Практические задания по электрическим машинам

Методика решение задачи
Дано: Однофазный трансформатор имеет следующие паспортные данные: S_н=560 кВ·А; U_1н=10 кВ; Р_{к н}=25 кВт; u_к=7٪; cos φ₂=0,85; β΄=0,7.

Рассчитать данные и построить графики:

1. зависимости КПД от коэффициента нагрузки η=f(β)

1.1. Определим магнитные потери Р_о из формулы :

.

1.2. Определим значения КПД при разных значениях коэффициента нагрузки:



1.3.Построим график зависимости КПД от нагрузки η=f(β) (рис.1).

2. Рассчитаем параметры, необходимые для построения графика ∆U=f(β).
2.1. Напряжение короткого замыкания U_К из формулы

2. 2. Ток в первичной обмотке

2. 3. Определим соs φ_к

Зная соs φ₂, можно определить sin φ₂

φ₂= arcсоs 0,6 = 53,13º ; sin φ₂= sin 53,13º =0,8
2.4. Изменение вторичного напряжения ∆Uв относительных единицах:

2.5. Построим график U*₂=f(β)

Источник

Методическое пособие по выполнению практических работ по МДК 01.01 » Электрические машины и аппараты»

ПРАКТИЧЕСКИЕ РАБОТЫ ПО ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ МАШИНАМ

1. Расчет и построение схемы соединения обмотки

машины постоянного тока

2. Определение параметров генераторов постоянного тока

3.Определение параметров двигателей постоянного тока

4. Расчет потерь и построения графика КПД двигателя постоянного тока

5. Определение параметров трансформатора

6. Построение графиков КПД и изменения вторичного напряжения трансформатора

Практическая работа №1

Расчет и построение схемы соединения обмотки

машины постоянного тока

Методика выполнения задания

1.Шаг обмотки по коллектору (обмотка левоходная): у_к=у=(К-1)/р=(17 –1)/2=8 делений.

3. Развернутая схема обмотки (рис) На листе размечаем 17 пазов, в каждом из которых изображаем активную сторону верхнего слоя (сплошная линия) и активную сторону нижнего слоя (пунктирная линия) и 17 коллекторных делений.

4. Первый обход по якорю и коллектору начинаем с коллекторного деления 1 и укладываем секции 1 и 9, активные стороны которых располагаются в пазах 1,5,9 и 13. Конец секции 9 присоединяем к коллекторному делению 17, расположенному рядом (слева) с делением 1. Затем делаем второй обход и укладываем секции 17 и 8, которую присоединяем к коллекторному делению 16, т.е. смещаемся еще на одно коллекторное деление влево. Затем делаем третий обход и т.д., пока обмотка не замкнется, при этом последнюю по обходу секцию 10 присоединяем к секции 1 и коллекторному делению 1.

Затем размечаем четыре полюса с чередующейся полярностью и располагаем на коллекторе щетки, размещая их по геометрической нейтрали.

Задавшись направлением вращения якоря, определяем направление ЭДС в секциях обмотки, считая, что полюсы «расположены» над обмоткой.

Развернутая схема простой волновой обмотки якоря: 2р=4; Z=17

Практическая работа №2

Определение параметров генераторов постоянного тока

Задача 1. По заданным значениям генератора постоянного тока с параллельным возбуждением определить параметры, отмеченные в табл.2.1 прочерками.

Задача 2. По заданным значениям генератора постоянного тока с параллельным возбуждением определить параметры, отмеченные в табл.2.2 прочерками.

Задача 3. По заданным значениям генератора постоянного тока с независимым возбуждением определить параметры, отмеченные в табл.2.3 прочерками.

Методика решения задач

Пример 1. Генератор с параллельным возбуждением рассчитан на напряжение U _н =220В и имеет сопротивление обмотки якоря R _я =0,1 Ом, сопротивление обмотки возбуждения R _в =110 Ом. Генератор нагружен на сопротивление R _н =1,1 Ом, КПД η _н = 0,85. Определить токи в обмотке возбуждения, в обмотке якоря, в нагрузке; эдс. генератора; полезную мощность; мощность двигателя для вращения генератора; электрические потери в обмотках якоря и возбуждения; суммарные потери в генераторе.

1.Токи в обмотке возбуждения, нагрузке и якоре:

;

;

А.

3. Полезная мощность:

= 220  200 = 44 000 Вт = 44 кВт

4. Мощность двигателя, необходимая для вращения генератора:

= 44/0,85 = 52 кВт.

5. Электрические потери в обмотках якоря и возбуждения:

6. Суммарные потери мощности в генераторе:

Пример 2. Генератор с независимым возбуждением работает в номинальном режиме при напряжении на зажимах U _н =220В. Сопротивление обмотки якоря R _я =0,2Ом; обмотки возбуждения R _в =55 Ом. Напряжение для питания цепи возбуждения U _в =110 В. Генератор имеет шесть полюсов (2р=6). На якоре находятся N =240 проводников, образующих шесть параллельных ветвей (2а=6). Магнитный поток полюса Ф=0,05Вб. Номинальная частота вращения якоря n _н =1200 об/мин. Определить ЭДС генератора; силу тока, отдаваемого потребителю; силу тока в обмотке возбуждения; мощность, отдаваемую генератором; сопротивление нагрузки.

2. Сила тока, отдаваемая потребителю:

А.

3. Сила тока в обмотке возбуждения:

= 2 А.

4. Отдаваемая генератором мощность:

= 220  100 = 22 000 Вт = 22 кВт.

Сопротивление нагрузки (потребителя):

= 2,2 Ом.

Практическая работа №3

Определение параметров двигателей постоянного тока

Задача 1. По заданным значениям двигателя постоянного тока с параллельным возбуждением определить параметры, отмеченные в табл. 3.1 прочерками.

Задача 2. По заданным значениям двигателя постоянного тока с параллельным возбуждением определить параметры, отмеченные в табл.3.2 прочерками.

Задача 3. По заданным значениям двигателя постоянного тока с последовательным возбуждением определить параметры, отмеченные в табл.3.3 прочерками.

Задача 4. По заданным значениям двигателя постоянного тока с последовательным возбуждением определить параметры, отмеченные в табл.3.4 прочерками.

Пример. Двигатель постоянного тока с параллельным возбуждением рассчитан на номинальную мощность Рн=32кВт и номинальное напряжение U н=220В. Частота вращения якоря n =3000 об/мин. Двигатель потребляет из сети ток I н=169А. Сопротивление обмотки возбуждения R в=60 Ом; сопротивление обмотки якоря R я=0,045 Ом. Определить потребляемую из сети мощность; КПД двигателя; полезный вращающий момент; ток якоря; противо-ЭДС в обмотке якоря; суммарные потери в двигателе.

Решение:

1. Потребляемая из сети мощность:

=220  169 = 37200 Вт = 37,2 кВт.

3. Полезный вращающий момент (на валу):

= 102 Н•м

= 220/60 = 3,66А.

6. Противо-ЭДС в обмотке якоря:

165,34•0,045 = 212,57 В.

7. Суммарные потери в двигателе:

= 37,2 — 32 = 5,2 кВт.

Пример. Четырехполюсный двигатель с параллельным возбуждением подсоединен к сети с U н=110 В и вращается с частотой n =1000об/мин. Двигатель потребляет из сети ток I =157 А. На якоре находится обмотка с сопротивлением R н=0,0427 Ом и числом проводников N=360, образующих четыре параллельных ветви (а=2). Сопротивление обмотки возбуждения R в=21,8 Ом. Потери холостого хода Рх=Рст+Рмех=1600 Вт. Определить токи в обмотках возбуждения и якоря; магнитный поток полюса; электромагнитный момент; электрические потери в обмотках якоря и возбуждения и суммарные потери в двигателе; полезную мощность двигателя; КПД двигателя; полезный момент (на валу). Добавочные потери в двигателе принять равными 1 % от потребляемой мощности.

1. Токи в обмотках возбуждения и якоря:

= 110/21,8 = 5,05 А;

2. Магнитный поток полюса:

= 0,0173 Вб.

Здесь = 110—151,95 • 0,0427 = 103,5 В.

3. Электромагнитный момент:

0.0173  360  151,95= 152 Н•м.

Электрические потери в обмотках якоря и возбуждения:

Рэя + Рэв =0,0427+5,05 •110=.1448 Вт;

в щеточном контакте на пару щеток разной полярности(= 0,6 В)

= 2•0,6•151,95=182 Вт.

Общие электрические потери мощности:

Рэ = Рэя + Рв + Рщ = 1448+182=1630 Вт.

Добавочные потери мощности:

= 0,01•110•157 = 173 Вт.

5. Суммарные потери мощности:

= 1600 + 1630 + 173 = 3403 Вт.

6. Полезная мощность двигателя:

=110•157—3403=13,897 кВт.

= 13 897/(110  157) = 0,805, или 80,5%.

8. Полезный момент (на валу):

= 133 Н•м.

Практическая работа №4

Расчет потерь и построения графика КПД

двигателя постоянного тока

Требуется рассчитать данные и построить графики зависимости КПД η, частоты вращения п, момента на валу М₂ от мощности на валу двигателя Р₂.

Источник