КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ. Задача 1.Для электрической цепи постоянного тока (рис

Задача 1.Для электрической цепи постоянного тока (рис. 4.1),используя данные, приведенные в табл. 4.1, с учетом указанных замкнутых положений выключателей В₂ – В₇ для соответствующих вариантов выполнить следующее:

1) составить уравнения по законам Кирхгофа;

2) определить токи ветвей методом контурных токов;

3) определить напряжение между точками 1 и 2;

4) составить баланс мощностей;

5) построить потенциальную диаграмму для внешнего контура.

Внутренним сопротивлением источника пренебречь.

Рис. 4.1

Таблица 4.1

Окончание таблицы 4.1

Примечание: для расширения числа вариантов в вариантах 31-60 сопротивления резисторов R₁ – R₉ увеличить в 2 раза, в вариантах 61-90 – увеличить в 4 раза.

Задача 2. Электрическая цепь переменного синусоидального тока с частотой f=50 Гц (рис. 4.2), находящаяся под действием напряжения U, содержит активные R₁- R₅ сопротивления, реактивные индуктивные X_L2, X_L3, X_L6 и реактивные емкостные X_C1, X_C4, X_C7 сопротивления.

Рис. 4.2

По данным таблицы 4.2 с учетом положения выключателей В₁ – В₇ определить токи всех ветвей, напряжение на участках цепи, коэффициент мощности электрической цепи, комплексные Y, активные G и реактивные проводимости В отдельных участков и всей электрической цепи. Проверить соблюдение баланса полных S, активных Р и реактивных Q мощностей.

Построить на комплексной плоскости векторную диаграмму напряжений и токов.

Таблица 4.2

Окончание таблицы 4.2

Примечание. Для расширения числа вариантов в вариантах 31-60 сопротивления активных сопротивлений R₁-R₅ увеличить в 2 раза, а реактивные индуктивные сопротивления Х_L2, Х_L3, Х_L6 одновременно уменьшить в 2 раза.

Задача 3. В трехфазную сеть с симметричной системой линейных напряжений U_л включен потребитель, фазы которого имеют сопротивления Х_L1, Х_С1, R₁, Х_L2, Х_С2, R₂, Х_L3, Х_С3, R₃ (рис. 4.3). По данным таблицы 4.3, с учетом положения выключателей В₁- В₆ определить: схему соединения потребителей «треугольником», «звездой» без нейтрального или с нейтральным проводом; характер нагрузки (симметричный или несимметричный); фазные, линейные токи, ток в нейтральном проводе (для четырехпроводной схемы); эти же токи для случая обрыва линии согласно варианту задания; полную, активную и реактивную мощности каждой фазы и всей цепи; коэффициент мощности каждой фазы. Построить векторную диаграмму токов и напряжений на комплексной плоскости.

Рис. 4.3

Таблица 4.3

Окончание таблицы 4.3

Примечание. Для расширения вариантов в вариантах 31-60 сопротивления Х_L1, Х_C1, R₁ увеличить в 2 раза, сопротивления Х_L2, Х_C2, R₂ уменьшить в 2 раза.

Задача 4. Потребители электрической энергии питаются от трехфазного двухобмоточного понижающего трансформатора с номинальной мощностью S_1н при номинальном первичном U_1н и вторичном U_2н линейных напряжениях с номинальной частотой f=50 Гц (табл. 4.4).

Технические данные трансформатора: потери мощности при холостом ходе Р_о, ток холостого хода I_о %, потери мощности при коротком замыкании Р_к, напряжение короткого замыкания U_к %. Способ соединения обмоток трансформатора «звезда».

Определить:

1) коэффициент трансформации n_i;

2) коэффициент полезного действия η_н при номинальной нагрузке и cosφ2=0,8;

3) токи в первичной I_1н и во вторичной I_2н обмотках;

4) фазные первичные U_1х и вторичные U_2х напряжения при холостом ходе;

5) сопротивления короткого замыкания R_к и Х_к, активные R₁ и R₂ и реактивные Х₁ и Х₂ сопротивления, сопротивления намагничивающей ветви R₀ и Х₀;

6) активные U_КR и индуктивное U_КL падения напряжения при коротком замыкании;

7) вторичное напряжение U₂ при токе нагрузки I₂=2I_2н и соsφ2=0,7. Построить зависимость ΔU₂ % (соs φ2) процентного изменения напряжения во вторичной обмотке трансформатора при номинальной нагрузке и изменении коэффициента мощности соs φ2 (характера нагрузки с – 90º до +90º).

Для определения вариантов в шифрах с последними цифрами 47-82 необходимо от этих цифр вычесть 46, для шифров 83-100 – цифру 82.

Примечание. Структура обозначения трансформаторов серии ТМ, ТСЗ. Показано на примере трансформатора типа ТМ-25/6-10: Т – трехфазный; М - масляный; СЗ – сухой защищенного исполнения; 25 – номинальная полная мощность S_1н =25 кВА; 6-10 – высшее (первичное) номинальное напряжение U_1н = 6… 10 кВ.

Таблица 4.4

Продолжение таблицы 4.4

Продолжение таблицы 4.4

Продолжение таблицы 4.4

Окончание таблицы 4.4

Задача 5. Трехфазный асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором единой серии АИР имеет номинальные данные, указанные в таблице 4.5. Номинальные: линейное напряжение питающей сети U_1н, частота питающего тока f_{1 =} 50Гц, мощность на валу Р_2н, синхронная частота вращения магнитного поля n₁, скольжение ротора s_н, КПД η_н, коэффициент мощности cosφ1н, кратности: К_i = I_1п/I_1н – пускового тока I_1п к номинальному I_1н, λ_п= М_п/М_н – пускового момента М_п к номинальному М_н, λ_min = М_min/М_н – минимального момента М_min к номинальному М_н, λ_к = М_к/М_н – критического момента М_к к номинальному М_н.

Определить:

1) номинальный М_н, пусковой М_п, минимальный М_min, критический М_к моменты;

2) номинальный I_1н и пусковой I_1п токи:

3) частоту тока в роторе f_2н при номинальной нагрузке и в момент пуска f_2п;

4) число пар полюсов обмотки статора р;

5) синхронную угловую частоту вращения магнитного поля ω₁, а также угловую частоту вращения ротора ω_2н и мощность на зажимах двигателя Р_1н при номинальном режиме работы;

6) максимальный момент М_к двигателя при понижении напряжения питающей сети, равном U₁=0,9 U_1н.

Построить механическую характеристику М(s) двигателя по точкам, соответствующим скольжениям ротора: s = 0; s_н; s_кр; s = 0,4; 0,6; 0,8, рассчитанным по упрощенной формуле класса.

Нанесите на эту характеристику значения моментов, определенных по паспортным данным для характерных точек (М_н; М_к; М_min, М при s = 0) и соединить их плавной линией. Проанализировать полученные кривые.

Примечание. Стандартные обозначения трехфазных асинхронных электродвигателей серии АИ даны на примере асинхронного двигателя АИР 160 S2 УЗ:

АИ – обозначение серии асинхронных двигателей (Асинхронные Интерэлектро);

Р – увязка мощностей к установочным размерам по РС 3031-71;

160 – высота оси вращения вала 160 мм (номинальная мощность на валу Р_2н=15 кВт);

S – установочный размер по длине станины (короткая);

2 – число магнитных полюсов 2;

У3 для умеренного климата 3 категории размещения (не отапливаемые помещения).

Для расширения вариантов с 61 по 100 необходимо с последних двух цифр шифра студента вычесть цифру 60.

Задача 6. Составить схему однокаскадного низкочастотного усилителя и рассчитать коэффициенты усиления по току К_i, напряжению К_u и мощности К_р, а также входное R_вх и выходное R_вых сопротивления для заданного варианта схемы включения транзистора по его h-параметрам для рабочей точки. Величины сопротивления R_н нагрузки и внутреннего сопротивления генератора сигналов R_г приведены для соответствующего варианта контрольного задания в табл. 4.6.

Примечание. Для расширения вариантов с 31 по 60 номер варианта определяется вычитанием 30, для двух последних цифр с 61 по 90 – вычитанием 60.

Таблица 4.5

Продолжение таблицы 4.5

Продолжение таблицы 4.5

Продолжение таблицы 4.5

Продолжение таблицы 4.5