск.
Рассчитать частоту вращения магнитного поля двигателя n0, его номинальное sн и критическое sкр скольжения, критическую частоту вращения nкр. По результатам расчетов по четырем точкам (холостой ход, номинальный, критический и пусковой режимы) построить естественную характеристику. Ответить на дополнительный вопрос к задаче в соответствии с вариантом.

Задача 3
Ниже приведены технические характеристики трехфазных двухскоростных короткозамкнутых асинхронных двигателей (в числителе – для низшей скорости, в знаменателе – для высшей). Номинальное линейное напряжение двигателя – 380 В, 5О Гц. В таблице обозначено:
    2p – число полюсов магнитного поля;
    sн, ρн, Iн, cos φн – скольжение, КПД, ток и коэффициент мощности двигателя в номинальном режиме;
    λ = Мmax / Мн – перегрузочная способность двигателя;
    β = Mпуск / Мн – кратность пускового момента.
Исходные данные 
I_н=8,2/7,4 А
s_н=5,00/5,33 %
η_н=76,0/76,0 %
〖cos⁡φ〗_н=0,68/0,86
2p=6/4
λ=1,8/1,8
β=1,3/1,3
Для каждой из скоростей двигателя определить частоту вращения магнитного поля no и номинальную частоту вращения ротора nн, потребляемую мощность Р1н, мощность на валу Рн, момент Мн в номинальном режиме работы, рассчитать максимальный Мmax и пусковой Мпуск моменты, критическое скольжение sкр и соответствующую ему частоту вращения nкр. По результатам расчетов построить (по четырем точкам) в одной системе координат механические характеристики двигателя.