Диплом, курсовая, контрольная работа
Помощь в написании студенческих работ

Схема замещения трансформатора. 
Потери мощности асинхронного двигателя

КонтрольнаяПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Определение потерь мощности трехфазного асинхронного двигателя Трехфазный асинхронный двигатель с числом полюсов 2р = 4 включен в сеть напряжением 380 В, частотой 50 Гц при соединении обмотки статора «треугольником». В таблице 2 приведены параметры двигателя, соответствующие его номинальной нагрузке: мощность двигателя Рном, КПД зmax, коэффициента мощности cosц1. При нагрузке Р2 = 0,85Рном КПД… Читать ещё >

Схема замещения трансформатора. Потери мощности асинхронного двигателя (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Задача 1

Определение параметров схемы замещения приведенного трансформатора Трехфазный трансформатор имеет параметры: номинальная мощность Sном и номинальные напряжения (линейные) U1ном и U2ном, напряжение короткого замыкания uк, ток холостого хода i0, потери холостого хода Р0ном и потери короткого замыкания Рк.ном. Обмотки трансформатора соединены по схеме «звезда-звезда». Требуется начертить Т-образную схему замещения трансформатора и определить: параметры Т-образной схемы замещения, считая ее симметричной (r1= r'2 и x1=x'2), а также фактические значения сопротивлений вторичной обмотки; величины КПД з, соответствующие значения полной мощности трансформатора 0,25 Sном; 0,5 Sном; 0,75 Sном и Sном при коэффициентах мощности нагрузки cosц2 = 0,8 (индуктивный характер нагрузки) и cos ц2 = 1; номинальное изменение напряжения? Uном. Построить графики з = f (в) и U2 = f (в). трансформатор мощность обмотка двигатель Дано:

Sном = 100 кВА

U1ном = 0,5 кВ

U2ном = 0,23 кВ

uк = 5,5%

i0 = 6,5%

Р0ном = 0,65 кВт Рк.ном = 2 кВт Найти:

r2, x2 — ?

з, 0,25 Sном, 0,5 Sном, 0,75 Sном, Sном (при cosц2 = 0,8 и cos ц2 = 1) — ?

?Uном — ?

Решение.

Схема замещения трансформатора.

1. Напряжение короткого замыкания:

.

2. Ток короткого замыкания:

.

3. Коэффициент мощности в режиме короткого замыкания:

.

Находим по таблице значение синуса:

sinцк = 0,9998.

4. Полное сопротивление короткого замыкания:

.

5. Активная составляющая сопротивления короткого замыкания:

rк = zк cosцк = 0,137 · 0,02 = 2,74 · 10-3 Ом.

6. Индуктивная составляющая сопротивления короткого замыкания:

xк = zк sinцк = 0,137 · 0,9998 = 0,137 Ом.

7. Активные и индуктивные сопротивления Т-образной схемы замещения трансформатора:

rк = r1 + r'2, xк = x1 + x'2

.

8. Фактические значения сопротивлений вторичной обмотки трансформатора.

Коэффициент трансформации:

.

.

9. Ток холостого хода:

.

10. Коэффициент мощности в режиме холостого хода:

sinц0 = 0,995.

11. Полное сопротивление петли намагничивания Т-образной схемы замещения трансформатора:

.

12. Активные и индуктивные составляющие ветви намагничивания:

rm = zm cosц0 = 38,5 · 0,1 = 3,85 Ом

xm = zm sinц0 = 38,5 · 0,995 = 38,3 Ом.

13. Для расчета КПД воспользуемся формулой:

.

Рассчитаем КПД для различных значений коэффициента нагрузки (в = 0,25; 0,5; 0,75 1,0).

а) При cosц2 = 0,8.

в = 0,25; ;

в = 0,5; ;

в = 0,75; ;

в = 1; .

б) При cosц2 = 1.

в = 0,25; ;

в = 0,5; ;

в = 0,75; ;

в = 1; .

14. Коэффициент нагрузки, соответствующий максимальному знач ению КПД:

.

15. Максимальные значения КПД:

а) При cosц2 = 0,8.

.

б) При cosц2 = 1.

.

Таблица 1.

в

0,25

0,5

0,75

1,0

з (cosц2 = 0,8)

0,963

0,972

0,971

0,968

з (cosц2 = 1)

0,97

0,978

0,977

0,974

График зависимости з = f (в).

Для построения внешней характеристики U2 = f (в) находим потерю напряжения во вторичной обмотке трансформатора:

Дu2 = в (uкаcos ц2 + uкрsin ц2),

где uка и uкр — соответственно активное и реактивное падение напряжений:

uка = uк cos цк = 5,5 · 0,02 = 0,11%

uкр = uк sin цк = 5,5 · 0,9998 = 5,499%.

Напряжение на вторичной обмотке трансформатора определяем по формуле:

.

а) При cosц2 = 0,8.

Дu2 = 0,25(0,11 · 0,8 + 5,499 · 0,6) = 0,847 В;

.

Дu2 = 0,5(0,11 · 0,8 + 5,499 · 0,6) = 1,694 В;

.

Дu2 = 0,75(0,11 · 0,8 + 5,499 · 0,6) = 2,541 В;

.

Дu2 = 1(0,11 · 0,8 + 5,499 · 0,6) = 3,387 В.

.

б) При cosц2 = 1.

Дu2 = 0,25 · 0,11 = 0,0275 В;

.

Дu2 = 0,5· 0,11 = 0,055 В;

.

Дu2 = 0,75· 0,11 = 0,0825 В;

.

Дu2 = 1· 0,11 = 0,11 В.

.

Таблица 2.

в

0,25

0,5

0,75

1,0

U2 (cosц2 = 0,8)

228,05

226,1

224,16

222,21

U2 (cosц2 = 1)

229,94

229,87

229,81

229,75

График зависимости U2 = f (в).

Задача 2

Определение потерь мощности трехфазного асинхронного двигателя Трехфазный асинхронный двигатель с числом полюсов 2р = 4 включен в сеть напряжением 380 В, частотой 50 Гц при соединении обмотки статора «треугольником». В таблице 2 приведены параметры двигателя, соответствующие его номинальной нагрузке: мощность двигателя Рном, КПД зmax, коэффициента мощности cosц1. При нагрузке Р2 = 0,85Рном КПД двигателя имеет максимальное значение зmax = 1,03зном. Необходимо определить все остальные виды потерь двигателя для режима номинальной нагрузки.

Дано:

U = 380 В

f = 50 Гц

p = 2

Pном = 3 кВт зном = 81,5% = 0,815

sном = 5,5% = 0,055

cosц1 = 0,76

Найти:

?Pном — ?

Решение.

1. Максимальное значение КПД:

зmax = 1,03зном = 1,03 · 0,815 = 0,839

2. Нагрузка двигателя при максимальном значении КПД:

Р2 = 0,85Рном = 0,85 · 3000 = 2550 Вт

3. Потребляемая мощность при максимальном КПД:

4. Суммарные потери при максимальном КПД:

?P = P1 — P2 = 3039,3 — 2550 = 489,3 Bm.

5. Постоянные потери двигателя:

Pпост = Pм + Pмех = 0,5?P = 0,5 · 489,3 = 244,65 Вт.

6. Потребляемая мощность в номинальном режиме:

.

7. Суммарные потери в номинальном режиме:

?Pном = P1ном — Pном = 3681 — 3000 = 681 Вт.

8. Переменные потери в номинальном режиме:

Pпер = Pэ + Pдоб = ?Pном — Pпост = 681 — 24,65 = 436,35 Вт.

9. Момент в режиме холостого хода:

10. Номинальная частота вращения:

nном = n1 (1 — sном) = 1500(1 — 0,055) = 1417,5 об/мин.

11. Полезный момент на валу двигателя при номинальной нагрузке:

12. Электромагнитный момент при номинальной нагрузке:

Mном = M2 — M0 = 2,12 — 1,56 = 0,56 Нм.

13. Номинальное значение электромагнитной мощности:

Pэм = 0,105Mном n1 = 0,105 · 0,56 · 1500 = 88,2 Вт.

14. Электромагнитные потери в обмотке ротора:

Pэ2 = sном Pэм = 0,055 · 88,2 = 4,851 Вт.

15. Добавочные потери:

Pдоб = 0,005 P1ном = 0,005 · 3681 = 18,405 Вт.

16. Электрические потери в номинальном режиме:

Pэ = Pпер — Pдоб = 436,35 — 18,405 = 417,945 Вт.

17. Электрические потери в обмотке статора:

Pэ1 = Pэ — Pэ2 = 417,945 — 4,851 = 413,094 Вт.

18. Проверка:

?Pном =Pпост +Pэ1 +Pэ2 +Pдоб =244,65 +413,094 +4,851 +18,405 = 681 Вт.

Задача 3

Определение КПД двигателя постоянного тока в номинальном режиме В таблице 3 даны значения параметров двигателя постоянного тока независимого возбуждения: номинальная мощность двигателя Рном, напряжение питания цепи якоря Uном, напряжение питания цепи якоря Uв, частота вращения якоря в номинальном режиме nном, сопротивления цепи якоря? r и цепи возбуждения rв, приведенные к рабочей температуре, падение напряжения в щеточном контакте при номинальном токе? Uщ = 2 В, номинальное изменение напряжения при сбросе нагрузки? n ном = 8,0%, ток якоря в режиме холостого хода I0. Требуется определить все виды потерь и КПД двигателя. Начертите схему включения двигателя постоянного тока независимого возбуждения.

Дано:

Pном = 25 кВт

Uном = 440 В

Uв = 220 В

?Uщ = 2В

I0 = 6 А

?r = 0,3 Ом

rв = 60 Ом

nном = 2200 об/мин

?n ном = 8,0%

Найти:

P1ном — ?

зном — ?

Решение.

1. Схема включения двигателя постоянного тока независимого возбуждения.

2.

2. Частота вращения в режиме холостого хода:

.

3. ЭДС якоря в режиме холостого хода (падением напряжения в щеточном контакте пренебрегают ввиду его незначительной величины в режиме холостого хода).

Ea0 = Uном — I0 ?r = 440 — 6 · 0,3 = 438,2 В.

4. Момент в режиме холостого хода:

.

5. Момент на валу двигателя в режиме номинальной нагрузки:

.

6. Электромагнитный момент двигателя при номинальной нагрузке:

Mном = M0 + M2ном = 10,57 + 108,52 = 119,09 Нм.

7. Электромагнитная мощность двигателя в режиме номинальной нагрузки:

Pэм.ном = 0,105Mном nном = 0,105 · 119,09 · 2200 = 27 509,79 Вт.

8. ЭДС двигателя в режиме холостого хода можно представить как:

Ea0 = ce Цn0

откуда ,

так как, то cм Ц = 9,55cе Ц = .

Из выражения электромагнитного момента в режиме номинальной нагрузки

Mном = cм ЦIа.ном =

определим значение тока якоря в режиме номинальной нагрузки:

.

9. Сумма магнитных и механических потерь двигателя:

Pмагн + Pмех = 0,105M0 n0 = 0,105 · 10,57 · 2376 = 2637 Вт.

10. Электрические потери в цепи обмотки якоря:

Pа э = Iа.ном2 ?r = 67,622 · 0,3 = 1371,74 Вт

11. Электрические потери в щеточном контакте якоря:

Pщ э = Iа.ном ?Uщ = 67,62 · 2 = 135,24 Вт.

12. Мощность, подводимая к цепи якоря в режиме номинальной нагрузки:

P1а.ном = Uном Iа.ном = 440 · 67,62 = 29 752,8 Вт.

13. Ток в обмотке возбуждения:

.

14. Мощность в цепи возбуждения:

Pв = Uв Iв = 220 · 3,67 = 807,4 Вт.

15. Мощность, потребляемая двигателем в режиме номинальной нагрузки:

P1ном = P1а.ном + Pэ = P1а.ном + Pмагн + Pмех + Pаэ + Pщэ = 29 752,8 + 2637 +1371,74 + 135,24 = 33 896,78 Вт.

16. КПД двигателя в номинальном режиме:

.

Показать весь текст
Заполнить форму текущей работой