Файл: Данные тип трансформатора.docx

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Решение задач

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 18.10.2024

Просмотров: 9

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.



Задача 1



Трехфазный силовой понижающий трансформатор имеет следующие данные: тип трансформатора ТС3С-1000/10,

номинальная мощность SH = 1000 кВА,

номинальное напряжение первичной обмотки U1H = 10 кВ, номинальное напряжение вторичной обмотки U2H = 0,4 кВ, процентное значение напряжения короткого замыкания uK = 8 %, процентное значение тока холостого хода i0 = 2 %,

потери холостого хода Р0 = 3 кВт,

потери короткого замыкания РКЗ = 10 кВт, коэффициент мощности cos2 = 0,8.

Фазы первичной и вторичной обмоток соединены звездой.
Требуется:

  1. Определить коэффициент трансформации.

  2. По данным опытов холостого хода и короткого замыкания определить параметры схемы замещения и изобразить схему.

  3. Рассчитать зависимость КПД от нагрузки = f(), где коэффициент нагрузки

= S/SH. Определить максимальное значение КПД .

  1. Рассчитать зависимость изменения напряжения на зажимах вторичной обмотки от характера нагрузки, т.е. U = f() при номинальном токе.

  2. Установить распределение нагрузки между трансформаторами одинаковой мощности, если напряжение короткого замыкания второго трансформатора на 10% больше первого (указанного в исходных данных), а нагрузка равна сумме номинальных мощностей обоих трансформаторов.


Решение:
Iном1 = (Sном*1000)/ (√3 Uном 1) = (1000*1000)/ (1,73*10000) = 58 А;

Iном2 = (Sном*1000)/ (√3 Uном 2) = (1000*1000)/ (1,73*400) = 1445 А.

2. Коэффициент нагрузки трансформатора:

kн = Р2/ (Sном cosφ2) = 810/ (1000*0,9) = 0,9.

3. Токи в обмотках при фактической нагрузке:

I1 = kн*Iном 1 = 0,9*58 = 52 А; I2 = kн*Iном 2 = 0,9*1445 = 1300 А.

4. Фазные э.д.с., наводимые в обмотках. Первичные обмотки соединены в треугольник, а вторичные – в звезду, поэтому, пренебрегая падением напряжения в первичной обмотке, считаем:

Е1ф = Uном 1 = 10000 В; Е2ф = Uном 2/ √3 = 400/ √3 = 230 В.

5. Числа витков обеих обмоток находим из формулы:

Е1ф = 4,44ƒω1Фm = 4,44 ƒω1Вm*Q , откуда

ω1 = Е1ф/ (4,44ƒВm*Q) = 10000/ (4,44*50*1,5*0,045) = 667 витков

ω2 = ω1 Е2ф/ Е1ф = 667*230/ 10000 = 15,3 витков

6. К.п.д. трансформатора при номинальной нагрузке:

η ном = (Sном*cosφ2*100)/ (Sном*cosφ2 + Рст + Ро.ном) = =(1000*0,9*100)/ (1000*0,9 + 2,45 + 12,2) = 98,4 %.

7. К.п.д. трансформатора при фактической нагрузке:

η = ((kн*Sном*cosφ2)/ (kн*Sном*cosφ2 + Рст + kн² *Ро.ном))*100 = =((0,9*1000*0,9)/ (0,9*1000*0,9 + 2,45 + 0,9²*12,2)) = 98,5 %.

Задача 2




2
r
2
Трехфазный асинхронный двигатель с фазным ротором имеет данные, приведенные в таблице 5.3: число пар полюсов 2р, номинальная мощность Р2Н, линейное напряжение обмотки ротора U2Л, активные сопротивления фазы статора r1

. Частота

сети f1 = 50 Гц, напряжение U1 = 380 B.

Соединение обмоток статора и ротора звезда. Класс нагревостойкости изоляции F, расчетная температура обмоток 115С.
Таблица 5.3

Данные асинхронных двигателей с фазным ротором


Тип двигателя
2р
Р2Н

кВ

т
U2H

В
r1

Ом
r' 2

Ом
х1 Ом
x ' 2

Ом

4АК200М4УВ
2
22
340
0,024
0,026
0,050
0,075



Требуется:


  1. Определить синхронную частоту вращения.

Определить потребляемый ток, момент и коэффициент мощности при пуске двигателя с замкнутой накоротко обмоткой ротора, т.е. без пускового реостата.


  1. Определить сопротивление пускового реостата RР при котором начальный пусковой момент имеет максимально возможное значение. Определить в этом режиме пусковой момент, ток статора и коэффициент мощности.




  1. Рассчитать механические характеристики двигателя для трех значений добавочных сопротивлений в цепи ротора: RД = 0, RД = RР / 2, RД = RР .


Решение
1) Определим скольжение


2) Определим число пар полюсов



Определим ЭДС

E1 = 4,44∙w1∙f∙Фm

Е1 = 4,44∙320∙50∙0,53∙10-2 = 376,5 В

E2 = 4,44∙w2∙f∙Фm

Е2 = 4,44∙40∙50∙0,53∙10-2 = 47,1 В

Е2s = E2∙ s

Е2s = 47∙0,06 = 2,82 В.



Задача 3



Трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором питается от трехфазной сети с линейным напряжением U1, частотой 50 Гц. Величины, характеризующие номинальный режим двигателя: мощность на валу Р2Н, синхронная частота вращения n1, номинальное скольжение sH, коэффициент мощности cosH и полезного действия Н, кратности критического кМ и пускового моментов кП, кратность пускового тока iП приведены в таблице 5.5. Соединение обмоток статора - треугольник.
Таблица 5.5
Данные для расчета


Тип двигателя
U1, B
P2H,

кВт
n1

об/мин
sH

%
cosH
H

%
kM
kП
iП

4А132S4У3
220
7,5
1500
2,9
0,86
87,5
3,0
2,2
7,5


Определить:

  • число пар плюсов;

  • номинальную частоту вращения ротора;

  • номинальный фазный ток обмотки статора;

  • номинальный момент на валу;

  • критическое скольжение и момент двигателя;

  • пусковой момент при номинальном напряжении и снижении его значения на 10%;

  • указать три характерные точки механической характеристики двигателя;

  • пусковой ток;

  • величину емкости блока конденсаторов, увеличивающих коэффициент мощности до 0,95 и изобразить электрическую схему двигателя с включением блока конденсаторов.


Решение
ЭДС обмотки статора E1ф = 4,44 - Ф *f1*w1*kоб1 = 4.44 0.028 50 18 0.95 = 106 В.

ЭДС обмотки ротора при номинальной частоте вращения

E2s = 4.44 - Ф f1*SH0M*w1* коб2 = 4,44 0,028 50 0.04 0.5 1 =0.12 В.

ЭДС обмотки неподвижного ротора Е2 =E2s/ shom = 0.12 /0,04 = 3 В.

Частота ЭДС ротора при номинальном скольжении F2 =f1*Sном = 50 0,04 = 2 Гц.

Частота вращения ротора номинальная nном = n1 (1 - Sном) = 1500 (1 - 0.04) = 1440 об/мин.

где синхронная частота вращения при частоте тока 50 Гц и 2р = 4, n1 = 1500 об/мин.

Ответ: Е1ф= 106 В; Е2 = 3 В; Е2 s= 0,12 В; f2 = 2 Гц; nНОМ=1440 об/мин.

Задача 4



Двигатель постоянного тока с параллельным возбуждением имеет номинальные данные:

напряжение на зажимах двигателя UH, мощность на валу Р2Н, частота

вращения nH, коэффициент полезного действия Н, сопротивления цепей якоря

RЯ и возбуждения RВ.
Исходные данные приведены в таблице 5.7


UH, B
P2H, кВт
nH, об/мин
H, %
RЯ,Ом
RB, Ом

220
2,8
3000
85,5
0,6
190


Изобразить электрическую схему

Рассчитать характеристики двигателя: зависимости

  • частоты вращения якоря

  • момента на валу М

  • коэффициента полезного действия

  • полезной мощности Р2

от тока якоря при значениях, равных 0,25; 0,5;0,75; 1,0 от номинального значения.
Решение
1 Мощность, потребляемая двигателем при номинальной нагрузке

Р1 НОМ = РНОМ/ηНОМ = 25/0,85 = 29,4 кВт.

26

2 Ток, потребляемый двигателем при номинальной нагрузке,

IНОМ = Р1 НОМ/UНОМ = 29,4·103/440 = 67 А.

3 Ток в цепи обмотки возбуждения

IВ = UНОМ/rВ = 440/88 = 5 А.

4 Ток в обмотке якоря

IаНОМ = IНОМ – IВ = 67 – 5 = 62 А.

5 Начальный пусковой ток якоря при заданной кратности 2,5

IаП = 2,5·IаНОМ = 2,5·62 = 155 А.

6 Требуемое сопротивление цепи якоря при заданной кратности пускового тока 2,5

Ra = RП Р + Σr = UНОМ/IаП = 440/155 = 2,83 Ом.

7 Сопротивление пускового реостата

RП Р = Ra – Σr = 2,83 – 0,15 = 2,68 Ом.

8 ЭДС якоря в режиме номинальной нагрузки

ЕаНОМ = UНОМ – IаНОМ·Σr – ∆UЩ = 440 – 62·0,15 – 2 = 428,7 В.

9 Из выражения Еа = CЕ·Φ·n определим

CЕ·Φ = Еа/n = 428,7/1500 = 0,285;

отношение коэффициентов

CМ/CЕ = [рN/(2·π·a)]/[pN/(60·a)] = 9,55,

следовательно, в данном случае

СМ·Ф = 9,55·CЕ·Ф = 9,55·0,285 = 2,72.

27

10 Начальный пусковой момент при заданной кратности пускового то-

ка 2,5

МП = СМ·Ф·IаП = 2,72·155 = 422 Н·м.

11 Момент на валу двигателя при номинальной нагрузке

 
π·nНОМ
 
π·1500
 

М2 НОМ = РНОМ/ωНОМ = РНОМ/
30
= 25 000/
30
= 159 Н·м.

12
Электромагнитный момент при номинальной нагрузке
 

 
π·nНОМ
π·1500

МНОМ = РЭМ НОМ/ωНОМ = РЭМ НОМ/
30
 
= 26 579/
30
= 169 Н·м,

где электромагнитная мощность при номинальной нагрузке
 

 
РЭМ НОМ = ЕаНОМ·IаНОМ = 428,7·62 = 26 579 Вт.

13
Момент холостого хода
 
 
 
 
 

М0 = МНОМ – М2 НОМ = 169 – 159 = 10 Н·м.

14 Ток якоря в режиме холостого хода

Iа0 = М0/(СМ·Ф) = 10/2,72 = 3,68 А.

15 ЭДС якоря в режиме холостого хода (принимаем ∆UЩ = 0)

Еа0 = UНОМ – Iа0·Σ r = 440 – 3,68·0,15 = 439 В.

16 Частота вращения якоря в режиме холостого хода

n0 = Еа0/(СЕ·Ф) = 439/0,285 = 1540 об/мин.

17 Номинальное изменение частоты вращения двигателя при сбросе нагрузки
∆nНОМ =
n0 −nНОМ 100
=
1540 − 1500
100 = 2,66 %.




 
1500



















Задача 5



Параметры генератора постоянного тока параллельного возбуждения приведены в таблице 5.9. Здесь приняты обозначения: номинальная мощность РНГ и напряжение UНГ, ток возбуждения iНГ, сопротивление обмотки якоря при 15С, частота вращения, КПД .

При расчете пренебречь реакцией якоря и считать ток возбуждения машины постоянным.

Таблица 5.9

Данные машины постоянного тока


РНГ

кВт
UНГ,

В
iНГ,

А
nНГ,

об/мин
,

%
RНД,

Ом
PНД,

кВт
UНД,

В

11
115
2
800
83
0,05
10
110


Требуется:


  • определить частоту вращения данной машины в режиме двигателя, считая, что КПД при номинальной нагрузке в генераторном и двигательных режимах работы равны, напряжение на зажимах двигателя и его номинальная мощность даны в таблице 5.9;

  • определить изменение частоты вращения двигателя при переходе от номинальной нагрузки к холостому ходу (током якоря при холостом ходе пренебречь);

  • определить, как изменится частота вращения двигателя, если подведенное к обмотке якоря напряжение уменьшится до 0,8 UНД при неизменном тормозном моменте, соответствующем номинальной мощности двигателя.


Решение
Ток генератора: 

Ток в обмотке возбуждения: IВ =

Смотрите также файлы