Файл: Курсовой проект по дисциплине Теоретические основы электротехники.docx

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «ОРЕНБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Электроэнергетический факультет

кафедра автоматизированного электропривода, электромеханики и электротехники
КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине «Теоретические основы электротехники»
РАСЧЕТ И МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ И МАГНИТНЫХ ЦЕПЕЙ
Вариант 3
Пояснительная записка

ОГУ 13.03.02. 4021. 229 ПЗ


Руководитель

Док. пед. наук,

канд. техн. наук, доцент

___________Н.Г.Семенова

подпись

«__»____________2021 г.

­

Студент группы 20ЭЭ(б)Э-1



___________К.Ю.Дубовсков

подпись

«__»____________2021 г.

Оренбург 2021

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ОРЕНБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Электроэнергетический факультет

Кафедра автоматизированного электропривода, электромеханики и электротехники

Задание на курсовую работу

Расчёт электрических и магнитных цепей

1. 
   Исходные данные задания 1.
   

	l1=25 см, S1=4,15 см2, W1=150, I1=0,2 A; l2=8 см, S2=4 см2, W2=300, I3=0,525 A; l3=35 см, S3=5,95 см2, W3=70, Φ3=98∙10-5Вб; W4=30, I4=0,525 A Найти:Φ1, I2 Дополнительное условие: Ф2=0

---

2. 
   Исходные данные задания 2.
   

U_фг= 380 В; x_LA= 30 Ом; R_B= 50 Ом; x_LB= 50 Ом; x_CB=10 Ом;

R_C= 25Ом;x_CC= 5 Ом

3. 
   Исходные данные задания 3
   

Вид повреждения: к.з фаз А и В на землю; схема соединения нагрузки – звезда с нулевым проводом; Z_g1=j24 Ом; Z_g2=j19 Ом; Z_g0=j9 Ом; Z_л1=5+j5 Ом; Z_л2=3+j4 Ом; Z_л0=1+j3 Ом; Z_н1=40+j30 Ом; Z_н2=50+j40 Ом; Z_н0=25+j5 Ом; E_фг=127 В; Z_N=5 Ом.

Дата выдачи задания «___» _______________2021г. Руководитель работы Док. пед. наук, кандидат технических наук, доцент __________________Н.Г. Семенова

Срок защиты курсовой работы «___» _______________2021г. Исполнитель студент группы 20ЭЭ(б)Э – 1 ___________________К.Ю. Дубовсков

Содержание

1 Задание 1 – Исследование магнитной цепи постоянного магнитного потока

Магнитные свойства стали, из которого изготовлены магнитопроводы, определяются кривой намагничивания, которая дана в таблице 1:

Таблица 1 – Кривая намагничивания

Н,А/м	20	40	60	80	120	200	400	600	800	1200
В, Тл	0,22	0,75	0,93	1,02	1,14	1,28	1,47	1,53	1,57	1,6

---

Требуется выполнить следующее:

1. 
   Рассчитать магнитную цепь, представленную на рисунках ниже в соответствии с заданным номером варианта, методом двух узлов и определить величины Ф₁ ; I₂ .
   
2. 
   Провести математическое моделирование заданной магнитной цепи в системе Mathcad, сравнить полученные результаты с полученными в пункте 1.
   

Приняты следующие обозначения:

l - длина средней магнитной линии одной ветви магнитной цепи;

l_δ - длина воздушного зазора ;

S – сечение участков магнитопровода;

W – число витков катушек;

I – величина постоянного тока катушке;

Ф – величина магнитного потока.

Обозначения величин даются с индексами, которые указывают, к какой ветви магнитной цепи относится величина:

1 – левая ветвь магнитной цепи;

2 – средняя ветвь магнитной цепи;

3 – правая ветвь магнитной цепи.

Исходные данные:



Дано:

l₁=25 см. S₁=4,15 см².

l₂=8 см. S₂=4 см².

l₃=35 см. S₃=5,95 см².

W₁=150 I₁=0,2 А.

W₂=300 I₃=0,525 А.

W₃=70 I₄=0,525 А.

W₄=30

Дополнительное условие: Ф₂=0 Найти: Ф₁ ; I₂

Решение:

1. 
   Составим схему замещения:
   

Так как из дополнительного условия Ф₂=0, то Ф₁ и Ф₃ образуют общий поток, а значит Ф₁ = Ф₃.

2. 
   Составим систему уравнения по законам Кирхгофа:
   

По второму закону Кирхгофа уравнение для каждой ветви в отдельности:





Если Ф₂=0 => B₂=0 => H₂=0 => из системы уравнений получим, что .

3. 
   Построение вебер-амперной характеристики первой ветви:
   

1₁=25 см. = 0,25 м.

S₁= 4,15 см². = 4,15

---

10^-4 м².

.

Таблица 2 – Вебер-амперная характеристика первой ветви

Ф1		H1	H1l1	F1- H1l1
Вб	Тл		А	А
9,13	0,22	20	5	25
31,1	0,75	40	10	20
38,6	0,93	60	15	15
42,3	1,02	80	20	10
47,3	1,14	120	30	0
53,1	1,28	200	50	-20
61	1,47	400	100	-70
63,4	1,53	600	150	-120
65,1	1,57	800	200	-170
66,4	1,6	1200	300	-270

---

Кривую Ф₁ на графике строим из данных таблицы 2 по первому и последнему столбцу.

4. 
   Построение вебер-амперной характеристики третьей ветви:
   

1₃=35 см. = 0,35 м.

S₃= 5?95 см². = 5,95 10^-4 м².

;

.
Таблица 3 – Вебер-амперная характеристика третьей ветви

Ф3		H3	H3l3	-F3-F4+ H1l1
Вб	Тл		А	А
13,09	0,22	20	7	-45,5
44,6	0,75	40	14	-38,5
55,3	0,93	60	21	-31,5
60,7	1,02	80	28	-24,5
67,8	1,14	120	42	-10,5
76,1	1,28	200	70	17,5
87,5	1,47	400	140	87,5
91	1,53	600	210	157,5
93,4	1,57	800	280	227,5
95,2	1,6	1200	420	367,5

---