Расчет трехфазной цепи синусоидального тока
Выбор схемы соединения обмоток электродвигателя. Определение линейных токов электродвигателя, линейных, входных и фазных токов печи. Построение векторной диаграммы фазных и линейных напряжений сети. Определение линейных токов несимметрической нагрузки.
Рубрика | Физика и энергетика |
Вид | курсовая работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 22.11.2022 |
Размер файла | 585,1 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Задание для курсовой работы
1. Выбрать схему соединения обмоток электродвигателя и начертить схему заданной цепи.
2. Вычислить:
2.1. линейные токи электродвигателя;
2.2. Линейные токи печи;
2.3. Входные токи печи;
2.4. Фазные токи печи;
2.5. Падения напряжения в линии;
2.6. Фазные (линейные) напряжения на зажимах печи;
2.7. Потери активной мощности в линии.
3. Построить:
3.1. Векторную диаграмму фазных и линейных напряжений сети;
3.2. Векторную диаграмму линейных токов двигателя;
3.3. Векторную диаграмму фазных и линейных токов печи.
4. В аварийном режиме, при обрыве фазы ca печи:
4.1. Определить линейные токи несимметричной нагрузки и построить векторную диаграмму фазных напряжений и токов;
4.2. Определить входные токи цепи.
ток обмотка электродвигатель напряжение
Исходные данные
Напряжение сети U, В |
Двигатель |
Сопротивления |
|||||
380 |
Uдв., В |
Рн, кВт |
cos |
КПД, % |
Zл, Ом |
R, Ом |
|
380/220 |
5,5 |
0,89 |
88,0 |
2+j4 |
24 |
Расчетная часть
1. Выбираем схему соединения обмоток электродвигателя. Так как линейное напряжение двигателя совпадает с напряжением сети, обмотки электродвигателя соединяем в звезду.
Схема заданной цепи представлена на рис. 1.
Рис. 1 Схема заданной трехфазной цепи
Расчет симметричной трехфазной цепи выполним для одной фазы. Тогда токи других фаз будут по величине равны вычисленным токам, но сдвинуты по фазе относительно них на 120о.
Для перехода от заданной трехфазной цепи (рис. 1) к расчетной однофазной цепи предварительно преобразуем схему симметричного треугольника в эквивалентную звезду (рис.2), вычислив сопротивление луча эквивалентной звезды по формуле R'=R/3:
R'=24/3=8 Ом.
Рис. 2 Схема эквивалентной трехфазной цепи
Затем соединяем нулевым проводом нулевые точки эквивалентной звезды и звезды обмоток двигателя с нулевой точкой сети и выделяем фазу А из симметричной трехфазной цепи с нулевым проводом, получая расчетную однофазную цепь (рис. 3.).
Рис. 3 Схема расчетной однофазной цепи
Вычисления
2.1. Линейные токи электродвигателя:
По схеме Рис.3 линейный ток фазы А электродвигателя:
где: - мощность, потребляемая двигателем из сети, кВт;
U - линейное напряжение сети, В;
cosц - коэффициент мощности двигателя;
з - КПД двигателя.
Этот ток отстает от фазного напряжения на угол сдвига фаз:
ц= arcos 0,89=27,120.
Запишем в комплексной форме этот ток и токи других фаз:
Ток фазы В отстает по фазу от тока А на 120?:
Ток фазы С опережает по фазе ток фазы А на 120?:
Проверяем по I закону Кирхгофа правильность вычислений:
Линейные токи печи:
Предварительно найдем полное сопротивление луча эквивалентной звезды (рис. 2):
Тогда по закону Ома:
Проверяем по I закону Кирхгофа правильность вычислений:
Входные токи цепи определяем через линейные токи двигателя и печи по первому закону Кирхгофа соответственно для узлов a, b, c (рис. 2):
Фазные токи печи вычисляем через линейные токи печи, помня, что для симметричного режима ток фазы ab опережает линейный ток фазы A на 30? и по величине в меньше линейного тока:
Фазные токи для фаз bc и ca печи:
Падения напряжения в фазе A линии вычисляем по закону Ома как произведение линейного тока на сопротивление линии, предварительно записав это сопротивление в показательной форме:
Падения напряжения на других фазах линии:
Для определения линейных напряжений эквивалентной звезды предварительно найдем фазное напряжение по закону Ома:
Тогда:
Фазные напряжения других фаз эквивалентной звезды:
Так как эквивалентная звезда симметрична, линейное напряжение на ее зажимах a и b опережает фазное напряжение на 30? и по величине больше этого напряжения в :
Вычисляем по формуле (3) фазное (линейное) напряжение фазы ab печи:
Находим фазные (линейные) напряжения других фаз печи:
Потери активной мощности в линии:
где - действительная часть комплекса сопротивления линии, Ом.
Вычисляем:
По результатам вычислений строим векторные диаграммы:
Рис. 4 Векторная диаграмма фазных и линейных напряжений сети
Рис. 5 Векторная диаграмма линейных токов двигателя
Рис. 6 Векторная диаграмма фазных и линейных токов печи
4. В аварийном режиме при обрыве фазы ca печи:
Линейные токи двигателя остались без изменения, т.к. не изменились напряжения и параметры двигателя.
Рис. 7 Схема трехфазной цепи в аварийном режиме
4.1. Определение токов несимметричной нагрузки.
4.1.1. Найдем фазные напряжения несимметричной цепи:
Напряжение смещения нейтрали:
где, , , - фазные напряжения сети, В;
, , - проводимости фаз, См.
Вычислим проводимости , , , предварительно найдя сопротивления фаз несимметричной нагрузки:
Тогда:
Теперь по формуле (5) вычисляем напряжение смещения нейтрали:
Фазные напряжения несимметричной цепи определяем по формулам:
4.1.2. По закону Ома определим токи несимметричной нагрузки:
Проверяем правильность вычислений по первому закону Кирхгофа:
4.2. Входные токи цепи определяем через линейные токи двигателя и печи по первому закону Кирхгофа соответственно для узлов a, b, c схемы трехфазной цепи в аварийном режиме (рис. 7):
Рис. 8 Векторная диаграмма несимметричной нагрузки
Список используемой литературы
1. Бессонов, Л.А. Теоретические основы электротехники. Электрические цепи: учеб. для бакалавров/ Л.А. Бессонов. 11-е изд., перераб. и доп. М.: Юрайт, 2012. 701 с.
2. Касаткин, А.С. Электротехника: учеб. для вузов/А.С. Касаткин, М.В. Немцов. 9-е изд., стер. М.: Академия, 2008. 544 с.
3. Теоретические основы электротехники. Нелинейные электрические цепи. Электромагнитные цепи: учеб. пособие/ под ред. Г.И. Атабекова.-6-е изд., стер. СПб.: Лань, 2010. 432 с.
7. Пономаренко, В.К. Электротехника: учеб. пособие [Электронный ресурс] / В.К. Пономаренко. СПб.: ГОУ ВПО СПбГТУРП, 2010. 105 с. // Федеральный портал "Российское образование".
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Расчет линейной электрической цепи постоянного тока, а также электрических цепей однофазного синусоидального тока. Определение показаний ваттметров. Вычисление линейных и фазных токов в каждом трехфазном приемнике. Векторные диаграммы токов и напряжений.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 21.10.2013Электрический ток в различных средах. Цифровые и аналоговые интегральные микросхемы. Составление системы уравнений для расчета токов. Определение токов и падений напряжений на ветвях, потребляемой мощности цепи. Построение векторной диаграммы токов.
курсовая работа [640,4 K], добавлен 19.05.2015Решение линейных и нелинейных электрических цепей постоянного тока, однофазных и трехфазных линейных электрических цепей переменного тока. Схема замещения электрической цепи, определение реактивных сопротивлений элементов цепи. Нахождение фазных токов.
курсовая работа [685,5 K], добавлен 28.09.2014Обоснование схемы соединения приемников. Определение числовых значений сопротивлений. Фазные и линейные напряжения трехфазной цепи в комплексной форме. Расчет фазных и линейных токов приемников и составление баланса мощностей в трехфазной цепи.
контрольная работа [691,4 K], добавлен 16.11.2012Расчет разветвленной цепи постоянного тока с одним или несколькими источниками энергии и разветвленной цепи синусоидального переменного тока. Построение векторной диаграммы по значениям токов и напряжений. Расчет трехфазной цепи переменного тока.
контрольная работа [287,5 K], добавлен 14.11.2010Определение линейных и фазных токов и напряжений обмоток высшего и низшего напряжения, испытательных напряжений обмоток, активной и реактивной составляющих напряжения короткого замыкания. Вычисление магнитной системы. Поверочный тепловой расчет обмоток.
курсовая работа [318,4 K], добавлен 21.03.2015Определение фазных значений номинального напряжения. Линейные и фазные значения номинального тока на стороне ВН и НН. Коэффициент трансформации фазных и линейных напряжений. Вычерчивание схемы соединения обмоток, обеспечивающие получение заданной группы.
контрольная работа [147,3 K], добавлен 03.04.2009Определение основных электрических величин, линейных, фазных напряжений и токов обмоток; активной и реактивной составляющих напряжения короткого замыкания. Расчет основных размеров трансформатора. Выбор индукции в сердечнике и материала обмоток.
курсовая работа [316,3 K], добавлен 24.09.2013Расчет основных электрических величин, линейных и фазных токов и напряжений обмоток высшего и низшего напряжений. Выбор конструкции магнитной системы трансформатора. Окончательный выбор конструкции обмоток и их расчет. Потери и ток холостого хода.
курсовая работа [231,9 K], добавлен 12.12.2010Расчет линейных электрических цепей постоянного тока, определение токов во всех ветвях методов контурных токов, наложения, свертывания. Нелинейные электрические цепи постоянного тока. Анализ электрического состояния линейных цепей переменного тока.
курсовая работа [351,4 K], добавлен 10.05.2013