МУ для заочников Основы электротехники. Методические указания по изучению дисциплины и выполнению контрольных заданий для учащихся заочников 3 курса

• Название: Методические указания по изучению дисциплины и выполнению контрольных заданий для учащихся заочников 3 курса
• Анкор: МУ для заочников Основы электротехники.docx
• Дата: 10.02.2017
• Размер: 1.07 Mb.
• Имя файла: МУ для заочников Основы электротехники.docx
• Тип: Методические указания; #2529
• страница: 11 из 15

Задача 5. Для освещения рабочих мест в целях безопасности применили лампы накаливания пониженного напряжения 12, 24, 36 В). Для их питания установили однофазный понижающий трансформатор номинальной мощностью S_ном, работающий с коэффициентом нагрузки k_н.

Номинальные напряжения обмоток U _{ном 1} и U_{ном 2}; рабочие токи в обмотках I ₁ и I₂.

Коэффициент трансформации равен К. К трансформатору присоединили лампы накаливания мощностью Р_лкаждая в количестве п_л. Коэффициент мощности ламп соs φ₂=1,0. Схема присоединения ламп к трансформатору приведена на рис. 98. Потерями в трансформаторе можно пренебречь. Используя данные для своего варианта, указанные в табл. 27, определить все неизвестные величины, отмеченные прочерками в таблице.

Каковы особенности внешней характеристики сварочного трансформатора? Каким образом получают такую характеристику?

Указания: 1. См. решение типового примера 12, 2, Для ламп накаливакия соs φ₂=1,0, поэтому коэффициент нагрузки

k_н = Р_лn_л/S_ном

Задача 6. Аппаратный цех электротехнического завода потребляет активную мощность Р₂ при коэффициенте мощности соs φ₂. Для питания потребителей цеха на подстанции установили трехфазные трансформаторы с первичным напряжением U_ном. Однако энергосистема, ограничив потребление реактивной мощности до Q_э, называемой оптимальной, потребовала установить на низшем напряжении подстанции 380 В конденсаторы. Определить: 1) необходимую мощность конденсаторной батареи Q_б выбрать ее тип, пользуясь табл. 19; 2) номинальную мощность трансформатора на подстанции в двух случаях: а) до установки батареи, б) после установки батареи. На основании табл. 18 выбрать тип трансформатора; 3) в обоих случаях определить коэффициент полезного действия трансформатора с учетом фактической нагрузки. Сделать заключение о целесообразности компенсации реактивной мощности потребителей цеха. Данные для своего варианта взять из табл. 28.

Таблица 27

Номер варианта	Sном, кВ·А	kн	Uном 1 B	Uном 2 B	I1, A	I2, A	K	Pл, Вт	n л, шт
06 16 26 36 46 56 66 76 86 96 07 17 27 37 47 57 67 77 87 97	250 - - 400 250 - - 400 500 - 500 - - 100 400 - 500 - 500 -	- 0,75 0,9 0,8 - 0,8 0,9 - - 0,8 - 0,8 1,0 - - 0,75 0,85 0,9 - -	- 500 - 220 - 127 - 500 127 380 - 220 - 127 500 - 380 220 - -	12 - 24 24 - - 12 36 12 - 36 - 36 - 36 36 - - 24 24	- 0,75 1,63 - 0,91 3,15 - 0,6 - - 1,12 - 0,8 0,71 - - - - 0,75 1,45	- 15,6 15 - 16,7 - 7,5 - 33,3 18,7 - - 11,1 - - 8,34 11,8 - - 13,35	31,7 - - - - 10,6 10,6 - - - 10,6 18,35 - 10,6 - 13,9 - 9,18 20,8 -	25 - 60 40 100 - 15 - 40 40 25 100 - - 100 60 - 60 25 40	8 15 - - 2 10 - 5 - 5 - 2 4 6 4 - 17 6 - 8

Таблица 28

Номер варианта	P2, кВт	соs φ2	Qэ квар	Uном 1 кB	Номер варианта	P2, кВт	соs φ2	Qэ квар	Uном 1 кB
08 18 28 38 48 58 68 78 88 98	1400 370 600 1000 220 2300 1700 750 160 1150	0,75 0,8 0,85 0,8 0,75 0,8 0,7 0,8 0,65 0,75	350 110 150 22 80 700 350 225 50 350	10 6 10 10 6 10 10 6 6 10	09 19 29 39 49 59 69 79 89 99	1500 700 2000 900 290 550 180 860 1500 300	0,77 0,75 0,65 0,75 0,8 0,88 0,75 0,7 0,8 0,75	330 200 1100 200 110 150 50 280 400 110	10 6 10 10 6 6 6 10 10 10

Указания: 1. См. решение типового примера 13. 2. На подстанции возможна установка одного трансформатора или двух одинаковой мощности, 3. При выборе трансформатора необходимо обеспечить их коэффициент нагрузки k_н, равным 0,9-1,0. 4. Первичное напряжение U_{ном 1} задано для выбора типа трансформатора.

Задача 7. На рис. 99 показана векторная диаграмма однофазного трансформатора при холостом ходе. На основании данных диаграммы, приведенных в табл. 29 вариантов, определить: 1) коэффициент трансформации К; 2) потери в стали Р_ст, пренебрегая потерями на нагревание первичной обмотки; 3) числа витков обеих обмоток при частоте тока питающей сети f=50 Гц. Приняв ток холостого хода составляющим 5% от номинального




первичного тока, найти номинальные токи в обмотках I_ном1 и I_ном2 и номинальную мощность трансформатора S_ном.

Почему основной магнитный поток в магнитопроводе трансформатора остается неизменным при любой нагрузке? Выполнение какого условия необходимо для соблюдения такого постоянства потока?

Указания: 1. Потери в стали практически равны потерям холостого хода: Р_cт = U₁I_x соs φ_x. Числа витков обмоток определяют из формул

Таблица 29

Номер варианта	U1 В	Ix А	Е2 В	Фm Вб	φ0x	Номер варианта	U1 В	Ix А	Е2 В	Фm Вб	φ0x
10 20 30 40 50	500 380 220 127 660	0,15 0,2 0,5 0,1 0,18	36 220 500 12 24	0,002 0,0015 0,008 0,0012 0,0018	85 80 86 78 75	60 70 80 90 00	500 380 220 127 660	0,12 0,25 0,3 0,16 0,22	24 127 380 24 36	0,0016 0,0025 0,002 0,001 0,002	83 84 77 75 82

для Е₁ и Е₂, причем при холостом ходе Е₁ ≈ U₁, Е₂ = U_ном2. 3. Номинальная мощность трансформатора S_нoм = U_ном2I_{ном 2}, где I_ном = КI_{ном 1}.

Задача 8. Трехфазный асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором установлен для привода ленточного конвейера. Двигатель потребляет из сети мощность Р₁при номинальном напряжении U_номи номинальном токе I_ном. Полезная мощность на валу равна Р_{ном 2} Коэффициент полезного действия двигателя η_ном. Суммарные потери мощности в двигателе равны Σ Р. Коэффициент мощности двигателя составляет соs φ_ном. Двигатель развивает на валу полезный момент М_номпри частоте вращения ротора n_{ном 2}. При этом двигатель работает со скольжением η_ном. Частота вращения поля статора равна n₁. Частота тока во вращающемся роторе f_2s; частота тока в сети f₁= 50 Гц.

Используя данные, приведенные в табл. 30, определить все величины, отмеченные прочерками в таблице вариантов.

Как изменится при увеличении нагрузки на валу двигателя частота вращения ротора n₂; частота тока в роторе f_2s и значение тока, потребляемого двигателем из сети? Приведите соответствующие пояснения.

Указание. См. решение типового примера 15.
Таблица 30

Величина	Вариант
	01	11	21	31	41	51	61	71	81	91
Р1, кВт Uном , В Iном , A Рном 2, кВт ηном ΣP, кВт соs φном 1, Mном Н·м nном 2, об/мин соs φном 2, sном , % f2s, Гц	- 380 12,5 5,3 0,78 - 0,81 - 2950 - - -	22,6 380 - - - 2,6 0,85 - - - 3000 1,3	- 220 16 - - - 0,85 29,5 1440 4,0 - -	- 220 - 4,5 0,84 - 0,8 - 950 - 1000 -	- 380 - 10 0,88 - 0,89 - - 2,0 1500 -	20,4 - 38,8 - 0,85 - 0,8 - 730 2,67 - -	5,18 220 - 4,45 - - 0,85 - - - 1500 2,0	5,36 220 17,6 - - 0,86 - 45,2 - - - 2,5	- 380 - 17,34 - 3,06 0,8 226,8 - - 750 -	11,36 380 22,1 - - 1,36 - - 950 - - 2,5