Ім'я файлу: Основна частина.docx
Розширення: docx
Розмір: 303кб.
Дата: 13.07.2020


ВСТУП

Основним елементом системи електропостачання є статичні електромагнітні пристрої – трансформатори. Завдяки їм здійснюється перетворення електричної енергії на шляху від електростанції до споживача. Цим забезпечується оптимальне значення напруги для відповідного рівня потужності і дальності передавання енергії.

Більшість робочих машин приводиться в рух електродвигунами трифазного змінного струму. Для приводу відповідальних робочих машин, що потребують регулювання швидкості застосовують електродвигуни постійного струму. Для електропостачання цих двигунів передбачають перетворювачі змінного струму в постійний. У схему, зазвичай, входить силовий трансформатор.


  1. РОЗРАХУНОК ТРИФАЗНОГО ТРАНСФОРМАТОРА

1.1 Вхідні данні

Таблиця 1.1 – Вихідні дані



варіанта

Тип

трансформатора

SHOM,

кВА

U1HOM,

B

U2HOM,

B

РХ, Вт

РК, Вт

uK,%

iХ,%

5

ТСП-16

14.6

380

410

140

550

5.2

10


    1. Визначення основних параметрів трансформатора

1.2.1 Визначення параметрів магнітної системи трансформатора
Вважаємо, що трансформатор має плоску магнітну систему стрижньового типу, стрижні якого мають переріз у вигляді симетричної східчастої фігури, що вписана в коло з концентричним розташуванням обмоток.

Для осердя трансформатора обираємо рулонну холоднокатану сталь марки Е330А з товщиною 0.35 мм. Максимальна індукція Bm=1.43 Тл (у роботі [1]).
Діаметр стрижня:
,

де - потужність фази (стрижня) трансформатора, кВА;

β, αр, - коефіцієнти, прийняти: β=1,4, αр=5,61;

f – частота напруги мережі, прийняти: f=50 Гц;

kС=0,86 – коефіцієнт заповнення сталлю площини кола, що описано навколо перерізу стрижня;

kp=0,95 - коефіцієнт приведення ідеального поля розсіювання до реального поля,

uKP - реактивна складова напруги короткого замикання, %.
Визначаємо потужність фази (стрижня) трансформатора.


де – номінальний потужність трансформатора.

Знаходимо реактивну складову напруги короткого замикання


де – напруга короткого замикання (%);

– активна складова напруги короткого замикання.


де – активна потужність короткого замикання.
Розраховуємо реактивну складову напруги короткого замикання.


Розраховуємо діаметр стрижня.

Приймаємо найближче більше значення діаметру стрижня згідно табл.1.2.

Таблиця 1.2 - Площина перерізу стрижня SC


Визначаємо повну площину перерізу.

Визначаємо площину перерізу з урахуванням ізоляції пластин стрижня лаком

Знаходимо віткову напругу (для одного вітка обмотки).


де f – частота напруги мережі, прийняти: f=50 Гц;

Bm=1.43 Тл - максимальна індукція;

S– активна площина перерізу з урахуванням ізоляції пластин стрижня лаком.

Знаходимо фазні напруги обмоток.


де – лінійна номінальна напруга первинної обмотки.


де – лінійна номінальна напруга вторинної обмотки.
Знаходимо кількість витків первинної обмотки.


де – фазна номінальна напруга вторинної обмотки;

– віткова напруга.
Знаходимо кількість витків вторинної обмотки.


де – фазна номінальна напруга вторинної обмотки;

Визначаємо коефіцієнт трансформації.


де –номінальна напруга первинної обмотки;

–номінальна напруга вторинної обмотки.
Визначаємо номінальній струм.


Знаходимо струм холостого ходу.


де –номінальний струм первинної обмотки;

– струм холостого ходу (%).

Визначаємо площину перерізу дротів первинної та вторинної обмоток.



де де - середня щільність струму при виконанні обмоток з мідного дроту, і становить для первинної та вторинної обмоток відповідно (у роботі [1]).

– номінальній струм первинної/вторинної обмотки.

Визначаємо повну потужність трансформатору в режимі холостого ходу.


де – струм холостого ходу (А).
Знаходимо реактивну потужність.


де – активна потужність холостого ходу;

- повна потужність трансформатору в режимі холостого ходу.

1.2.2 Визначення параметрів схеми заміщення

Визначаємо напругу короткого замикання.

Визначаємо повний опір трансформатору.


де – напруга короткого замикання (B).

Визначаємо активний опір трансформатору.


де – активна потужність короткого замикання.
Визначаємо коефіцієнт потужності.



Визначаємо індуктивний опір трансформатору.


де – повний опір трансформатору.
Визначаємо опори первинної та вторинної обмоток.


де – активний опір трансформатору.


де – індуктивний опір трансформатору.
Визначаємо повний опір гілки намагнічування.


Визначаємо активний опір гілки намагнічування.


Визначаємо індуктивний опір гілки намагнічування.


де – повний опір гілки намагнічування;

– активний опір гілки намагнічування.

1.2.3 Розрахунок залежності ККД від завантаження

Приймаємо коефіцієнт завантаження трансформатору.

Коефіцієнт потужності навантаження

Знаходимо залежність ККД трансформатору від коефіцієнту завантаження.







Графік залежності ККД від коефіцієнту завантаження трансформатору зображено на рис. 1.1.


Рисунок 1.1 - Графік залежності ККД від коефіцієнту завантаження трансформатору
1.2.4 Розрахунок зовнішньої характеристики

Знаходимо струм , який змінюється від 0 до з кроком 0.3.






Знаходимо струм .








Коефіцієнт потужності навантаження .

Знаходимо


Знаходимо втрати напруги .







Знаходимо напругу .







Знаходимо напругу .


де n - коефіцієнт трансформації.







Графік зовнішньої характеристики зображено на рис. 1.2.



Рисунок 1.2 - Графік зовнішньої характеристики

1.2.5 Схема заміщення трансформатору

Схема заміщення трансформатору наведена на рис.1.3.



Рисунок 1.3 - Схема заміщення трансформатору

1.2.6 Основні схеми вмикання трансформаторів

Схема вмикання трансформатору Y/Y наведена на рис.1.4



Рисунок 1.4 - Схема вмикання трансформатору Y/Y
Напруга мережі для вмикання трансформатору за схемою Y/Y.





Схема вмикання трансформатору ∆/∆ наведена на рис.1.5



Рисунок 1.5 - Схема вмикання трансформатору ∆/∆
Напруга мережі для вмикання трансформатору за схемою ∆/∆.






Схема вмикання трансформатору Y/∆ наведена на рис.1.6



Рисунок 1.6 - Схема вмикання трансформатору Y/∆
Напруга мережі для вмикання трансформатору за схемою Y/∆.





Схема вмикання трансформатору ∆/Y наведена на рис.1.7



Рисунок 1.7 - Схема вмикання трансформатору ∆/Y
Напруга мережі для вмикання трансформатору за схемою ∆/Y.







  1. Розрахунок двигуна постійного струму

2.1 Вхідні данні

Таблиця 2.1 – Вихідні дані



Тип

PНОМ, кВт

nНОМ, об/хв

IНОМ, А

RЯ+RДП,

Ом

RЗБ, Ом

IЗБНОМ, А

Uном = 220 В

5

Д-32

9,5

800

51

0,28

94

1,6


Схема вмикання ДПС наведена на рис 2.1



Рисунок 2.1 – Схема вмикання ДПС

2.2 Розрахунок параметрів двигуна, схема вмикання

Перераховуємо опір якірного кола до робочої температури.


де – опір якірного кола;

– температурний коефіцієнт опору,
Перераховуємо опір кола збудження до робочої температури.


де – опір кола збудження.
Знаходимо струм у колі збудження.


де – номінальна напруга мережі.
Знаходимо струм якоря.


де – номінальна струм.

Знаходимо проти - ЕРС якоря.

Знаходимо максимально допустимий струм якоря.


де - спроможність до перевантаженню,
Знаходимо опір пускового реостату.


2.3 Схеми заміщення для всіх режимів роботи ДПС.

Схема заміщення якірного кола ДПС у режимі двигуна на рис.2.2.



Рисунок 2.2 - Схема заміщення якірного кола ДПС у режимі двигуна
Схема заміщення якірного кола ДПС у режимі гальмування проти включенням зображено на рис.2.3.



Рисунок 2.3 - Схема заміщення якірного кола ДПС у режимі гальмування проти включенням
Схема заміщення якірного кола ДПС у режимі генераторного гальмування зображено на рис.2.4.



Рисунок 2.4 - Схема заміщення якірного кола ДПС у режимі генераторного гальмування

Схема заміщення якірного кола у режимі динамічного гальмування зображено на рис.2.5.



Рисунок 2.5 - Схема заміщення якірного кола ДПС у режимі динамічного гальмування

2.4 Розрахунок механічної та електромеханічної характеристики

Знаходимо номінальний момент.


де – номінальна корисна потужність;

номінальна частота обертання.
Знаходимо магнітний потік.


Знаходимо електромагнітний потік.

Розраховуємо природну характеристику.

Розраховуємо штучну характеристику.

Розраховуємо оберти холостого ходу.

Графік природної та штучної характеристики зображено на рис.2.6.



Рисунок 2.6 - Графік природної та штучної характеристики

При переході з природної на штучну характеристику, швидкість ДПС зменшиться на:


При штучній характеристиці, чим більший момент на валу двигуна, тим менше стає його швидкість обертання. За допомогою штучних характеристик виконують регулювання швидкості двигуна. В нашому випадку виконують регулювання зміною додаткового активного опору в ланцюзі обмотки якоря двигуна.

Природною механічною характеристикою двигуна постійного струму називають залежність кутової швидкості двигуна від його моменту, отриману при номінальній схемою включення двигуна, номінальних параметрах напруги обмоток якоря і збудження і відсутності додаткових опорів в ланцюгах двигуна.

2.5 Розрахунок ККД ДПС та побудова залежності ККД від завантаження

Знаходимо споживану потужність.

Знаходимо втрату потужності.

Знаходимо втрати потужності у якірному колі.

Знаходимо втрати потужності в обмотці збудження.

Знаходимо суму втрат магнітних і механічних потужностей.


Розраховуємо ККД ДПС.

Розраховуємо залежність ККД ДПС від завантаження.

Приймаємо коефіцієнт завантаження трансформатору.

Розраховуємо ККД.












Графік залежності ККД ДПС від завантаження зображено на Рис. 2.7.



Рисунок 2.7 - Графік залежності ККД ДПС від завантаження

ВИСНОВКИ
У даній курсовій роботі було розраховано основні параметри трифазного трансформатору, та двигуна постійного струму. Отримано їх характеристики та схеми заміщення. Розраховано ККД трансформатору, та побудовано залежність ККД від коефіцієнту завантаження. Отримано природну і штучну характеристики та ККД ДПС. Було наведено принципові схеми заміщення режимів роботи ДПС, та основні схеми вмикання трифазного трансформатору.

При переході з природної на штучну механічні характеристики, можна побачити як змінюється залежність швидкості обертання двигуна, від моменту.

При штучній характеристиці, чим більший момент на валу двигуна, тим менше стає його швидкість обертання. За допомогою штучних характеристик виконують регулювання швидкості двигуна. В нашому випадку виконують регулювання зміною додаткового активного опору в ланцюзі обмотки якоря двигуна.

За допомогою графіків залежності ККД від завантаження, можна визначити завантаження, при якому буде досягатися максимальний коефіцієнт корисної дії.


СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

Методичні вказівки до виконання курсової роботи з дисципліни «Електричні машини» для студентів спеціальностей 141 Електроенергетика, електротехніка та електромеханіка та 144 Теплоенергетика денної та заочної форм навчання /Н.Л.Тютюнник, Д.О.Кардаш - Покровськ: ДонНТУ. – 2019.- 14 с.
скачати

© Усі права захищені
написати до нас