Методические указания к решению задачи.

Методические указания по выполнению Контрольной работы №1

По специальности 08.02.09 для группы 2МЭЗз-1.16

Контрольная работа №1

Задача 1.

По известным параметрам трехфазного синхронного генератора определить недостающие и заполнить таблицу 2.

S_2ном – полная номинальная мощность на выходе, кВА

U_1ном– номинальное (линейное напряжение на выходе при частоте тока 50Гц, обмотка статора соединена «звездой», кВ

η_ном – КПД генератора при номинальной нагрузке, %

2р – количество пар полюсов

Р_2ном – полезная мощность на выходе генератора, кВт

ΣР_ном – суммарные потери в режиме номинальной нагрузки, кВт

cosφ_1ном – коэффициент мощности, подключенной к генератору

I_1ном – номинальный ток статора

Р_1ном – мощность на входе генератора, кВт

М_1ном – вращающий момент первичного двигателя при номинальной загрузке генератора, Н∙м

Методические указания к решению задачи.

1. Полезная мощность на выходе генератора

Р_2ном = S_2ном ∙ cosφ_1ном, кВт

2. Мощность на входе генератора

Р_1ном = Р_2ном/ η_ном, кВт

3. Суммарные потери

ΣР_ном = Р_1ном - Р_2ном, кВт

4. Ток статора в номинальном режиме

I_1ном = S_2ном/(√3 U_1ном), А

5. Синхронная частота вращения при известном 2р и частоте тока f₁ = 50Гц:

n₁ = f₁ ∙ 60/ р, об/мин

6. Момент приводного двигателя, необходимый для вращения ротора генератора с синхронной частотой вращения в режиме номинальной нагрузки,

М_1ном = 9,55 ∙ 10³ ∙ Р_1ном/ n₁, Н∙м

7. Полученные результаты занести в таблицу.

Таблица 2

№ вар.	S_2ном кВА	U_1ном кВ	η_ном %	2р	Р_2ном кВт	ΣР_ном кВт	cosφ_1ном	I_1ном А	Р_1ном кВт	М_1ном Н∙м

Задача 2.

По техническим данным трехфазного синхронного явнополюсного генератора приведенным в таблице построить векторную диаграмму генератора, определить номинальное напряжение U_1ном; номинальные значения полной S_2ном и активной Р_2ном мощностей на выходе генератора и изменение напряжения при сбросе нагрузки Δ U_ном. Частота тока 50 Гц; обмотки статора соединены «звездой», активным сопротивлением обмоток статора пренебречь.

Е₀ – основная ЭДС генератора (фазное значение), В

I_1ном – номинальный ток нагрузки генератора (фазный), А

Ψ₁ – угол фазового сдвига между векторами основной ЭДС Е₀ и I_1ном (нагрузка активно-индуктивная), град

х₁ – индуктивное сопротивление рассеяния обмотки статора, Ом

х_ad – индуктивное сопротивление реакции якоря по продольной оси, Ом

х_aq – индуктивное сопротивление реакции якоря по поперечной оси, Ом

Методические указания к решению задачи.

1. Уравнение напряжений явнополюсного синхронного генератора

U_1ном = Е₀ + Е₁_d + Е₁_q + Е _σ1, В

2. ЭДС реакции якоря по продольной оси

Е₁_d = + j∙I_1ном ∙х_ad∙sin Ψ₁, В

3. ЭДС реакции якоря по поперечной оси

Е₁_q = + j∙I_1ном ∙х_aq∙cos Ψ₁, В

4. ЭДС рассеяния

Е_σ1 = + j∙I_1ном ∙х₁, В

Рисунок 1 – Векторная диаграмма ЭДС синхронного явнополюсного генератора

при активно-индуктивной нагрузке.

5. Порядок построения векторной диаграммы напряжения – из начала диаграммы (точка О) в произвольном направлении проводится вектор тока I_1ном; от этого вектора под углом Ψ₁ в принятом масштабе m_U = 2 В/мм проводится вектор основной ЭДС Е₀. Учитывая размагничивающее влияние реакции якоря при индуктивном характере нагрузки, из конца вектора ЭДС Е₀ в обратном направлении проводится вектор ЭДС реакции якоря по продольной оси Е₁_d. Далее из конца этого вектора под углом 90° к вектору основной ЭДС Е₀ проводится вектор ЭДС реакции якоря по поперечной оси Е₁_q, затем под углом 90° к вектору тока из конца вектора Е₁_q проводится вектор ЭДС рассеяния Е _σ1. При соединении начала диаграммы (точка О) с концом вектора Е _σ1, получается вектор номинального напряжения на выходе генератора U_1ном.

Измеряется его длина и умножается на масштаб напряжения.

При соединении обмотки статора «звездой» линейное напряжение на выводах обмотки статора равно:

U_1л = U_1ном ∙ √3 ∙ 10^-3, В

Измерив угол между векторами U_1ном и I_1ном, определяется фазовый сдвиг φ_1ном и коэффициент мощности cosφ_1ном.

6. Полная номинальная мощность на выходе генератора

S_2ном = 3 ∙ U_1ном ∙ I_1ном, кВА

7. Активная мощность на выходе генератора

Р_2ном = S_2ном ∙ cosφ_1ном, кВт

8. Номинальное изменение напряжения при сбросе нагрузки

Δ U_ном = [(Е₀ - U_1ном)/ U_1ном] ∙ 100, %

Задача 3.

В таблице 4 приведены данные некоторых параметров трехфазных масляных трансформаторов. Соединение обмоток трансформатора Y/Y. Определить параметры трансформатора, значения которых не указаны.

S_ном, кВА – номинальная мощность трансформатора

U_1ном, кВ – номинальное первичное напряжение трансформатора

u_к, % - напряжение короткого замыкания

i₀, % - ток холостого хода

Р₀, кВт – мощность холостого хода

Р_к, кВт – мощность короткого замыкания

I_1ном, А – номинальный ток первичной стороны

I₀, А – ток холостого хода

U_к, кВ – напряжение короткого замыкания

Z_к, Ом – сопротивление короткого замыкания

cosφ_к – коэффициент мощности короткого замыкания

cosφ₀ - коэффициент мощности холостого хода

u_к.а, % - активная составляющая напряжения короткого замыкания

u_к.р, % - реактивная составляющая напряжения короткого замыкания

ΔU_ном, % - номинальное изменение напряжения при сбросе нагрузки при cosφ₂ = 0,8

Методические указания к решению задачи.

1. Номинальный ток в первичной обмотке:

I_1ном = S_ном/(√3 U_1ном), А

2. Ток холостого хода:

I₀ = i₀ I_1ном/100, А

3. Коэффициент мощности холостого хода:

cosφ₀ = Р₀/(√3 I₀ U_1ном)

4. Напряжение короткого замыкания:

U_к = (u_к/100) U_1ном/√3, кВ

5. Коэффициент мощности короткого замыкания:

cosφ_к = Р_к/(√3 I_1ном U_к);

6. Активная и реактивная составляющие напряжения короткого замыкания:

u_к.а = u_к cosφ_к, %

u_к.р = u_к sinφ_к,%

7. Сопротивление короткого замыкания:

Z_к = U_к/ I_1ном, Ом

8. Активная и индуктивная составляющие сопротивления короткого замыкания:

r_к = Z_к cosφ_к, Ом

х_к = Z_к sinφ_к, Ом

9. Номинальное изменение напряжения трансформатора при сбросе нагрузки:

ΔU_ном = u_к.а cosφ₂ + u_к.р sinφ₂, %

10. Определим sinφ_2,по формуле:

Sinφ₂= √1- cosφ₂²

11. Определим мощность короткого замыкания по формуле:

Р_к = U_кI_1ном cosφ₂

Задача 4.

1. Определить номинальное изменение напряжения при сбросе нагрузки. Значения параметров генератора постоянного тока при частоте 50 Гц приведены в таблице 5.

Р_ном – номинальная мощность;

U_ном – напряжение питания;

Σr – сопротивление обмоток в цепи якоря;

Δ U_щ – падение напряжения в щетках генератора.

Необходимо определить: номинальное изменение напряжения при сбросе нагрузки.

Методика расчета

1. Ток в номинальном режиме:

а) в трехфазном генераторе

I_аном = Р_ном / √3U_ном , А

б) в однофазном генераторе

I_аном = Р_ном / U_ном , А

2. ЭДС генератора:

Е_а = U_о = U_ном + I_аном Σr + Δ U_щ , Вт

3. Номинальное изменение напряжения при сбросе нагрузки:

Δ U_ном = ((U_о – U_ном )/ U_ном)∙100%

4. Привести схему генератора постоянного тока независимого возбуждения. Перечислить и описать каким образом строятся характеристики ГПТ независимого возбуждения.

Задача 5

Дайте ответы на следующие вопросы, приведя необходимые формулы, графики, схемы.

Дата добавления: 2018-05-02; просмотров: 883; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

Мы поможем в написании ваших работ!