Помощь по электрическим машинам

Здравствуйте! Я Людмила Анатольевна Фирмаль занимаюсь помощью более 17 лет. У меня своя команда грамотных, сильных преподавателей. Мы справимся с любой поставленной перед нами работой технического и гуманитарного плана. И не важно она по объёму на две формулы или огромная сложно структурированная на 125 страниц! Нам по силам всё, поэтому не стесняйтесь присылайте.
Если что-то непонятно, Вы всегда можете написать мне в воцап и я помогу!

Чуть ниже я предоставила примеры оформления заказов по некоторым темам предмета электрические машины, так я буду оформлять ваши работы если закажите у меня, это не все темы, это лишь маленькая часть их, чтобы вы понимали насколько подробно я оформляю.

Пример оформления заказа №1.

Однофазный трансформатор характеризуется следующими номинальными величинами : мощность , первичное напряжение , вторичное напряжение . Мощность потерь холостого хода , ток холостого хода , мощность потерь короткого замыкания , напряжение короткого замыкания .

Определить параметры полной схемы замещения трансформатора. Принять, что в опыте короткого замыкания мощность потерь делится поровну между первичной и вторичной обмотками.

Решение:

Расчет ведем по номинальным характеристикам трансформатора, которые обычно приводятся в каталоге. Под номинальной мощностью трансформатора понимается полная мощность , которая всегда задается в кВА. Номинальные напряжения первичной и вторичной обмоток в каталоге и на паспортном щитке приводятся в кВ.

Параметры схемы замещения (рис. 1.1) определяют из опытов холостого хода и короткого замыкания

Величины сопротивлений Хо и Ro намагничивающей ветви схемы замещения определяются по результатам опыта холостого хода (XX).

В опыте XX первичная обмотка трансформатора присоединяется к источнику переменного тока напряжением , а вторичная цепь трансформатора размыкается, т.е. . Под действием приложенного напряжения в первичной цепи протекает ток , называемый током холостого хода.

Ток очень мал и обычно не превышает нескольких процентов от номинального первичного тока. Поэтому с большой степенью точности падением напряжения на активном и реактивном сопротивлениях первичной обмотки можно пренебречь, а уравнение электрического состояния записать как

Следовательно, схема замещения в опыте XX имеет вид (рис. 1.2):

выражают в процентах по отношению к номинальному первичному току и эта величина относится к «паспортным» параметрам трансформатора

Ток , можно вычислить по номинальным параметрам ( и ):

Следовательно

Мощность , потребляемая трансформатором в режиме XX, равна магнитным потерям (потерями в стали), т.е. ..

В соответствии со схемой (рис. 1.2) вся активная мощность в этой «цепи» потребляется резистивным элементом , следовательно:

Полное сопротивление «цепи» в опыте XX

Тогда сопротивление

Величины сопротивлений «продольной» ветви схемы замещения определяются по результатам опыта короткого замыкания (КЗ).

Под опытом короткого замыкания (КЗ) трансформатора понимается такой режим, при котором его вторичная обмотка при испытании замкнута накоротко, а к первичной обмотке подводится пониженное напряжение, называемое напряжением короткого замыкания , при этом в обмотках протекают номинальные токи .

Мощность, измеряемая в первичной цепи в режиме короткого замыкания, равна приближенно номинальным электрическим потерям на нагрев обмоток трансформатора .

Мощностью потерь в стали (пропорциональных величине магнитного потока) можно пренебречь, так как мало, следовательно, мал и рабочий магнитный поток, пропорциональный этому напряжению.

Намагничивающая составляющая тока первичной обмотки в опыте короткого замыкания пренебрежительно мала, следовательно, схему замещения с большой степенью точности можно представить в виде

Напряжения , которое выражается в процентах к номинальному напряжению первичной обмотки

является паспортной величиной. Для рассматриваемого трансформатора = 5,5 % (см условия задачи).

Определим

при этом в обмотках протекают номинальные токи .

Так как активная мощность, потребляемая цепью в режиме короткого замыкания, затрачивается на активном сопротивлении обмоток , представленных на схеме (рис. 1.3) элементами и, при этом, в обмотках протекают номинальные токи , суммарное сопротивление можно рассчитать

Полное сопротивление «цепи» в опыте КЗ

Тогда сопротивление

Принимая, что в опыте короткого замыкания мощность потерь делится поровну между первичной и вторичной обмотками, можно определить как параметры продольной ветви схемы замещения, так и реальные величины активных и реактивных сопротивлений первичной и вторичной обмоток трансформатора:

На схеме замещения параметры вторичной цепи «приводятся» к первичной в соответствии с выражениями :

где -коэффициент трансформации, который определяется по результатам опыта XX.

При холостом ходе отношение первичного напряжения ко вторичному равно с большой точностью коэффициенту трансформации

Отметим, что номинальным напряжением вторичной обмотки принимается напряжение трансформатора в опыте холостого хода

Тогда

Таким образом, все параметры схемы замещения определены

Пример оформления заказа №2.

Для трехфазных трансформаторов, паспортные данные которых приведены в таблице, построить Т-образную схему замещения.

Таблица 1.1

В отличие от однофазного схема замещения трехфазного трансформатора составляется для одной фазы

При этом, следует учитывать следующие особенности расчета:

  • номинальная полная мощность трансформатора и мощности потерь — в опыте холостого хода и в опыте короткого замыкания приходятся на три фазы;
  • номинальные фазные напряжения , а также фазные токи и определяются в соответствии со способом соединения первичных и вторичных обмоток, так как под номинальными напряжениями понимаются линейные напряжения на зажимах трансформаторов режиме холостого хода

Решение:

Построим Т-образную схему замещения (см. рис. 1.1 предыдущей задачи) для одной фазы трехфазного трансформатора ТМ-40/10, паспортные параметры которого приведены в таблице 1.1

Номинальные токи трансформатора (под ними всегда понимаются линейные токи) равны

Первичная обмотка рассматриваемого трехфазного трансформатор имеет схему соединения «звезда», а вторичная — «звезда с нулевым проводом», следовательно номинальные фазные напряжения:

а фазные токи при при таком способе соединения обмоток равны линейным.

Ток холостого хода первичной обмотки

и напряжение в опыте короткого замыкания

Далее расчет параметров схемы замещения в целом аналогичен расчету, проведенному для однофазного трансформатора (см. задачу №1) с учетом распределения потерь на три фазы

Полное сопротивление ветви намагничивания

Тогда сопротивление

Параметры продольной ветви схемы замещения

Полное сопротивление

Тогда сопротивление

Принимая, как и первой задаче, что в опыте короткого замыкания мощность потерь делится поровну между первичной и вторичной обмотками, можно определить как параметры продольной ветви схемы замещения одной фазы трансформатора:

Параметры схемы замещения определены

Пример помощи с заданием №3.

Двигатель постоянного тока параллельного возбуждения имеет следующие данные: . Определить все виды потерь в номинальном режиме, ток при максимальном КПД.

Решение:

Мощность, потребляемая двигателем при номинальной нагрузке,

номинальная мощность на валу двигателя

Сумма потерь при номинальной нагрузке

Ток обмотки возбуждения

Ток в обмотке якоря

Электрические потери в цепи якоря и обмотке возбуждения

Добавочные потери составляют / % от номинальной мощности:

Механические и магнитные потери

Потери холостого хода

Условием максимального КПД является равенство постоянных и переменных потерь. Постоянными потерями являются потери холостого хода и потери в цепи возбуждения. Переменными — потери в обмотке якоря.

Отсюда ток в цепи нагрузки при максимальном КПД

Максимальный КПД

Пример оформления заказа №4.

Электродвигатель постоянного тока в параллельным возбуждением характеризуется следующими номинальными величинами: Определить: а) частоту вращения якоря при холостом ходе; б) частоту вращения якоря при номинальном моменте на валу двигателя и включении в цепь якоря добавочного сопротивления, равного . Построить естественную и искусственную механические характеристики электродвигателя. Указания: Реакцией якоря и током холостого хода якоря пренебречь.

Решение:

Мощность, потребляемая из сети

Ток потребляемый из сети двигателя

Ток в цепи возбуждения при номинальном режиме

Ток в цепи якоря при номинальном режиме

Номинальный момент

Здесь подставляется в Вт, n — в об/мин.

а) Скорость холостого хода определяется из уравнения механической характеристики при M=0.

В соответствии с законом электромагнитной индукции для номинального режима

Откуда

Разделив , получим:

б) Для определения частоты вращения при введении добавочного сопротивления в цепь обмотки якоря необходимо определить величины (), что можно сделать из уравнения ( 1.)

Учитывая, что уравнение механической характеристики

Частота вращения при введении „ и номинальном моменте

Механическая характеристика двигателя — прямая линия, ее можно построить по двум точкам: точке холостого хода, с координатами

и точке номинального режима с координатами — для естественной характеристики; точке холостого хода и точке с координатами , — для искусственной характеристики

Пример оформления заказа №5.

Двигатель последовательного возбуждения имеет следующие номинальные данные: ,. Рассчитать и построить механическую характеристику двигателя n(М) .

Решение:

Найдем момент при токах

Вращающий момент двигателя , при номинальном токе .

Выразим М через :

где

Так как в двигателе последовательного возбуждения ,то по заданным значениям и таблице примера (задача 1.1.2.2) находим .

Частота вращения определяется из (3.1). При номинальном режиме . Разделив (3.1) на (3.4) получим:

Данные расчета сведем в таблицу:

По расчетным данным строим механическую характеристику

Пример оформления заказа №6.

Асинхронный трехфазный двигатель с короткозамкнутым ротором типа 4A100S4 имеет следующие паспортные данные: напряжение U = 220/380В, номинальная мощность , частота вращения , К.П.Д.= 82,0%, коэффициент мощности , кратность пускового тока перегрузочная способность двигателя кратность пускового момента = 2,0.

Определить, номинальный и пусковой токи двигателя при соединении обмотки статора в треугольник и звезду. Построить механическую характеристику не менее чем по 6 расчетным точкам. Возможен ли пуск нагруженного двигателя, если подводимое напряжение на 10% ниже номинального и если пуск производится путем переключения обмоток статора со звезды на треугольник от сети с напряжением 220В?

Решение:

Для определения числа пар полюсов можно воспользоваться маркировкой двигателя, частотой вращения магнитного поля или ротора.

Структура типоразмера двигателя следующая:

1 — Порядковый номер серии;

2 — род двигателя — асинхронный;

3 — исполнение по степени защиты (Н — 1Р23, отсутствие данного знака — 1Р44);

4 — исполнение двигателя по материалу станины и щита (А — станина и щиты алюминиевые; X — станина алюминиевая, щиты чугунные или наоборот; отсутствие данного знака означает, что станина и щиты чугунные или стальные);

5 — высота оси вращения;

6 — условная длина станины по МЭК (S,M,L);

7 — длина сердечника статора (А или В, отсутствие данного знака означает одну длину в установочном размере);

8 — климатические исполнения по ГОСТ 15150-69 (У — для умеренного климата);

9 — число полюсов: 2,4,6,8,10,12;

10 — категория размещения по ГОСТ 15150-69(3) (1 — на открытом воздухе; 2 — в помещения, в которых отсутствует прямое воздействие атмосферных осадков и солнечной радиации; 3 — закрытые помещения с естественной вентиляцией без искусственно регулируемых климатических условий).

Для заданного двигателя число полюсов по маркировке — 4, следовательно, две пары полюсов

Частота вращения магнитного поля . Эту же величину можно получить отталкиваясь от номинальной частоты вращения ротора и используя стандартную шкалу скоростей, при этом частота вращения поля будет иметь ближайшее большее значение — об/мин.

Номинальное значение скольжения

1. Определение электрических характеристик двигателя.

Для определения фазных, линейных и пусковых токов (фазными токами являются токи в обмотках статора, линейными — токи в подводящих проводах) нужно учесть, что если двигатель рассчитан на работу от сети переменного тока с напряжением 220/380В, то это значит, что каждая фаза обмотки статора рассчитана на напряжение 220В. Обмотку необходимо включить по схеме “треугольник», если в сети линейное напряжение U = 220В, и по схеме “звезда», если в сети линейное напряжение U = 380В (рис 3.6)

Мощность, потребляемая двигателем из сети:

Определим фазный, линейный и пусковой токи при линейном напряжении и соединении обмотки статора по схеме “треугольник», при этом

Фазный ток в обмотке статора:

Линейный ток — ток в проводах, питающих двигатель:

Пусковой ток:

Найдем значения фазных, линейных и пусковых токов, если обмотки статора включены по схеме “звезда» и подключены к сети с линейным напряжением U = 380 В.

Значение фазного тока найдем из формулы мощностей для линейных значений токов и напряжений с учетом того, что при данном соединении линейный ток равен фазному:

Пусковой ток:

Из сопоставления токов можно увидеть, что фазные токи получились одинаковыми, а линейные и пусковые токи при схеме включения по схеме «треугольник» больше в раз. Для уменьшения этих токов на момент пуска обмотки статора включают по схеме «звезда».

2. Определение механических параметров и построение механической характеристики

Механическая характеристика двигателя является основной характеристикой и представляет собой зависимость , а в свою очередь .

Механическая характеристика строится по четырем основным и нескольким вспомогательным токам. Основные точки следующие:

  1. Режим холостого хода: .
  2. Номинальный режим: .

Номинальный вращающий момент двигателя:

3. Критическая точка:

Максимальный момент определяется по заданной перегрузочной способности двигателя:

Критическое скольжение — , при котором асинхронная машина развивает максимальный вращающий момент.

Используя основную формулу скольжения (3.2) можно определить

4. Момент пуска:

Пусковой момент определяется по заданной кратности пускового момента :

Для расчета промежуточных точек воспользуемся упрощенной формулой (3.6), которая позволяет определить момент при любых значениях скольжения:

Следует только учесть, что эта формула наиболее точно описывает механическую характеристику на участке устойчивой работы (от холостого хода до достижения максимального момента), на участке неустойчивой работы и, особенно при значениях скольжения, близких к пусковым, появляется значительная погрешность. Двигатели рассматриваемой серии конструктивно выполнены с глубоким пазом, то есть с улучшенными пусковыми свойствами, а в данной формуле это не учтено.

Выбираем две промежуточные расчетные точки при значениях скольжения 0 в диапазоне устойчивой работы двигателя: 0,02 (интервал между точкой холостого хода и номинальным режимом) и 0,1 (интервал между номинальным режимом и критической точкой). Скорость вращения ротора п2 при этих скольженьях вычисляем исходя из основной формулы скольжения:

Результаты расчета механической характеристики сводим в таблицу:

Механическая характеристика имеет вид:

5. Определение возможности пуска двигателя при номинальной нагрузке и пониженном напряжении.

Вращающий момент на валу двигателя в соответствии с выражением (3.8)

Где С — постоянный коэффициент, зависящий от конструктивных данных двигателя; U — подводимое к статору напряжение.

При понижении напряжения на 10% подводимое напряжение станет U = , вращающий момент:

Соответственно пусковой момент:

Сравниваем этот момент с номинальным — , т.е. пуск возможен

Для понижения пусковых токов часто пуск асинхронных двигателей осуществляют при пониженном напряжении. Двигатели, работающие при соединении обмоток статора по схеме “треугольник”, пускают без нагрузки путем включения обмоток статора на время пуска по схеме «звезда». Определим пусковой момент двигателя при данном виде пуска.

В момент пуска обмотки находятся под напряжением , что составляет 57,7% от , пусковой момент при этом:

Полученный момент меньше номинального, именно поэтому пуск осуществляют в режиме холостого хода. После разгона двигателя обмотки переключают на схему «треугольник» и нагружают двигатель номинальным моментом.

Пусковой ток при этом уменьшится в раз по сравнению с прямым пуском по схеме «треугольник» и составит:

Возможно эти страницы вам будут полезны: