|
Содержание работы или список заданий
|
Раздел 1. Метод эквивалентных преобразований
Задача № 1
Определить эквивалентное сопротивление Rэк электрической цепи по¬стоянного тока (рис. 1.6 с. 14) и распределение токов по ветвям. Вариант электрической цепи (включая её участок 1— 2, рис. 1.6, б - з, ограниченный на схеме рис. 1.6, а пунктиром), положение выключателей B1 и В2 в схемах, величины сопротивлений резисторов R1 − R12 и питающего напряжения U для каждого из вариантов задания представлены в таблице 1.1 (с. 15).
Примечание. Для расширения числа вариантов задания в вариантах 31—60
сопротивления резисторов: R6 = ∞, R12 = 0. Сделать проверку решения, используя I закон Кирхгофа и уравнение баланса мощностей.
R1 =2Ом ; R2=2 Ом;
R3 =5 Ом R4=3 Ом R5 =2Ом; R6 =∞; R7=2 Ом R8=5 Ом;
R9=10 Ом; R10=10 Ом; R11=6 Ом; R12=0; U= 220 В
Рис.1.6 Исходная схема
R12=0; R11-закорочено
R6=∞
Раздел 2. Линейные однофазные синусоидальные электрические
цепи с параллельным и смешанным соединением
элементов цепи
Задача № 4
Используя данные, приведённые в таблице 2.2 (стр. 28) для электрической цепи переменного тока (рис. 2.5, с. 25) для каждого варианта задания, определить напряжение U, действующее на зажимах цепи, показание ваттметра W, ёмкость С2 конденсатора при резонансе токов, если амперметр А показывает ток I = 6 A, а частота тока питающей цепи f = 50 Гц. Построить векторную диаграмму токов и напряжений для всей электрической цепи.
Дополнительное задание.
Определить активное R, реактивное Х и полное сопротивление Z и соответствующие проводимости q, b и Y, а также коэффициенты мощности cos φ, полную S, активную Р и реактивную Q мощности ветвей и всей электрической цепи переменного тока.
Примечание. Для вариантов 31 – 60 величину сопротивления R1 увеличить в
два раза.
Таблица 2.2
Варианты Варианты контрольного задания
Величины, Ом A Гц
R1 R2 XL1 XL2 XС1 I2 f
23 2*9=18 14 6 8 2 6 50
Раздел 3. Трёхфазные трёхпроводные и четырехпроводные
электрические цепи
Задача 5.
Три потребителя электроэнергии, имеющие одинаковые полные сопро¬тивления фаз Zф, соединены «звездой» и включены в четырёхпроводную трёхфазную сеть с системой симметричных линейных напряжений Uл. Определить токи Iф по фазам и в нейтральном проводе IN, а также мощность Р трёхфазной цепи с учётом данных, привёденных в таблице 3.1 (с. 38) для каждого варианта задания. Составить электрическую схему питания. Построить векторную диаграмму напряжений и токов с учётом характера нагрузки.
Дополнительное задание.
Пояснить, в каких случаях используются трёх и четырёхпроводные трёхфазные электрические цепи? Объяснить назначение нейтрального провода в четырёхпроводных трёхфазных электрических цепях. Дать разъяснение, почему в нейтральные провода не устанавливают предохранители и выключатели?
Трехфазные трехпроводные сети используются для питания трехфазных силовых потребителей, таких как - трехфазные асинхронные двигатели и индукционные печи. Обычно комплексные сопротивления фаз трехфазных приемников равны между собой. Такие приемники называют симметричными. а четырехпроводные - для питания преимущественно осветительных и бытовых нагрузок.
Назначение нулевого провода в трехфазных цепях следующее: нулевой провод используется для выравнивания фазных напряжений.
Фазное напряжение — это напряжение между нулём и фазным проводом. Если нагрузка на каждом из фазных проводов одинаковая (то есть одинаковая потребляемая мощность у каждого из потребителей фазного тока от фазных проводов 1-3) — то система будет оставаться рабочей даже в случае обрыва нулевого провода, так как в каждый момент времени разница потенциалов между нулевым и любым из фазных проводов будет одинаковой.
Роль нулевого провода при неравномерной нагрузке
Если нагрузка на каждой фазе будет разной — то необходимо обязательно подключать нулевой провод. В случае его обрыва или внезапного повышения сопротивления на нём, напряжение распределится согласно потребляемым мощностям на каждую из нагрузок трёхфазной цепи и, соответственно, чем меньше потребляемая мощность — тем большее фазное напряжение получит потребитель тока. Это неприемлемо для многих электроприборов и может вызвать их неисправность и даже пожар, именно для избегания таких неприятностей к каждой розетке подведён нулевой провод.
Таким образом, при несимметричной нагрузке потребителя электроэнергии
(Za ≠ Zb ≠ Zc) на векторной диаграмме происходит смещение нейтральной точки п потребителя относительно нейтральной точки N источника, что приводит к перекосу фазных напряжений потребителя. В результате на одних фазах потребителя напряжение будет больше, чем на других, что во многих случаях недопустимо, в частности при питании осветительной нагрузки, когда одни осветительные приборы находятся под напряжением, меньшим номинального, а другие − под напряжением, большим номинального, что приводит к преждевременному выходу приборов из строя. Поэтому в цепи нейтрального провода недопустимо наличие различного рода предохранителей и выключателей.
Примечание. В вариантах 31 − 60 фазное сопротивление Z ф уменьшить в два раза.
Дано:
Uл=380B; Zф=10 Ом;
Раздел 4. Электрические машины
Задача 7.
Трёхфазный асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором единой серии 4А имеет номинальные данные, указанные для каждого варианта задания в таблице 4.2(с. 44). Номинальные: линейное напряжение питающей сети U1 НОМ , частота питающего напряжения f = 50 Гц, мощность на валу Р2 НОМ , синхронная частота вращения магнитного поля n1 , скольжение ротора SНОМ , КПД η_НОМ, коэффициент мощности cos〖φ_(1 НОМ) 〗, отношение m_I= I_(1 ПУСК)/I_(1 НОМ) – начального пускового тока I_ПУСК к номинальному току I_(1 НОМ), отношение начального пускового момента M_ПУСК к номинальному моменту на валу M_НОМ : m_ПУСК= M_ПУСК/M_НОМ , отношение m_MIN= M_MIN/M_НОМ минимального к номинальному моменту, отношение m_КР= M_MAX/M_НОМ максимального момента к номинальному моменту приведены в таблице 4.2.
Определить номинальный M_НОМ, начальный пусковой M_ПУСК и максимальный M_(MAX ) моменты, номинальный I_(1 НОМ) и начальный пусковой I_(1 ПУСК) токи, частоту тока в роторе f_(2 НОМ) при номинальной нагрузке и в момент пуска f_(2 ПУСК), число пар полюсов обмотки статора p, синхронную угловую частоту вращения магнитного поля Ω_1, а также угловую частоту вращения ротора Ω_(2 НОМ) и мощность на зажимах двигателя P_(1 НОМ) при номинальном режиме работы.
Дополнительное задание.
Определить максимальный момент M_(MAX ) двигателя при напряжении питающей сети, равном U1 = 0,9 U1 НОМ. Выполнить расчёт аналогично примеру решения (с. 40 – 42) с построением всех указанных характеристик.
Примечание. 1. Для вариантов 31 – 60 уменьшить мощность на валу двигателя Р2 НОМ в два раза (см. таблицу 4.2).
Таблица 4.2
U1ном, В Р2ном, кВт n1, об/мин sном, % ηном
380 90,0/2=45 1500 1,3 0,93
cosφ1ном mi = I1пуск/I1ном mпуск = Мпуск/Мном mmin = Мmin/Мном mкр = Мmax/Мном Электродвигатель
0,91 7,0 1,2 1,0 2,3 4А80В4
|