Ирина Эланс

Автор который поможет с любыми образовательными и учебными заданиями

Электромеханика

РУКОВОДСТВО

по выполнению курсовой работы по курсу

“Электромеханика”

для студентов специальности

“Электроэнергетические системы и сети”.

Руководство составил д.т.н., доцент Горячев В.Я.

Введение

Для более глубокого изучения основных разделов курса “Электромеханика” студентом специальности “Электрические системы и сети” предлагается выполнить курсовую работу, посвященную получению основных параметров и характеристик электрических машин на базе паспортных данных и результатов простейших испытаний. Навыки, приобретенные при выполнении курсовой работы, могут быть использованы в процессе дальнейшей практической деятельности.

Цель курсовой работы

Целью курсовой работы является более глубокое изучение основных разделов курса “Электромеханика” и привитие студентам навыков практического использования паспортных данных и результатов простейших испытаний электрических машин.

Рабочее задание

В процессе выполнения курсовой работы студентам предлагаются паспортные данные и результаты испытаний основных типов машин, используя которые студенты обязаны получить основные характеристики электрических машин позволяющие произвести качественную оценку работы этих машин в различных режимах.

Студенты обязаны проанализировать работу четырех электрических машин.

При выполнении первого задания предлагается получить основные характеристики трехфазного трансформатора. По известным паспортным данным, включающим в себя номинальную мощность, номинальное напряжение, группу соединения и результатам испытаний в режиме холостого хода и короткого замыкания студенты должны определить коэффициент трансформации, индекс группы соединения трансформатора, изменение выходного напряжения при изменении тока нагрузки и коэффициента мощности. Кроме этого студенты обязаны проанализировать работу трансформатора при различном характере нагрузки, определяемом коэффициентом мощности .

При выполнении второго задания предлагается проанализировать различные режимы работы трехфазного трансформатора. По известным паспортным данным, характеристикам холостого хода короткого замыкания необходимо получить внешние характеристики, позволяющие определить законы изменения напряжения на выходе при изменении тока нагрузки и различных коэффициентах мощности. Кроме того рекомендуется получить рабочие характеристики генератора.

Самым распространенным преобразователем электрической энергии в механическую является асинхронный двигатель. При выполнении курсовой работы предлагается получить рабочие характеристики двигателя и определить режим работы двигателя нагруженного устройством с заданной механической характеристикой.

На заключительном этапе выполнения курсовой работы студентам предлагается рассмотреть работу машины постоянного тока в режиме двигателя и генератора.

Каждому студенту вначале семестра выдается номер варианта задания. Для успешного выполнения курсовой работы достаточно воспользоваться методическими указаниями настоящего руководства, одним из рекомендованных учебников и конспектов лекций.

При составлении пояснительной записки студенты обязаны выполнять требовании, предъявляемые стандартом к документации подобного рода.

Пояснительные записки, составленные и оформленные без соблюдения требований стандарта, преподаватель обязан вернуть на доработку даже при безошибочных цифровых расчетах.

Задание на курсовую работу

Задача 1.

Трехфазный трансформатор мощностью и номинальным напряжением при испытаниях показал следующие результаты:

а) в режиме холостого хода:

- мощность, потребляемая трансформатором;

- выходное напряжение;

- ток холостого хода.

б) в режиме короткого замыкания:

- мощность, потребляемая трансформатором;

- напряжение короткого замыкания.

Эффективная площадь поперечного сечения сердечника одной фазы равна .

Индукция магнитного поля сердечника .

Известна схема соединения обмоток трансформатора.

Вычислить:

1.Коэффициент трансформации фазных и линейных напряжений.

2.Номинальный ток вторичной фазной обмотки.

3.Выходной ток трансформатора.

4.Количество витков первичной и вторичной обмоток6 выбрать сечение обмоточных проводов трансформатора и их диаметр.

5.Определить параметры эквивалентной схемы замещения трансформатора для одной фазы. Определить эквивалентные сопротивления схемы замещения трансформатора приведенного к вторичной обмотке.

6. Построить векторные диаграммы напряжений и токов приведенного ко вторичной обмотке трансформатора при номинальном токе нагрузки и коэффициенте мощности (для одной из фаз).

7.Вычислить изменение выходного напряжения при изменении тока нагрузки от 0 до при коэффициенте мощности нагрузки , , .Построить внешние характеристики.

8.Определить группу соединения трансформатора.

9.Вычислить ток нагрузки, при котором КПД трансформатора будет иметь максимальное значение при коэффициенте мощности нагрузки равном .

10. вычислить и начертить график зависимости КПД трансформатора от тока нагрузки при коэффициентах мощности равными , .

При расчетах необходимо учитывать изменение выходного напряжения при изменении тока нагрузки.

Таблица вариантов

№ вар	кВА	кВ	Группа соед.	Вт	кВ	вар	В	Вт	см2	Т
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
1	20	10	Y/Δ	200	0.39	1200	32.6	250	70	1.2	0.5	0.8
2	25	6	Y/Y	300	0.7	2000	25	380	60	1.4	0.55	0.75
3	30	110	Δ/Δ	400	6	2400	325	450	70	1.6	0.6	0.5
4	35	220	Δ/Y	500	5	3000	600	600	60	1.8	0.65	0.8
5	40	6	Y/Z	405	0.25	2450	28	480	80	1.3	0.7	0.55
6	50	8	Δ/Z	625	0.7	3600	30	750	100	1.5	0.75	0.6
7	60	10	Y/Δ	630	0.39	3800	37	850	100	1.7	0.8	0.6
8	70	110	Y/Y	740	6/2	4000	400	950	120	1.6	0.55	0.75
9	80	220	Δ/Δ	845	11	5000	800	1000	125	1.25	0.6	0.8
10	90	25	Δ/Y	960	220	5800	80	1100	130	1.36	0.65	0.5
11	100	60	Y/Z	1200	0.7	7000	240	1300	135	1.45	0.7	0.9
12	120	80	Δ/Z	1220	0.39	7200	300	1400	140	1.55	0.75	0.55
13	140	220	Δ/Δ	1280	5.5	7300	750	1500	142	1.65	0/8	0.6
14	160	110	Δ/Y	1300	6.3	7350	420	1800	145	1.7	0.75	0.5
15	180	10	Y/Δ	1380	0.39	7400	40	1600	150	1.65	0.7	0.9
16	200	6	Y/Y	1400	0.7	9000	35	1800	155	1.55	0.6	0.8
17	220	8	Y/Z	2460	220	15000	38	2800	160	1.45	0.65	0.85
18	180	110	Δ/Y	1350	10	7500	450	1700	155	1.35	0.7	0.9
19	200	220	Δ/Δ	1420	6.3	8000	800	1800	157	1.25	0,75	0.85
20	160	80	Δ/Y	1360	5.8	7800	350	1700	140	1.6	0.8	0.6
21	120	60	Y/Z	860	0.4	5400	220	1400	130	1.7	0.65	0.5
22	100	25	Y/Z	730	0.7	4500	100	1200	125	1.5	0.6	0.8
23	60	27	Y/Y	540	0.42	4000	120	800	90	1.3	0.55	0.9
24	70	110	Y/Δ	580	0.7	4500	500	900	100	1.8	0.5	0.75
25	80	8	Δ/Z	590	110	4550	35	800	120	1.6	0.65	0.9
26	90	6	Y/Y	700	110	4800	40	900	125	1.4	0.8	0.7
27	100	10	Δ/Δ	1260	0.7	8000	50	1300	130	1.2	0.75	0.95
28	120	110	Δ/Z	1300	5.4	8500	600	1500	135	1.35	0.7	0.9
29	240	220	Y/Y	1500	10	10000	800	2000	170	1.3	0.65	0.85
30	260	80	Δ/Δ	1600	6.5	10000	400	2000	175	1.5	0.5	0.9
31	20	110	Y/Δ	180	5	1200	1000	400	73	1.2	0.5	0.8
32	30	220	Y/Y	520	0.25	3600	3000	600	78	1.3	0.6	0.75
33	40	6	Δ/Δ	660	0.7	4300	30	800	82	1.4	0.65	0.9
34	50	8	Δ/Y	790	0.39	4800	48	1000	95	1.6	07	0.8
35	60	220	Y/Z	250	0.39	5500	1200	1500	100	1.65	0.8	0.6
36	100	110	Y/Δ	1360	6.2	8000	700	1400	130	1.65	0.6	0.8
37	20	220	Y/Y	595	11	3600	120	660	68	1.7	0.65	0.75
38	120	6	Δ/Δ	1400	0.7	9000	90	1600	135	1.65	0.7	0.5
39	25	10	Δ/Y	420	0.39	2400	130	500	62	1.55	0.75	0.8
40	140	8	Y/Z	1700	5.5	10000	120	2000	140	1.45	0.8	0.55
41	30	10	Δ/Z	600	220	3600	160	360	68	1.35	0.55	0.6
42	160	110	Δ/Δ	1700	6.3	11000	750	1800	140	1.25	0.6	0.75
43	35	220	Δ/Y	750	5.8	45000	1500	900	65	1.6	0.65	0.72
44	180	60	Y/Δ	1700	0.7	11000	380	2000	152	1.7	0.7	0.8
45	40	80	Y/Y	960	0.4	5500	730	1100	85	1.5	0.75	0.5
46	200	110	Y/Z	1900	0,42	12000	1500	2600	158	1.3	0.8	0.9
47	45	150	Δ/Y	1200	110	8000	1800	1600	90	1.8	0.75	0.55
48	220	10	Δ/Δ	1800	0.7	11500	130	2000	165	1.6	0.7	0.65
49	50	6	Δ/Y	950	10	6000	100	930	110	1.4	0.6	0.9
50	180	110	Y/Z	1700	0.7	10500	1300	2650	158	1.2	0.65	0.9
51	25	10	Y/Z	540	0.39	3450	140	700	72	1.35	0.7	0.8
52	200	80	Y/Y	1950	5.5	12500	800	2500	138	1.3	0.75	0.85
53	65	25	Y/Δ	1200	0.7	8000	300	1620	110	1.5	0.8	0.92
54	160	27	Δ/Z	1700	11	11000	360	2020	145	1.2	0.65	0.85
55	55	110	Δ/Z	960	0.39	6000	1200	1200	90	1.3	0.6	0.68
56	120	8	Y/Y	1500	0.7	9000	100	1700	135	1.4	0.55	0.9
57	65	7	Δ/Δ	900	0.25	5500	110	950	110	1.6	0.5	0.8
58	100	27	Δ/Z	1400	5	8900	530	1600	140	1.65	0.65	0.9
59	80	55	Y/Y	1300	6	8500	740	1500	125	1.7	0.8	0.75
60	60	25	Δ/Δ	980	0.7	6000	660	1100	110	1.65	0.75	0.9
61	70	12	Y/Δ	960	0.39	5900	130	1230	125	1.55	0.7	0.88
62	105	120	Y/Δ	1420	0.7	9000	1250	1600	138	1.45	0.65	0.95
63	80	66	Y/Y	1360	0.4	8500	530	1400	130	1.35	0.5	0.9
64	50	44	Δ/Δ	980	0.42	5500	500	1220	10-3	1.25	0.5	0.85
65	90	8	Δ/Y	1400	0.3	9120	120	1600	130	1.5	0.6	0.92
66	105	10	Y/Z	1500	0.39	9550	150	1600	136	1,55	0.65	0.8
67	45	110	Y/Δ	730	5.5	4800	900	1000	83	1.7	07	0.85
68	130	220	Δ/Y	1575	0.39	10000	2000	1700	138	1.3	0.8	0.9
69	120	60	Y/Z	1530	0.7	10200	700	1800	140	1.5	07	0.8
70	240	80	Δ/Z	2750	220	17000	830	3200	180	1.7	0.75	0.6
71	80	110	Y/Δ	1420	11	9350	1700	1600	125	1.25	0.82	0.9
72	160	150	Y/Y	1630	6.2	11000	1900	1800	150	1.35	0.75	0.95
73	85	10	Δ/Δ	1320	0.7	9200	200	1450	130	1.45	0.7	0.88
74	70	10	Δ/Δ	1300	6.2	7800	80	1400	125	1.7	0.8	0.95
75	90	6	Y/Δ	1390	0.39	8000	60	1500	135	1.65	0/55	0.75
76	100	110	Y/Z	1480	0.25	8500	500	1650	140	1.55	0.6	0.9
77	120	220	Δ/Z	1500	5	9000	600	1640	142	1.45	0.65	0.8
78	135	6	Δ/Δ	1450	6	8350	48	1500	145	1.35	0.7	0.55
79	60	8	Δ/Y	975	0.7	7200	64	1100	103	1.25	0.75	0.6
80	70	10	Y/Δ	900	0.39	7000	60	1200	115	1.6	0.82	0.75
81	30	110	Y/Y	640	5/5	4500	660	700	75	1.7	0.78	0.72
82	40	220	Y/Z	765	6.3	5000	2000	920	85	1.5	0.72	0.8
83	40	220	Δ/Y	790	27	5200	140	1150	105	1.3	0.65	0.9
84	30	60	Δ/Δ	535	3.3	3500	480	800	108	1.8	0.68	0.7
85	160	80	Δ/Y	1720	10	11500	600	2000	120	1.6	0.72	0.92
86	35	220	Y/Z	735	5.8	4850	1040	900	65	1.4	0.75	0.9
87	40	110	Y/Z	744	0.4	4700	800	960	83	1.2	0.8	0.93
88	200	15	Y/Y	1930	0.7	11000	120	2200	160	1.35	0.65	0.8
89	65	12	Y/Δ	880	0.42	5500	90	1200	110	1.3	0.6	0.75
90	160	8	Δ/Z	1780	5.4	9500	80	2500	148	1.5	0.55	0.88
91	120	85	Y/Y	1550	3.5	9200	850	2200	150	1.2	0.5	0.92
92	8	88	Δ/Δ	160	5.5	1000	900	240	40	1.3	0.65	0.9
93	45	60	Δ/Z	672	0.39	4900	500	820	83	1.4	0.8	0.6
94	10	25	Y/Y	163	0.7	1150	360	250	128	1.6	0.75	0.93
95	110	27	Δ/Δ	1500	220	9000	400	1600	140	1.65	0.7	0.99
96	80	110	Y/Δ	1360	11	8200	750	1600	128	1.7	0.65	0.84
97	150	10	Y/Y	1700	62	11350	80	1800	150	1.65	0.58	0.88
98	25	110	Δ/Δ	930	0.39	7200	700	1480	62	1.55	0.58	0.89
99	80	220	Δ/Y	1290	0.7	8000	800	1400	120	1.45	0.6	0.81
100	70	80	Y/Z	1280	0.25	7800	580	1500	120	1.35	0.65	0.9

Задача 2.

Трехфазный генератор мощностью имеет пар полюсов, номинальное напряжение при частоте сети Гц. При испытании генератора в режиме холостого хода при синхронной скорости получены следующие результаты:

, А

2.3

5.8

6.8

120

147

156

, Вт

150

165

210

225

320

400

430

В режиме короткого замыкания номинальный ток достигается при токе возбуждения , А. Мощность, потребляемая генератором в этом случае равна , Вт:

а) вычислить синхронную частоту вращения и номинальный ток генератора;

б) вычислить синхронное сопротивление. Для того чтобы генератор имел на своих зажимах номинальное напряжение при резистивной нагрузке, ток возбуждения должен быть равным номинальной величине;

в) при токе возбуждения, указанном в пункте “б”, построить внешние характеристики генератора при резистивно-индуктивной, резистивной и резистивно-емкостной нагрузке. При резистивно-индуктивной и резистивно-емкостной нагрузке коэффициент мощности должен быть равен 0,87. Значение синхронного сопротивления взять из предыдущих расчетов.

Построить графики зависимости при тех же коэффициентах мощности и изменении тока от 0 до . Вычислить величину максимального КПД и силу тока, соответствующую этому значению;

г) предполагая, что генератор работает параллельно с трехфазной сетью, вычислить линейные токи и коэффициенты мощности для случая, если ток возбуждения уменьшить на 25% и увеличить на 25 %. Для этих же случаев вычислить активную, реактивную и полные мощности генератора. Дать объяснение полученным соотношениям мощностей.

Примечание: для получения цифровых значений, указанных в таблице, представляющей характеристику холостого хода и график мощности холостого хода необходимо цифровые значения умножить на коэффициенты , , , указанных в таблице вариантов.

Таблица вариантов

№ варианта	кВА		кВ
1	2	3	4	5	6	7
1	5	2	220	1	1	1
2	10	4	380	1.15	1.73	2
3	5	3	660	0.33	0.3	1
4	500	18	2600	8.47	11.8	100
5	250	6	1100	12	5	60
6	10	2	220	0.5	1	2
7	600	12	3000	14	13.6	120
8	20	1	380	2.2	1.73	4
9	30	2	660	1.66	5	5
10	100	24	2600	1.83	12	22
11	90	18	1100	3.1	6	19
12	80	3	660	5	3	15
13	60	1	380	5	1.73	13
14	250	12	2600	2.5	12	40
15	6	4	220	1	1	1
16	18	3	660	1	3	3
17	110	2	1100	3	5	18
18	500	16	3800	4	17.3	80
19	25	1	660	1.2	3	4
20	8	2	220	0.5	1	2
21	12	3	380	5	1.81	10
22	10	2	220	1.5	1	2
23	15	1	380	1.3	1.8	3
24	18	3	660	1	3	3
25	180	8	3000	2	13.6	30
26	60	2	1100	1.8	5	10
27	12	3	380	1.1	1.7	2
28	15	2	660	0.2	5	2.5
29	120	8	2600	1.1	12	18
30	30	2	660	1.8	3	6
31	17	3	660	1.5	1.9	3
32	8	2	2600	0.45	12	2
33	32	2.2	660	1.1	12	18
34	400	16	3800	4	16	80
35	250	12	380	2.5	1.73	40
36	5	2	220	1	1.2	1
37	7	4	380	115	1.9	1.4
38	12	6	660	0.33	3.2	2.4
39	10	8	660	1.66	3	2
40	500	12	2600	8.47	11.8	100
41	250	18	1100	12	5	50
42	120	6	1200	13	5.5	2.4
42	125	2	1100	12	4.8	25
44	210	12	2600	1.75	12	42
45	240	1	3900	3	15	48
46	15	4	1200	3.2	5.2	3.0
47	16	24	660	1.88	1.8	3.0
48	19	18	660	1.7	1.75	3.8
49	27	3	1270	3.5	5.8	5.2
50	12	6	660	6	3.5	2.4
51	45	8	380	5	1.8	9
52	130	21	2800	2.4	13	26
53	80	12	2700	3	12	16
54	75	4	1100	3.1	5	15
55	9	3	660	1.2	1.8	1.8
56	15	2	1100	1.75	4.8	3
57	78	16	1100	1.8	5	16
58	90	1	2600	1.83	12	18
59	130	2	1800	2	9	26
60	240	6	3900	3	16	48
61	35	8	1300	2	6	7
62	160	1	2600	4	13	32
63	320	3	6600	12	20	64
64	400	8	6600	9	189	80
65	370	2	2600	1.65	12	74
66	33	3	660	7	3.5	66
67	145	2	660	1.8	3	29
68	270	8	1100	2	5	54
69	320	16	3900	5	15	64
70	45	2	660	1.9	2	9
71	400	1	1100	2	4.9	80
72	13	4	1200	0.9	5.8	2.6
73	115	6	660	1.92	3.3	23
74	20	6	220	0.8	1	4
75	30	8	380	1.2	1.73	6
76	15	12	660	0.33	3	3
77	55	18	660	3.5	4	11
78	125	6	1270	13	5	25
79	90	2	680	0.5	4.2	18
80	60	1	39-	4	1.8	12
81	18	12	220	1.3	1	3.6
82	35	1	660	1.87	4	7
83	95	4	660	1.5	3.5	19
84	85	24	1100	3	5.3	17
85	145	18	2600	2	12	29
86	215	3	3900	5	14	43
87	77	6	1100	3.5	5.5	15
88	170	8	660	2.3	4	35
89	350	1	3900	0.25	16	70
90	440	12	1270	1.8	5	88
91	370	4	6600	10	30	74
92	55	3	680	5	3	11
93	130	2	1270	4	6	26
94	300	10	2200	6	12	60
95	45	16	660	4	2.5	9
96	380	1	3900	12	18	76
97	57	2	1270	3.8	6	12
98	98	6	1100	4	5	20
99	18	8	680	5	4.2	3.6
100	55	1	390	0.5	1.8	11

Задача 3.

Асинхронный двигатель с фазным ротором подключен к сети с напряжением частотой 50 Гц, статорная обмотка соединена “звездой”. Сопротивления, измеренные между двумя зажимами статорной обмотки Ом, и между двумя кольцами ротора .

а) Испытание в режиме холостого хода показали следующие результаты:

- частота вращения ;

- ваттметры, измеряющие входную мощность, имели следующие показания: и .

Вычислить мощность потерь , коэффициент мощности , линейный ток двигателя, работающего в режиме холостого хода , мощность потерь в стали зная, что мощность механических потерь .

б) В режиме нагрузки потребляемый ток , частота вращения ротора , мощность, потребляемая двигателем .

Вычислить для данного режима работы:

- скольжение ;

- коэффициент мощности ;

- КПД двигателя;

- механический момент на валу.

в) На валу двигателя имеется нагрузка, механическая характеристика которой выражается уравнением .

Предполагая, что начальный участок механической характеристики двигателя прямолинеен, определить:

- частоту вращения группы;

- мощность приводного двигателя.

г) Вычислить дополнительное сопротивление реостата роторной обмотки для получения частоты вращения ротора .

д) Используя приближенную формулу Клосса построить механическую характеристику двигателя считая что кратность максимального момента равна при критическом скольжении, равном .

Таблица вариантов

№ вар	, В	, А	, кВт	, Ом	, Ом	, Вт	, Вт	, об/мин
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
1	220	20	6.5	0.2	0.08	900	-400	700	600	41.6	0.06
2	380	9.3	5	0.25	0.1	750	-300	960	800	24	0.025
3	660	10.4	10	0.3	0.15	1200	-600	1400	1300	32	0.02
4	660	8.5	8	0.2	0.1	900	-400	1420	1250	5.6	0.018
5	220	19	6	0.1	0.05	800	-350	2850	2600	9.6	0.003
6	380	6.5	3.5	0.15	0.05	300	-120	2820	2500	5.6	0.002
7	380	1.8	1	0.4	0.1	90	-60	2800	2650	1.6	0.0006
8	220	4.8	1.5	1	0.33	120	-80	1420	1300	4.8	0.003
9	660	7.1	4.5	0.6	0.2	360	-100	1400	1280	14.4	0.01
10	220	17	6.2	0.3	0.08	800	-350	1390	1300	20	0.014
11	660	2.1	2.2	0.4	0.1	180	-60	965	940	10.5	0.01
12	380	6	3.5	0.2	0.08	300	-120	710	650	22.4	0.03
13	220	19.2	6.5	0.2	0.08	820	-360	970	900	31.2	0.032
14	380	13.3	8	0.15	0.06	900	-450	1420	1300	25.6	0.018
15	660	3	3	0.3	0.09	280	-110	2800	250	4.8	0.0017
16	220	26	6.8	0.15	0.05	920	-410	700	650	43	0.06
17	660	9.7	9.3	0.16	0.07	1100	-500	960	900	44	0.046
18	380	3.2	1.8	0.4	0.12	150	-70	2820	2600	2.88	0.001
19	380	2.37	1.3	0.5	0.15	110	-50	2850	2300	2.1	0.0007
20	380	14.6	8	0.1	0.03	900	-400	1420	1200	25.6	0.018
21	127	44.8	8.2	0.1	0.03	910	-450	2800	2500	13.1	0.0046
22	660	2.7	2.6	0.4	0.09	190	-70	965	900	12.48	0.013
23	380	10.6	5.8	0.12	0.04	800	-350	950	910	28	0.03
24	220	30.2	9.6	0.1	0.02	1170	-500	1420	1200	31	0.02
25	220	7.8	2.5	0.3	0.01	200	-75	1400	1250	8	0.006
26	127	40	7.3	0.1	0.03	800	-400	960	900	35	0.036
27	660	2.3	2.2	0.5	0.01	180	-60	1420	1300	7	0.005
28	127	9.8	1.8	0.2	0.07	140	-50	2800	2600	2.9	0.001
29	220	11.1	3.5	0.25	0.09	300	-120	965	910	16.8	0.017
30	380	16.4	9	0.1	0.03	900	-400	720	690	57.6	0.08
31	660	8	7	0.25	0.15	220	-80	720	700	44.8	0.06
32	380	9	6	0.2	0.1	750	-350	960	800	28	0.03
33	127	44.8	7	0.15	0.02	920	-500	2800	2500	11.2	0.004
34	660	2	20	0.5	0.1	160	-50	960	900	97	0.03
35	220	10	3	0.5	0.08	250	-100	1420	1300	9.6	0.006
36	220	4.5	1.2	1.19	0.3	280	-140	700	630	7.68	0.011
37	380	4.8	2.2	1.95	0.5	564	-200	960	860	10.56	0.011
38	660	5.6	4.6	1.96	0.7	1104	-550	1400	1300	14.72	0.011
39	660	9.8	7.8	1.62	0.4	1872	-930	1420	1350	25	0.017
40	220	7.7	2.1	0.7	0.8	504	-250	2850	2700	3.36	0.0011
41	380	8.5	4	1.1	0.25	960	-480	2820	2650	6.4	0.0022
42	380	12	5.5	0.76	02	1320	-650	2800	2750	8.8	0.033
43	220	14	3.8	0.38	0.1	912	-460	1420	1350	12	0.0084
44	660	5.8	4.6	2.73	0.8	1104	-560	1400	1320	14.7	0.01
45	220	6.7	1.8	0.8	0.2	432	-215	1390	1300	5.8	0.004
46	660	13	10	1.2	0.3	2400	-1200	965	920	48	0.05
47	380	8.9	1.5	0.38	0.1	360	-180	710	690	7.2	0.01
48	220	8.5	2.3	0.6	0.15	552	-270	970	900	11	0.011
49	380	7.5	3.5	1.24	0.3	840	-420	1420	1330	11.2	0.008
50	660	9.3	7.4	1.7	0.4	1780	-840	2800	2600	12	0.004
51	220	4.5	1.2	1.2	0.3	288	-144	700	650	1.7	0.011
52	660	4.7	3.8	3.4	0.9	912	-450	960	880	18.24	0.019
53	380	3.5	1.6	2.6	0.8	384	-190	2820	2700	2.56	0.001
54	380	23	10.5	0.39	0.1	2520	-1200	2850	2620	16.89	0.006
55	380	28	12.8	0.32	0.08	3072	-1500	1420	1300	41	0.03
56	127	10	1.6	0.32	0.08	384	-200	2600	2500	2.56	0.001
57	660	9.2	7.3	1.72	0.4	1752	-800	965	850	35	0.036
58	380	8.3	3.8	1.1	0.3	912	-450	950	800	18	0.02
59	220	4.5	1.2	1.2	0.3	288	-144	1420	1330	3.84	0.003
60	220	6.6	1.8	0.82	0.2	432	-215	1400	1200	5.8	0.004
61	127	7.8	1.2	0.4	0.1	288	-144	960	870	5.76	0.006
62	660	3.5	28	4.57	1.1	672	-380	1420	1300	8.96	0.006
63	127	11	1.7	0.28	0.07	240	-120	2800	2500	2.72	0.001
64	220	5.6	1.5	0.95	0.25	360	-180	965	830	7.2	0.007
65	380	98	4.5	0.94	0.25	1080	-560	720	650	28	0.04
66	660	13.1	10.4	1.2	0.3	2500	-1250	720	700	66	0.09
67	380	11	5	0.82	0.2	1200	-600	960	800	24	0.025
68	127	15	2.3	0.2	0.05	552	-275	2840	2500	3.68	0.0013
69	660	4.5	3.6	3.5	0.9	864	-430	965	790	17.28	0.018
70	220	5.6	1.5	0.96	0.25	360	-180	1420	1300	4.8	0.003
71	380	2.5	1.2	3.84	0.95	288	-140	710	630	7.7	0.011
72	660	4.7	3.8	3.44	0.8	912	-450	960	780	18.24	0.02
73	220	20	5.3	0.26	0.07	1272	-700	1400	1300	17	0.011
74	660	9.3	7.4	1.5	0.4	1780	-800	1420	1350	24	0.011
75	380	10.4	4.8	0.9	0.25	1150	-570	2850	2620	7.7	0.003
76	220	8.5	2.3	0.64	0.15	550	-280	2850	2700	3.68	0.0013
77	380	20	9.2	0.46	0.11	2200	-1100	2800	2580	14.8	0.053
78	660	10	8	1.6	0.4	1900	-950	1420	1250	25.6	0.0022
79	220	3.5	0.9	1.47	0.35	216	-120	1400	1300	2.88	0.009
80	660	4.3	34	3.67	0.9	816	-410	1390	1320	10.9	0.008
81	380	5.5	2.5	1.65	0.4	600	-300	965	850	12	0.012
82	380	6.8	3.1	1.34	0.32	744	-370	710	620	19.84	0.025
83	380	12	5.5	0.76	0.19	1320	-660	970	860	26.4	0.027
84	220	13	3.5	0.4	0.1	840	-420	1420	1290	11.2	0.008
85	220	12.5	3.3	0.42	0.11	792	-500	2000	2500	5.3	0.002
86	220	15	4	0.36	0.09	960	-490	720	650	25.6	0.036
87	127	3	0.5	1.11	0.28	120	-70	960	790	2.4	0.0025
88	660	11.5	9.1	1.37	0.34	2200	-1100	2820	2650	14.56	0.005
89	380	4.5	1.8	1.77	0.43	432	-250	2850	2700	2.9	0.001
90	380	14.5	6.6	0.63	0.15	1580	-800	1420	320	21.1	0.015
91	220	3.8	1	1.38	0.35	240	-130	2800	2770	1.6	0.0006
92	660	4.5	3.6	3.56	0.90	864	-480	965	830	17.28	0.018
93	660	9.2	7.3	1.72	0.43	1750	-900	950	890	35	0.036
94	127	8.8	1.4	0.36	0.1	336	-170	1420	1300	4.5	0.003
95	660	7.5	6	2.13	0.5	1440	-800	1400	1330	19.2	0.014
96	220	6.6	1.75	0.8	0.2	420	-200	960	800	8.4	0.009
97	380	8.7	4	1.05	0.25	960	-490	1420	1360	12.8	0.009
98	220	9.9	2.6	0.53	0.12	624	-310	2850	2580	4.16	0.0014
99	380	10	4.6	0.92	0.2	1100	-550	965	820	22	0.023
100	380	3.5	1.6	2.6	0.7	312	-150	720	630	10	0.014

Задача 4.

Машина постоянного тока с параллельным возбуждением, работающая в режиме двигателя имеет номинальное напряжение и при номинальной нагрузке потребляет ток . В режиме же холостого хода ток якоря равен . Номинальная частота вращения , сопротивление цепи якоря , сопротивление цепи возбуждения . Магнитные и механические потери принять равными и постоянными при всех режимах работы двигателя.

- определить номинальную мощность двигателя на валу, номинальный вращающий момент , номинальный КПД, значение пускового момента при отсутствии пускового реостата, значение пускового момента при токе и соответствующее сопротивление пускового реостата, а также частоту вращения якоря при номинальном токе якоря, но приведенном в цепь якоря пусковом реостате;

- определить частоту вращения якоря при уменьшении тока возбуждения на 30% от номинального значения при номинальном моменте на валу;

- построить естественную механическую характеристику при указанном выше изменении тока возбуждения.

При работе машин в генераторном режиме, в режиме холостого хода снята зависимость , представленная в таблице в относительных единицах.

	0	0.36	0.66	0.89	1.07	1.2	1.28	1.35	1.39	1.42	1.43
	0	0.2	0.4	0.6	0.8	1	1.2	1.4	1.6	1.8	2

- определить напряжение на зажимах генератора, при частоте вращения и ;

- построить регулировочную и внешнюю характеристику генератора;

- вычислить КПД генератора и механический момент навалу в номинальном режиме работы, построить график зависимости ;

- построить характеристический треугольник и нагрузочную характеристику.

Таблица вариантов

№ вырианта	, В	, А	, А	, Ом	, Ом	, об/мин
1	2	3	4	5	6	7
1	220	15	1.6	1.2	180	1025
2	220	53	6.3	0.212	33	1225
3	115	100	9.5	0.11	50	1000
4	110	267	30	0.04	27.5	1100
5	220	16.3	1.78	1.16	75	1025
6	110	7.8	0.7	0.8	210	1240
7	220	19.9	2	1,5	150	960
8	110	35	3.2	0.6	60	1400
9	220	32	2.8	0.94	120	1600
10	220	34	3	0.45	110	1100
11	110	9.5	0.9	1.9	200	850
12	110	20	1.8	0.7	80	940
13	220	15	1.5	0.82	200	1350
14	110	8.2	0.8	1.4	220	1450
15	220	20.5	2.35	0.74	258	1025
16	220	40	4.2	0.52	190	1420
17	110	10.5	1.2	1.2	160	960
18	110	18.6	2	0.9	120	825
19	220	16	1.8	0.6	270	1600
20	220	32	3.5	0.62	200	1350
21	110	28	3.2	0.55	80	875
22	110	25	2.6	0.58	90	1110
23	220	60	6.8	0.4	130	935
24	220	50	5.7	0.4	150	1340
25	220	102	9.5	0.12	110	750
26	220	151	15	0.07	75	1000
27	220	40	2	0.2	33	1440
28	127	10.5	0.5	1.2	270	1600
29	115	15	1.2	0.8	250	960
30	220	15	1.1	1	440	1240
31	220	25	2	0.3	60	2800
32	110	18	1.3	0.4	70	1000
33	380	15	1	0.2	250	1000
34	220	25	2	0.3	150	2800
35	127	18	1.3	0.35	110	1500
36	220	13	0.6	1.1	340	1025
37	250	95	6	0.2	53	1225
38	380	26.7	1.5	1.5	270	1000
39	400	15	0.8	1.3	533	1100
40	660	9.7	0.53	0.4	1440	1025
41	700	17	0.8	2.5	830	1240
42	250	25	1.5	1	200	960
43	380	25	1.3	1.5	320	1400
44	400	33	2.1	1.1	240	1600
45	660	9	0.6	2.4	1500	1100
46	700	18	1.1	2.5	770	850
47	220	13	0.8	1.6	340	940
48	380	6.6	0.4	2.4	1100	1350
49	400	19	1.3	1.2	420	1450
50	660	35	2.4	1.3	370	1025
51	700	12	0.8	2.8	1100	1420
52	380	18	1	1.7	422	960
53	400	19	1.1	0.8	420	825
54	660	28	1.9	1.1	490	1600
55	700	26	1.5	1.9	530	1350
56	380	30	2.3	0.9	250	875
57	250	57	3.1	0.9	90	1110
58	220	42	2.5	0.4	105	935
59	400	93	6	0.3	90	750
60	660	120	9	0.2	160	1340
61	700	37	2.1	1.1	466	1000
62	400	16	0.9	1.7	800	1440
63	380	18	1.1	1.4	633	1600
64	250	13	0.7	1.1	416	960
65	220	21	1.4	0.7	366	1240
66	660	19	1.1	1.8	942	2800
67	700	13	0.7	2.2	1100	1000
68	660	18	1.2	1.9	733	1000
69	400	21	1.4	1.2	363	2800
70	380	16	1.1	0.9	430	1500
71	250	11	0.6	1.4	416	825
72	220	92	4.8	0.1	44	960
73	700	23	1.4	2.2	636	1420
74	700	16	0.9	2.8	777	1025
75	660	11	0.6	2.5	1100	1450
76	400	18	1.3	2.3	444	1350
77	380	22	1.5	1.3	340	940
78	250	15.6	0.8	1.1	320	1225
79	220	93	6.2	0.1	44	1000
80	660	22	1.5	1.4	600	1100
81	400	17	1	1.3	444	1025
82	380	9.7	0.6	1.7	760	1240
83	700	18	1	2.1	636	960
84	660	23	1.1	1.2	550	1400
85	400	22	1.2	0.9	310	1600
86	380	31	1.7	0.6	253	1100
87	220	11	0.7	1	430	850
88	700	16	1.15	1.8	777	940
89	660	15	1	1.5	720	1350
90	400	8.3	0.5	2.2	800	1450
91	380	17.5	1.1	0.9	475	1025
92	250	33.2	2	0.4	125	1420
93	700	13	0.8	3	1000	960
94	660	16.5	0.95	1.9	733	825
95	400	18.7	1.2	0.9	370	1600
96	380	23.6	1,55	0.8	316	1350
97	250	25.5	1.7	0.5	210	875
98	220	29	1.5	0.4	157	1110
99	380	60	4	0.2	126	935
100	400	37	2.5	0.4	220	1450

Методические указания

по выполнению курсовой работы по курсу “Электромеханика”

Проблема 1.

Для определения основных параметров и рабочих характеристик трансформатора достаточно провести его испытания в двух режимах работы:

- в режиме холостого хода;

- в режиме короткого замыкания.

При анализе работы трехфазного трансформатора необходимо помнить, что при испытаниях измеряются линейные токи и линейные напряжения, поэтому для вычисления коэффициентов трансформации линейных и фазных напряжений необходимо вычислить фазное напряжение первичной обмотки и фазное напряжение вторичной обмотки. Линейное напряжение первичной обмотки и линейное напряжение вторичной обмотки трансформатора работающего в режиме холостого хода задано поэтому вычисление коэффициентов трансформации не вызывает особых затруднений.

В паспорте трансформатора обычно указывается номинальная выходная мощность трансформатора, поэтому номинальный линейный вторичный ток вычисляется по традиционной для трехфазных цепей формуле:

Сила токов вторичных фазных обмоток трансформатора зависят от способа их включения.

Приближенные величины линейных токов и токов первичных фазных обмоток могут быть вычислены аналогичным образом. Количество витков первичной обмотки и вторично обмотки зависит от максимальной индукции, геометрических размеров сердечника, номинального фазного напряжения и схемы соединения обмоток.

Поэтому, прежде всего, необходимо вычислить напряжение на зажимах обмотки. В случае соединения “треугольником” и “звездой” это напряжение равно фазному напряжению. При соблюдении типа “зигзаг” фазное напряжение составляется из напряжений двух полуобмоток соседних фаз, поэтому перед вычислением напряжения на зажимах каждой полуобмотки полезно построить векторную диаграмму напряжений соответствующей обмотки, соединенной “зигзагом”.

Величина максимального магнитного потока, необходимая для определения количества витков вычисляется исходя из величины заданного максимального значения индукции и площади поперечного сечения магнитопровода.

Количество витков определяется непосредственно из формулы, выражающую связь между электродвижущей силой обмотки, количеством витков, частотой сети и максимальным значением магнитного потока

Диаметр или геометрические размеры сечения обмоточного провода зависят от величины номинального тока, провода и допустимой плотности тока. В зависимости от материала провода, силы тока и условий охлаждения трансформатора допустимая плотность тока может изменяться от 1.2 А/мм2 до 3.5 А/мм2 . В трансформаторах малой мощности допустимая плотность тока может быть и выше. Конкретное значение допустимой плотности тока выбирается по справочной литературе.

Для трансформаторов с обмотками из медного провода без принудительного охлаждения допустимую плотность тока составляет А/мм2. В случае использования алюминиевых проводов допустимая плотность на 30…40% меньше.

Для упрощения понимания энергетических процессов, происходящих в трансформаторе, используется эквивалентная электрическая схема замещения трансформатора, приведенного к первичной или вторичной обмотке. Наиболее распространенной является Т-образная схема замещения трансформатора, приведенного к первичной обмотке.

Параметры элементов поперечной ветви схемы замещения определяются из результатов испытания ненагруженного трансформатора. В этом случае элементы последовательной ветви первичной обмотки практически не оказывают влияния на силу тока холостого хода и его фазовый сдвиг относительно входного напряжения, поэтому силу фазного тока холостого хода можно вычислить, используя активную мощность и реактивную мощность холостого хода:

, ВА

тогда

;

где - полная мощность, потребляемая трехфазным трансформатором в режиме холостого хода;

- фазное напряжение первичной обмотки;

- фазный ток первичной обмотки.

Фазовый сдвиг этого тока относительно приложенного напряжения определяется с помощью традиционной формулы:

Активное сопротивление продольной ветви:

Аналогично реактивное сопротивление:

Параметры элементов продольной ветви схемы замещения вычисляются с помощью результатов измерений напряжения, и активной мощности потребляемой короткозамкнутым трансформатором. Испытание трансформатора проводится при токе вторичной обмотки, равном номинальному.

Ток первичной обмотки в этом случае практически равен номинальному фазному току первичной обмотки. Поэтому, прежде всего, определяются полное, активное и реактивное сопротивление трансформатора:

;

где - фазное напряжение короткого замыкания;

- ток фазы первичной обмотки, равный номинальному току фазы.

Далее вычисляются активное и реактивное сопротивление первичной обмотки:

и .

Приведенные к первичной обмотке соответствующие сопротивления вторичной обмотки:

и .

При анализе работы трансформатора иногда удобно использовать эквивалентную схему трансформатора, приведенного ко вторичной обмотке.

Параметры элементов такой схемы замещения можно получить из предыдущей схемы путем деления , , на квадрат коэффициента трансформации или путем умножения этих величин на квадрат коэффициента трансформации .