Основы начертательной геометрии Метрические задачи Электротехника Математика Информатика

Курсовая работа Расчет электрической цепи постоянного и переменного тока

В трансформаторе имеются два вида потерь: магнитные потери, вызванные прохождением магнитного потока по магнитопроводу, и электрические потери, возникающие при протекании тока по обмоткам.

Так как магнитный поток трансформатора при U1 = const и изменении вторичного тока от нуля до номинального практически остаётся постоянным, то и магнитные потери ∆PСТ в этом диапазоне нагрузок также можно принять постоянными и равными потерям холостого хода P0. Лабораторная работа № 9 Исследование двигателя постоянного тока последовательного возбуждения Цель работы: изучить устройство двигателя, получить навыки в сборке схемы включения, реверсировании и регулировании частоты вращения двигателя; снять рабочие и механические характеристики.

Электрические потери в меди обмоток ∆Pм пропорциональны квадрату тока. Их удобно выразить через потери короткого замыкания PКН, полученные при номинальном токе,

 

,

где β – коэффициент нагрузки, .

Учитывая, что P2 = βSНcosφ2 = P1 – ∑∆P, получаем расчетную формулу для определения КПД,

 , (5.15) Расчёт сложной цепи методом межузлового напряжения Для цепи рассчитать все токи методоммежузлового напряжения

где

номинальная полная мощность трансформатора;

φ2

угол сдвига фаз между напряжением и током в нагрузке.

Максимум КПД можно найти, приравняв первую производную  к нулю. При этом получим, что КПД имеет максимальные значения при такой нагрузке, когда постоянные (не зависящие от тока) потери P0 равны переменным (зависящим от тока) , т. е.

, откуда .

У современных силовых масляных трансформаторов βопт = 0,5…0,7. С такой нагрузкой трансформатор наиболее часто работает в процессе эксплуатации.

Характерной особенностью зависимости η = f(β) для трансформаторов является малое изменение их КПД при значительных колебаниях коэффициента нагрузки β.

На КПД трансформатора оказывает влияние характер нагрузки: с повышением cosφ2 КПД увеличивается, так как при этом возрастает полезная активная мощность, а потери при β = const остаются неизменными.

График зависимости η = f(β) изображен на рисунке 5.4.

Рисунок 5.4 – Кривая изменения КПД трансфор-

матора в зависимости от коэффициента нагрузки

Для определения процентного изменения напряжения на вторичной обмотке однофазного трансформатора используют уравнение

, (5.16)

где uКА и uКР – активная и реактивная составляющие напряжения короткого замыкания, выраженные в процентах.

Определение этих величин уже ранее рассматривалось.

Из уравнения (5.16) следует, что изменение напряжения трансформатора зависит от коэффициента нагрузки (β), её характера (угла φ2) и составляющих напряжения короткого замыкания (uКА и uКР).

Для трехфазного трансформатора при соединении первичной обмотки звездой уравнение (5.16) справедливо для фазы, при этом

,

где U1НФ – номинальное фазное напряжение первичной обмотки.

Если значение ∆u% найдено, то вторичное напряжение однофазного трансформатора

. (5.17)

Внешней характеристикой трансформатора является зависимость  при U1 = const и cosφ2 = const (рисунок 5.5).

Для построения внешней характеристики можно использовать уравнения (5.16) и (5.17).

При активно-емкостной нагрузке и определенном соотношении rН и xСН можно получить постоянство U2 при росте I2. Это достигается, когда угол φ2 имеет определенную величину и является отрицательным. Отмеченное следует из уравнения (5.16), приравняв нулю ∆u %. Учитывая что , получаем:

 и , .

 

Рисунок 5.5 – Внешние характеристики трансформаторов средней и большой мощностей при различных характерах нагрузки

В процессе работы асинхронный двигатель преобразует электрическую энергию, полученную из сети, в механическую энергию, отдаваемую нагрузке. Как и в любой реальной машине, это преобразование не обходится без потерь. При протекании токов по обмоткам статора и ротора в последних возникают потери, называемые медными потерями. При прохождении магнитного потока железу магнитопровода возникают стальные потери. Наконец, при вращении ротора возникают механические потери, вызванные трением в подшипниках, трением ротора о воздух, потерями на вентиляцию. Суммарные потери обозначаются ΣP. К.П.Д. двигателя определяется по формуле:

Коэффициент мощности определяют по формуле:

Зависимость КПД. и cos φот полезной мощности называется рабочими характеристиками асинхронного двигателя. Расчет и опыт

показывают, что К.П.Д. и cos φвозрастают с увеличением полезной нагрузки на валу двигателя, достигают максимума при нагрузках, близких к номинальным, а при дальнейшем увеличении нагрузки снижаются. Отсюда вывод -асинхронный двигатель невыгодно эксплуатировать при малых нагрузках, ибо его энергетические показатели (К.П.Д. cos φ) малы.


На главную