Контрольная работа по Электротехнике на тему: «Задачи по расчёту параметров электромашинного оборудования»

Задача 1 «Расчет характеристик трехфазного трансформатора»

Для трёхфазного трансформатора известны (см. табл. 1): номинальная мощность S_ном, номинальное напряжение на зажимах первичной обмотки трансформатора U_1ном (U_1Л), напряжение холостого хода на зажимах вторичной обмотки трансформатора U_2ном (U_2Л), напряжение короткого замыкания u_k, мощность короткого замыкания P_k, мощность холостого хода P₀, ток холостого хода i₀.

Схема и группа соединения обмоток определены в таблице 2. 

 Определить:

1.  сопротивление обмоток трансформатора R₁, X₁, R₂, X₂;
2.  эквивалентное сопротивление Z₀ (намагничивающей цепи) и его составляющие R₀ и X₀, которыми заменяется магнитная цепь трансформатора;
3.  угол магнитных потерь.

Построить характеристики трансформатора:

1.  зависимость напряжения от нагрузки U₂ = f(B) – внешняя характеристика;
2.  зависимость n= f₂(B) коэффициента полезного действия  от нагрузки, где B – коэффициент нагрузки трансформатора; B= I₁/I_1HOM = I₂/ I_2HOM;

 векторную диаграмму трансформатора при нагрузке составляющей 1,0 от номинальной мощности трансформатора; значение cosq₂ принять в соответствии с вариантом. Составить т-образную схему замещения трансформатора.
 

• Номинальная мощность трансформатора: Sном =16,0кВА
• Номинальное высокое напряжение (U1л): U1 =121кВ
• Номинальное низкое напряжение (U2л): U2 =0,4кВ
• Напряжение короткого замыкания (uk): uk =8,5%
• Ток холостого хода (i0): i0 =1,8%
• Мощность короткого замыкания (Pk): Pk =99кВт
• Мощность холостого хода (P0): P0 =6,3кВт

  
  Задача 2 «Расчет трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором»

   

  Трёхфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором, номинальная мощность которого PHOM, включен в сеть на номинальное напряжение U_HOM частотой f=50 Гц.

  Определить: номинальный I_HOM и пусковой I_ПУСК токи, номинальный M_HOM, пусковой M_ПУСК и максимальный M_max моменты, полные потери в двигателе при номинальной нагрузке P_HOM.

  Скольжение при номинальной нагрузке S_ном принять следующим (в зависимости от последней цифры варианта): 0, 1, 2 – 5%; 3, 4, 5, 6 – 7%; 7, 8, 9 – 8%.

  Как изменится пусковой момент двигателя при снижении напряжения на его зажимах на 20% и возможен ли пуск двигателя при этих условиях с номинальной нагрузкой? Построить механическую характеристику двигателя. Данные для расчета приведены в табл. 3.

  Исходные данные:

• Номинальная мощность P2 =22 кВт
• Номинальное напряжение U=380 В
• Скольжение при номинальной нагрузке Sном =7%=0.07
• Частота сети f=50 Гц (по умолчанию для стандартных сетей)
• Число пар полюсов p: определяется по предпоследней цифре варианта (5 → p=2, см. табл. 3 в файле)
• Коэффициент мощности cosφном =0.88 (по данным таблицы)
• КПД η=0.89 (по данным таблицы)

  Задача 3 «Расчет двигателей параллельного возбуждения»

   

  Двигатель параллельного возбуждения, номинальное напряжение которого U_HOM, при номинальной нагрузке потребляет ток I_aHOM, а при холостом ходе I₀. Номинальная частота вращения n_HOM, сопротивления обмотки якоря R_a, сопротивления цепи возбуждения R_B. Магнитные и механические потери принять постоянными  при всех режимах работы двигателя (табл. 4).

  Определить: номинальную мощность двигателя P_HOM на валу, номинальный вращающий момент M_HOM номинальный кпд n_HOM, значения пускового момента при токе I_ПУСК = 21 _HOM и соответствующее сопротивление пускового реостата, а также частоту вращения якоря при I_aHOM, но при введенном в цепь возбуждения добавочном сопротивлении, увеличивающем заданное в условии задачи значение R_B на 30 %. Построить естественную механическую характеристику двигателя.

  Исходные данные:

• Напряжение U=220 В
• Ток при номинальной нагрузке Iном =20 А
• Ток холостого хода I0 =6.3 А
• Частота вращения номинальная nном =1500 об/мин
• Частота вращения при холостом ходу n0 =1500 об/мин
• Сопротивления обмотки якоря Ra  и сопротивления цепи возбуждения Rв  необходимо определить по данным из таблицы, однако мы будем использовать общие принципы для расчета.