Файл: Филиал федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего образования Югорский государственный университет.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 09.02.2024
Просмотров: 124
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
, материал ее проводов – медь. Выбрать предохранители и токи плавких вставок для защиты от КЗ.
Решение:
Iр = Рн/Uн соsφ = 3500/( 220· 1) = 15,9 А
Iдоп Iр,
где Iдоп - допустимый ток на стандартное сечение проводника, А;
Iдоп = 18 А Iр = 15,9 А,
условие выполняется
r0 = 0,12,25 - активное сопротивления линии, Ом/км;
x0 = 0,0625 - индуктивное сопротивления линии, Ом/км;
Iном.пл.вст ≥ Iпик,
Iном.пл.вст ≥ 15,9 А,
Принимаем к установке предохранитель типа ПР-2 Iном.п= 25 А;
Iном.пл.вст = 20 А. Условие выполняется.
Экзаменационный билет № 29
Задание 1. Трансформаторы специального назначения.
Для плавного регулирования напряжения возможно применение скользящих по поверхности витков обмотки контактов, аналогично тому, как это сделано в регулировочном автотрансформаторе. При этом плавность регулировки ограничивается значением напряжения между двумя смежными витками (0,5…1,0 В). По такому принципу выполняют однофазные и трехфазные трансформаторы и автотрансформаторы мощностью до 250 кВ-А. Однако наличие скользящих контактов снижает надежность и ограничивает применение этих трансформаторов.
Более надежны бесконтактные конструкции регулировочных трансформаторов.
Трансформатор с подвижным сердечником.
Трансформатор, регулируемый подмагничиваннем шунтов.
Во вторичные обмотки этих трансформаторов включены вентили - устройства, обладающие односторонней проводимостью.
3) Трансформаторы для автоматических устройств
Импульсные трансформаторы. Применяются в устройствах импульсной техники для изменения амплитуды импульсов, исключения постоянной составляющей, размножения импульсов и т. п. Одно из основных требований, предъявляемых к импульсным трансформаторам, - минимальное искажение формы трансформируемых импульсов.
Пик-трансформаторы. Предназначены для преобразования напряжения синусоидальной формы в импульсы напряжения пикообразной формы. Такие импульсы напряжения необходимы в цепях управления тиристоров, тиратронов и др. Принцип работы пик-трансформатора основан на явлении магнитного насыщения ферромагнитного материала.
Преобразователи частоты. Распространение получили трансформаторы, с помощью которых возможно удвоение или утроение частоты переменного тока.
4) Трансформаторы для дуговой электросварки
Трансформатор для дуговой электросварки, обычно называемый сварочным трансформатором, представляет собой однофазный двухобмоточный понижающий трансформатор, преобразующий напряжение сети 220 или 380 В в напряжение 60-70 В, необходимое для надежного зажигания и устойчивого горения электрической дуги между металлическим электродом и свариваемыми деталями.
Специфика работы сварочного трансформатора состоит в прерывистом режиме его работы: зажиганию электрической дуги предшествует короткое замыкание вторичной цепи трансформатора, а обрыв дуги создает режим холостого хода.
Номинальный режим работы трансформатора соответствует устойчивому горению электрической дуги.
Для ограничения тока в сварочном трансформаторе приняты меры, суть которых сводится к увеличению индуктивного сопротивления. С этой целью первичную обмотку трансформатора располагают на одном стержне, а вторичную - на другом. Это ведет к росту магнитного рассеяния, а следовательно, к увеличению индуктивного сопротивления обмоток. Другой мерой является включение во вторичную цепь трансформатора последовательно индуктивной катушки – дросселя Др, представляющего собой катушку из медного провода прямоугольного сечения, расположенную на стальном магнитопроводе. Дроссель снабжен устройством типа «винт-гайка», позволяющим вращением винта перемещать ярмо так, что воздушный зазор
между ярмом и стержнями меняется от = 0 до = mах.
В некоторых конструкциях сварочных трансформаторов дроссель совмещают с трансформатором. Значительное индуктивное сопротивление сварочного трансформатора ведет к снижению его коэффициента мощности cos, который обычно не превышает 0,4-0,5.
Задание 2. Схема и характеристики генератора постоянного тока независимого возбуждения.
В генераторах независимого возбуждения основной магнитный поток создается либо постоянным магнитом, либо электромагнитом (обмоткой возбуждения), питаемым от источника постоянного тока.
Схема генератора постоянного тока независимого возбуждения изображена на рисунок 1. Важнейшая особенность этой схемы — независимость тока возбуждения и магнитного потока главных полюсов от нагрузки генератора.
Физические величины, характеризующие работу электрической машины, связаны между собой определенными зависимостями, которые называют характеристиками.
Основные характеристики генератора независимого возбуждения.
Характеристикой холостого хода называют зависимость ЭДС генератора от тока возбуждения при постоянной частоте вращения якоря и отключенной нагрузке:
E = f(IB) (I = 0, n = const)
Ее обычно снимают при номинальной частоте вращения генератора.
Характеристика холостого хода (рисунок 2) представляет собой изображенную в другом масштабе часть петли гистерезиса магнитной системы генератора. Поскольку ЭДС пропорциональна магнитной индукции, а напряженность магнитного поля - току возбуждения, зависимость E (IB)) имеет такой же вид, как зависимость В(Н).
Таким образом, характеристика холостого хода отображает свойства магнитопровода. Поскольку после первоначального намагничивания коэрцитивная сила удерживает в магнитопроводе небольшой остаточный магнитный поток, ЭДС генератора не равна нулю при токе возбуждения, равном нулю.
Эту ЭДС называют остаточной: Е0 = Епри IB = 0.
Изгиб характеристики холостого хода объясняется насыщением магнитопровода. Номинальный ток возбуждения выбирают таким, чтобы он соответствовал участку перегиба характеристики холостого хода. При этом наилучшим образом используется свойство магнитопровода усиливать магнитный поток обмоток возбуждения.
Внешней характеристикой называют зависимость нагрузки на зажимах генератора от тока нагрузки при постоянной частоте вращения и постоянном сопротивлении цепи возбуждения:
U = f(I) ( n = const, RВ = const ).
При отсутствии размагничивающего действия реакции якоря внешняя характеристика описывается уравнением U= Е – IRя, представляющим прямую линию в плоскости координатных осей U, I. При насыщении магнитной системы и наличии размагничивающего действия реакции якоря с увеличением нагрузки ЭДС генератора уменьшается, поэтому напряжение генератора снижается быстрее, чем по закону прямой линии (рисунок 3).
Внешняя характеристика позволяет определить, в каких пределах изменяется напряжение генератора при изменении нагрузки.
Регулировочной характеристикой называют зависимость тока возбуждения от тока нагрузки при постоянных частоте вращения и напряжении на зажимах генератора:
I = f (I) ( n = const, U = const ).
Регулировочная характеристика показывает, как нужно изменять ток возбуждения, чтобы поддерживать постоянным напряжение генератора при изменении его нагрузки.
С увеличением тока нагрузки напряжение генератора уменьшается. Чтобы поддерживать его постоянным, необходимо увеличивать ЭДС. При постоянной частоте вращения это достигается увеличением магнитного потока, а, следовательно, и тока возбуждения (рисунок 4).
Регулировочные характеристики используют при проектировании регуляторов напряжения
Генераторы независимого возбуждения находят применение в схемах автоматики, в двигатель-генераторных агрегатах, когда требуется изменять не только значение, но и полярность напряжения на зажимах, а также в качестве тахогенераторов, предназначенных для дистанционного измерения частоты вращения.
Недостатком этих машин является необходимость иметь отдельный источник энергии для питания обмотки возбуждения или постоянные магниты.
Решение:
-
Определим максимальный ток нагрузки линии
Iр = Рн/Uн соsφ = 3500/( 220· 1) = 15,9 А
-
Сечение проводов марки ПВ выбираем по условию нагрева длительным током по формуле:
Iдоп Iр,
где Iдоп - допустимый ток на стандартное сечение проводника, А;
-
Выбираем способ прокладки в трубе, провод трехжильный, сечением 1,5 мм2 , т.е. ПВ(2 1,5) Iдоп = 18 А;
Iдоп = 18 А Iр = 15,9 А,
условие выполняется
-
Определим потерю напряжения в сети по формуле:
r0 = 0,12,25 - активное сопротивления линии, Ом/км;
x0 = 0,0625 - индуктивное сопротивления линии, Ом/км;
-
По справочной таблице подбираем предохранитель с плавкой вставкой, который удовлетворяет условию
Iном.пл.вст ≥ Iпик,
Iном.пл.вст ≥ 15,9 А,
Принимаем к установке предохранитель типа ПР-2 Iном.п= 25 А;
Iном.пл.вст = 20 А. Условие выполняется.
Экзаменационный билет № 29
Задание 1. Трансформаторы специального назначения.
-
Трансформаторы с плавным регулированием напряжения
Для плавного регулирования напряжения возможно применение скользящих по поверхности витков обмотки контактов, аналогично тому, как это сделано в регулировочном автотрансформаторе. При этом плавность регулировки ограничивается значением напряжения между двумя смежными витками (0,5…1,0 В). По такому принципу выполняют однофазные и трехфазные трансформаторы и автотрансформаторы мощностью до 250 кВ-А. Однако наличие скользящих контактов снижает надежность и ограничивает применение этих трансформаторов.
Более надежны бесконтактные конструкции регулировочных трансформаторов.
Трансформатор с подвижным сердечником.
Трансформатор, регулируемый подмагничиваннем шунтов.
-
Трансформаторы для выпрямительных установок
Во вторичные обмотки этих трансформаторов включены вентили - устройства, обладающие односторонней проводимостью.
3) Трансформаторы для автоматических устройств
Импульсные трансформаторы. Применяются в устройствах импульсной техники для изменения амплитуды импульсов, исключения постоянной составляющей, размножения импульсов и т. п. Одно из основных требований, предъявляемых к импульсным трансформаторам, - минимальное искажение формы трансформируемых импульсов.
Пик-трансформаторы. Предназначены для преобразования напряжения синусоидальной формы в импульсы напряжения пикообразной формы. Такие импульсы напряжения необходимы в цепях управления тиристоров, тиратронов и др. Принцип работы пик-трансформатора основан на явлении магнитного насыщения ферромагнитного материала.
Преобразователи частоты. Распространение получили трансформаторы, с помощью которых возможно удвоение или утроение частоты переменного тока.
4) Трансформаторы для дуговой электросварки
Трансформатор для дуговой электросварки, обычно называемый сварочным трансформатором, представляет собой однофазный двухобмоточный понижающий трансформатор, преобразующий напряжение сети 220 или 380 В в напряжение 60-70 В, необходимое для надежного зажигания и устойчивого горения электрической дуги между металлическим электродом и свариваемыми деталями.
Специфика работы сварочного трансформатора состоит в прерывистом режиме его работы: зажиганию электрической дуги предшествует короткое замыкание вторичной цепи трансформатора, а обрыв дуги создает режим холостого хода.
Номинальный режим работы трансформатора соответствует устойчивому горению электрической дуги.
Для ограничения тока в сварочном трансформаторе приняты меры, суть которых сводится к увеличению индуктивного сопротивления. С этой целью первичную обмотку трансформатора располагают на одном стержне, а вторичную - на другом. Это ведет к росту магнитного рассеяния, а следовательно, к увеличению индуктивного сопротивления обмоток. Другой мерой является включение во вторичную цепь трансформатора последовательно индуктивной катушки – дросселя Др, представляющего собой катушку из медного провода прямоугольного сечения, расположенную на стальном магнитопроводе. Дроссель снабжен устройством типа «винт-гайка», позволяющим вращением винта перемещать ярмо так, что воздушный зазор
между ярмом и стержнями меняется от = 0 до = mах.
В некоторых конструкциях сварочных трансформаторов дроссель совмещают с трансформатором. Значительное индуктивное сопротивление сварочного трансформатора ведет к снижению его коэффициента мощности cos, который обычно не превышает 0,4-0,5.
Задание 2. Схема и характеристики генератора постоянного тока независимого возбуждения.
В генераторах независимого возбуждения основной магнитный поток создается либо постоянным магнитом, либо электромагнитом (обмоткой возбуждения), питаемым от источника постоянного тока.
Схема генератора постоянного тока независимого возбуждения изображена на рисунок 1. Важнейшая особенность этой схемы — независимость тока возбуждения и магнитного потока главных полюсов от нагрузки генератора.
Физические величины, характеризующие работу электрической машины, связаны между собой определенными зависимостями, которые называют характеристиками.
 Рисунок 1 - Схема генератора постоянного тока независимого возбуждения |  Рисунок 2 - Характеристика холостого хода генератора независимого возбуждения |
Основные характеристики генератора независимого возбуждения.
Характеристикой холостого хода называют зависимость ЭДС генератора от тока возбуждения при постоянной частоте вращения якоря и отключенной нагрузке:
E = f(IB) (I = 0, n = const)
Ее обычно снимают при номинальной частоте вращения генератора.
Характеристика холостого хода (рисунок 2) представляет собой изображенную в другом масштабе часть петли гистерезиса магнитной системы генератора. Поскольку ЭДС пропорциональна магнитной индукции, а напряженность магнитного поля - току возбуждения, зависимость E (IB)) имеет такой же вид, как зависимость В(Н).
Таким образом, характеристика холостого хода отображает свойства магнитопровода. Поскольку после первоначального намагничивания коэрцитивная сила удерживает в магнитопроводе небольшой остаточный магнитный поток, ЭДС генератора не равна нулю при токе возбуждения, равном нулю.
Эту ЭДС называют остаточной: Е0 = Епри IB = 0.
Изгиб характеристики холостого хода объясняется насыщением магнитопровода. Номинальный ток возбуждения выбирают таким, чтобы он соответствовал участку перегиба характеристики холостого хода. При этом наилучшим образом используется свойство магнитопровода усиливать магнитный поток обмоток возбуждения.
Внешней характеристикой называют зависимость нагрузки на зажимах генератора от тока нагрузки при постоянной частоте вращения и постоянном сопротивлении цепи возбуждения:
U = f(I) ( n = const, RВ = const ).
При отсутствии размагничивающего действия реакции якоря внешняя характеристика описывается уравнением U= Е – IRя, представляющим прямую линию в плоскости координатных осей U, I. При насыщении магнитной системы и наличии размагничивающего действия реакции якоря с увеличением нагрузки ЭДС генератора уменьшается, поэтому напряжение генератора снижается быстрее, чем по закону прямой линии (рисунок 3).
Внешняя характеристика позволяет определить, в каких пределах изменяется напряжение генератора при изменении нагрузки.
Регулировочной характеристикой называют зависимость тока возбуждения от тока нагрузки при постоянных частоте вращения и напряжении на зажимах генератора:
I = f (I) ( n = const, U = const ).
Регулировочная характеристика показывает, как нужно изменять ток возбуждения, чтобы поддерживать постоянным напряжение генератора при изменении его нагрузки.
С увеличением тока нагрузки напряжение генератора уменьшается. Чтобы поддерживать его постоянным, необходимо увеличивать ЭДС. При постоянной частоте вращения это достигается увеличением магнитного потока, а, следовательно, и тока возбуждения (рисунок 4).
Регулировочные характеристики используют при проектировании регуляторов напряжения
Генераторы независимого возбуждения находят применение в схемах автоматики, в двигатель-генераторных агрегатах, когда требуется изменять не только значение, но и полярность напряжения на зажимах, а также в качестве тахогенераторов, предназначенных для дистанционного измерения частоты вращения.
 Рисунок 3 - Внешние характеристики генератора независимого возбуждения при отсутствии (прямая 1) и наличии (кривая 2) размагничивающего действия реакции якоря |  Рисунок 4 - Регулировочная характеристика генератора независимого возбуждения |
Недостатком этих машин является необходимость иметь отдельный источник энергии для питания обмотки возбуждения или постоянные магниты.
