Студопедия

КАТЕГОРИИ:

АстрономияБиологияГеографияДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника


Масштаб токов: в 1 мм — 2,5 А.




Масштаб напряжений: в 1 см — 10 В.

Суммы векторов по полученным уравнениям дают линейные токи IA, IB, IC.

 
 

Задача 5

 


Заданы параметры трехфазного трансформатора. Номинальная мощность S1ном=100 кВ×А. Номинальные напряжения .

Потери холостого хода PX=395 Вт. Потери короткого замыкания РК=2020 Вт. Схема соединения обмоток: звезда/звезда, 12 группа соединения.

Определить коэффициент трансформации и номинальные токи обмоток, КПД трансформатора при 50 %, 100 и 125 % нагрузки от номинальной. Коэффициент мощности нагрузки cos j=0,8.

 

Решение

 

1. Коэффициент трансформации:

k= .

2. Номинальный ток одной первичной фазы

I1ном= A.

Номинальный ток вторичной обмотки

I2ном=k×I1ном=15×9.6=144 А.

 

3. КПД при различных нагрузках:

 

PX — потери в стали, измеряются при холостом ходе трансформатора. Они зависят от напряжения первичной обмотки, поэтому всегда постоянны.

РК — потери в меди, измеряются при коротком замыкании вторичных обмоток, в которых при этом течет номинальный ток.

Переменные потери зависят от тока нагрузки трансформатора.

 

Задача 6

 

Для асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором, определить номинальный и пусковой ток, номинальную частоту вращения, номинальный, максимальный и пусковой моменты. Построить механическую характеристику двигателя.

По условию задано: Pном = 15 кВт; hном = 0,89; Uном = 380 В; Ki = 7;

Sном = 3,2 %; Kmax = 2; р = 2; KП = 1,3; cos jном=0,88.

 

Решение

 

1. Номинальный ток двигателя в одной фазе

Iном= А.

 

2. Пусковой ток

IП=Ki×Iном=7×29.099=203.69 А.

3. Синхронная частота вращения магнитного поля в статоре no

 

no = об/мин = 25 об/с.

Номинальная частота вращения

nном = no(1–Sном) = 1500(1–0.032) = 1452 об/мин =24,2 об/с.

4. Номинальный момент

Mном = 9550×Pном/nном = 9550×15000/1452 = 98,657 Н×м.

5. Максимальный момент

Mmax = Kmax×Mном= 2×98,657 = 197,314 Н×м.

6. Пусковой момент

MП= KП×Mном = 1,3×98,657 = 128,254 Н×м.

7. Механическая характеристика M=f(S) строится по формуле Клосса

M = .

Критическое скольжение Sкр = (Kmax+

Sном = (2+ )×0,032 = 0,1194.

M= — результаты вычислений момента при различных скольжениях заносим в таблицу:

 

 

S 0.032 0.05 0.07 0.1 0.1194 0.2 0.4 0.6 0.8
M, H×м 98.66 140.5 172.2 194.3 197.314 173.7 108.2 75.6 57.6 46.6

 

 

Задача 7

 

Рассчитать электрическую линию однофазного переменного тока для питания группы ламп накаливания мощностью Р = 1.4 кВт при напряжении питающей сети U = 127 B и протяженности линии L = 45 м. Линию проложить в трубе с алюминиевыми проводами. Выбрать предохранители и токи плавких вставок для защиты линии от короткого замыкания.

 

Решение

 

1. Для сетей без пусковых токов расчетный ток:

Iрасч= А.

2. По расчетному току из прил. 1 данных методических указаний выбрано сечение проводов S для ближайшего большего длительного тока.

Принят провод АПРТО с резиновой изоляцией в столбце таблицы “два одножильных” в трубе с алюминиевыми жилами, S=2.5 мм2 для длительного ближайшего большего тока Iдоп=20 А.

3. По расчетному току из прил. 5 выбран тип предохранителя с плавкой вставкой из условия Iрасч £ Iп. вст. Это предохранители типа НПН2-60 с током вставок Iп. вст.= 16 А.

4. Чтобы проверить на срабатывание вставки при токе короткого замыкания, рассчитано сопротивление линии при КЗ на её конце. Из прил. 2 найдено сопротивление алюминиевых проводов с сечением S =2,5 мм2. Каждый километр данного провода имеет сопротивление R = 11,8 Ом.

При КЗ на конце линии общее сопротивление проводов составит

R = Ом.

Ток короткого замыкания равен

Iк = А.

Должно выполняться соотношение Iк/Iп.вст > 3.

120/16 = 7,5 > 3, следовательно, вставка выбрана верно.

 

Задача 8

 

Рассчитать электрическую линию для питания электродвигателя 4А200М493. Напряжение питающей сети U=220 В. Проводку выполнить в трубах изолированными алюминиевыми проводами.

Протяженность линии L = 40 м. Выбрать предохранители и токи плавких вставок для защиты двигателя от токов короткого замыкания.

Решение

1. Из прил. 3 методического пособия для заданного двигателя выписаны параметры, необходимые для расчета:

синхронная скорость no=1500 об/мин;

номинальная мощность Pном=37 кВт;

КПД hном= 0,91;

cos jном= 0,9;

кратность пускового тока Ki = 7.

2. Номинальный ток

Iном= А.

3. Пусковой ток IП=Ki ×Iном=7×119=831 А.

4. Ток плавкой вставки

Iп. вст.= А

Выбран предохранители типа ПН2-400 с плавкими вставками на ток Iп.вст.=350 А по прил. 5.

5. Проверка выбранной вставки для защиты двигателя от токов короткого замыкания:

a) по номинальному току выбрано сечение алюминиевых проводов с учетом длительно допустимых токов на провода.

По прил. 1. для двигателя с Iном=119 А выбраны три алюминиевых провода сечением S=50 мм2 , проложенных в трубе, с Iдоп=130 А;

b) По прил. 2. вычислено сопротивление линии из двух проводов сечением S = 50 мм2. Общая длина 2L=80 м. Из прил. 2 1000 м алюминиевого провода с S = 50 мм2 имеет сопротивление 0,59 Ом, а 80 м R= Ом;

c) Ток короткого замыкания

Iк= А.

Проверка по току короткого замыкания показывает, что вставка защитит двигатель от тока КЗ, т. к. Iп. вст./Iк<3 350/4400<3.

Таким образом, для питания двигателя выбраны предохранители типа ПН 2-400 с плавкими вставками на Iп. вст.=350 А и выбрана питающая линия длиной 40 м, состоящая из трех алюминиевых проводов сечением S=50 мм2, изолированных полихлорвиниловой изоляцией и проложенных в трубе.

 

Задача 9

 

Рассчитать мощность электродвигателя насоса с номинальной производительностью Q=18 м3/ч=0.005 м3/с и частотой вращения nном=920 об/мин = 15.33 об/с при расчетном напоре Н = 28 м. Плотность перекачиваемой жидкости g = 1.4 кГс/дм3 = 1400 кГс/м3, КПД насоса hном=0,8, коэффициент загрузки Kз=1,0.

 

Решение

 

1. Мощность электродвигателя с nном=1450 об/мин

P = ,

где hпер — коэффициент передачи от двигателя к насосу, hпер=1.

КПД насоса для давлений ниже 40 м выбирается в пределах 0,3—0,6. Выбран hнас=0,5

 

P = .

2. Для скорости nном=920 об/мин сделан пересчет по формуле , откуда

.

 

Задача 10

 

Начертить схему защиты и управления электродвигателем для центробежного насоса типа 4А1002У3. В качестве аппаратов защиты принять предохранители, а в качестве аппарата управления — магнитный пускатель. Выбрать их типы.

Решение

1. Из прил. 3 выписаны параметры заданного двигателя: синхронная частота no=3000 об/мин; номинальная мощность Pном=4 кВт; номинальный ток Iном=7.9 А; номинальное напряжение Uном=380 В; КПД hном=0.865; cosj=0.89; кратность пускового тока Ki=7.5; кратность моментов: Km=2.2; KП=2; Kmin=1.2.

2.

КМ:1
 
Нереверсируемая схема защиты и управления двигателем:

КК1
КК2

КМ — катушка магнитного пускателя на 380 В; КК1, КК2 — тепловое реле; КК1, КК2 — нормально-замкнутые контакты теплового реле; КМ:1 — блокирующие, нормально-разомкнутые контактыпускателя; FU1-3 — предохранители.

 

3. Выбор плавкой вставки предохранителя делается с учетом пускового тока двигателя по прил. 5:

IП=Ki×Iном=7.5×7.9=59.3 А,

Iп. вст.= .

По этому току выбраны по прил. 5 для ближайшего большего тока предохранители типа НПН 2-60 с током плавкой вставки на 25 А.

Выбран магнитный пускатель типа ПМЕ-212 с тепловым реле на номинальный ток 25 А открытый, степень – защиты без кожуха.

 

Задача 11

 

Для измерения мощности трехфазной цепи с симметричным линейным напряжением Uл=220 В используются два ваттметра. Приемник содержит симметричную активно- индуктивную нагрузку, ZA = ZB = ZC, соединенную звездой. Мощность каждой фазы PФ =380 кВт при cosj = 0.6, j=53о.

Требуется: 1) Построить векторную диаграмму цепи; 2) По данным диаграммы определить показания каждого ваттметра; 3) Показать, что сумма показаний ваттметров равна активной трехфазной мощности приемника.

 

Решение

 

1. Для схемы соединения трехфазной цепи звездой с симметричной нагрузкой фазное напряжение равно

 
 

UФ= В.

 

Фазные токи

IФ= А.

Строится векторная диаграмма.

Масштаб тока: в 1 см – 1000А; масштаб напряжения: в 1 см - 25 В.

2. Мощности ваттметров:

= 4987×220×0.12= 131656 Вт =131 кВт

= 4987×220×0.92=1009369 Вт=1012 кВт

Где углы j1 и j2 найдены из векторной диаграммы.

j1=30°+53°= 83°

j2=90° - (120° - 53°)= 23°

cos j1 = 0.12; cos j2= 0.92

3. Покажем что: P1+P2=3×PФ

P1+P2=131.656+1009.369=1140 кВт

PФ = 1140 кВт

1140 кВт = 1140 кВт

 

 

 

 

Варианты контрольных заданий

 

Задача 1. В цепь переменного тока напряжением U и частотой 50 Гц включена последовательно катушка с индуктивным сопротивлением ХL и активным сопротивлением R Ом и конденсатор ёмкостью С.

Определить ток, напряжение на катушке и конденсаторе, активную и реактивную мощности катушки и конденсатора, и всей цепи. Определить частоту резонанса цепи и ток, напряжение на катушке и конденсаторе, реактивные мощности их и активную мощность цепи. Построить векторные диаграммы для этих режимов работы.

Величина Номер варианта
U, В
ХL, Ом
R, Ом
С, мкФ

Задача 2. В сеть переменного тока напряжением U включена цепь, состоящая из двух параллельных ветвей с сопротивлениями R1, R2 и XL.

Определить показания измерительных приборов, полную и реактивную мощности цепи, построить векторную диаграмму, треугольники токов и мощностей.

 

Величина Номер варианта
U, В
R1, Ом
R2, Ом
XL, Ом

Задача 3. В трёхфазную четырехпроводную цепь с симметричным линейным напряжением UЛ включены звездой сопротивления RA, RB, RC, XA, X, XC.

Определить фазные и линейные токи, ток нейтрального провода, мощности всей цепи и каждой фазы в отдельности. Построить векторную диаграмму цепи. Задачу решить комплексным методом.

Величина Номер варианта
UЛ, В
RA, Ом 1,5 2,5
RB, Ом 3,5 3,5
RC, Ом 5,5 3,5
XA, Ом 3,5
XB, Ом 1,5 2,5
XC, Ом 7,5

 

Задача 4. В трехфазную трехпроводную цепь с симметричным линейным напряжением UЛ включены треугольником активные сопротивления RAB, RBC, RCA и реактивные сопротивления XAВ, XВС, XCА.

Определить фазные и линейные токи, активную мощность всей цепи и каждой фазы в отдельности. Построить векторную диаграмму цепи. Задачу решить комплексным методом.

Величина Номер варианта
UЛ, В
RAВ, Ом
RBС, Ом
RCА, Ом
XAВ, Ом 1,5 1,5 3,5
XBС, Ом 3,5 3,5
XCА, Ом

Задача 5. Заданы параметры трехфазного трансформатора. Номинальная мощность Sном. Номинальные напряжения .

Потери холостого хода PX. Потери короткого замыкания РК. Схема соединения обмоток – звезда/звезда 12 группа соединения.

Определить коэффициент трансформации и номинальные токи обмоток, КПД трансформатора при 50%, 100% и 125% нагрузки от номинальной. Коэффициент мощности нагрузки cosj = 0.8.

Величина Номер варианта
Sном, кВА
6/0,4 10/0,4 6/0,4 10/0,4 6/0,4 10/0,4 6/0,4 10/0,4 6/0,4 35/0,4
PX, Вт
РК, Вт

 

Задача 6. Для асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором, определить номинальный и пусковой ток, номинальную частоту вращения, номинальный, максимальный и пусковой моменты. Построить механическую характеристику двигателя.

Величина Номер варианта
Pном, кВт
Uном,
Sном, % 3,3 3,3 3,3 3,2 3,2 3,2 3,5 3,5 3,5 3,5
P
cosjном 0,88 0,88 0,9 0,88 0,88 0,88 0,86 0,86 0,87 0,87
hном 0,88 0,89 0,9 0,88 0,89 0,9 0,87 0,88 0,89 0,895
Ki
Kmax 2,2 2,2 2,2 1,8 1,8 1,8 1,8
KП 1,2 1,1 1,1 1,3 1,3 1,3 1,2 1,2 1,2 1,2

 

Задача 7. Рассчитать электрическую линию однофазного переменного тока для питания группы ламп накаливания мощностью Р=1.4 кВт при напряжении питающей сети U=127 B и протяженности линии L=45 м. Линию проложить в трубе с алюминиевыми проводами. Выбрать предохранители и токи плавких вставок для защиты линии от короткого замыкания.

Величина Номер варианта
Р, кВт 2,5 2,5 1,5 1,8 2,2 2,5 5,5 2,2
U, В
L , м
Условия прокладки Т О Т О Т О Т О Т О
Материал А М А М А М А М А М
Условные обозначения: Т – в трубе; О – открыто; А – алюминий; М – медь.

 

Задача 8. Рассчитать электрическую линию для питания заданного электродвигателя. Напряжение питающей сети U. Проводку выполнить в трубах, изолированными, алюминиевыми проводами.

Протяженность линии L. Выбрать предохранители и токи плавких вставок для защиты двигателя от токов короткого замыкания.

Номер варианта Тип двигателя Напряжение, В Номер варианта Тип двигателя Напряжение, В
4А1602У3 4А160М6У3
4А1604У3 4А180М6У3
4А1606У3 4А180М4У3
4А160М2У3 4А200М4У3
4А160М4У3 4А200М6У3

 

Задача 9. Рассчитать мощность электродвигателя насоса с номинальной производительностью Q и частотой вращения nном при расчетном напоре Н. Плотность перекачиваемой жидкости g, КПД насоса hном, коэффициент загрузки Kз.

Величина Номер варианта
Q, м3
nном, об/мин
Н, м
g , кГс/дм3 1,1 1,2 1,3 1,4 1,1 1,2 1,3 1,4
Kз 0,5 0,6 0,7 0,8 1,0 0,55 0,65 0,75 0,85 0,9

 

Задача 10. Начертить схему защиты и управления заданного электродвигателя для механизма. В качестве аппаратов защиты принять предохранители, а в качестве аппарата управления – магнитный пускатель. Выбрать их типы.

Номер варианта Тип двигателя Механизм Номер варианта Тип двигателя Механизм
4А80В4У3 лебёдка 4А132М6У3 насос
4А1002У3 вентилятор 4А132М2У3 вентилятор
4А132М6У3 транспортёр 4А100М4У3 дисковая пила
4А180М2У3 дисковая пила 4А132М4У3 лебёдка
4А160М4У3 насос 4А180М6У3 транспортёр

Задача 11. Для измерения мощности трехфазной цепи с симметричным линейным напряжением Uл=220 В используются два ваттметра. Приемник содержит симметричную активно-индуктивную нагрузку, ZA = ZB = ZC, соединенную звездой. Мощность каждой фазы PФ и коэффициент мощности cosj заданы.

Требуется: 1) Построить векторную диаграмму цепи; 2) По данным диаграммы определить показания каждого ваттметра; 3) Показать, что сумма показаний ваттметров равна активной трехфазной мощности приемника.

Величина Номер варианта
Uл, В
PФ, кВт
cosj 0,5 0,6 0,5 0,8 0,6 0,5 0,4 0,6 0,5 0,8

 


Приложение 1


Поделиться:

Дата добавления: 2015-04-16; просмотров: 362; Мы поможем в написании вашей работы!; Нарушение авторских прав





lektsii.com - Лекции.Ком - 2014-2024 год. (0.007 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав
Главная страница Случайная страница Контакты