Курсовая работа по электрическим машинам. курсовая 19. Утверждаю заведующий кафедрой (число, месяц, год) задание 19

• Название: Утверждаю заведующий кафедрой (число, месяц, год) задание 19
• Анкор: Курсовая работа по электрическим машинам
• Дата: 06.06.2022
• Размер: 163.99 Kb.
• Имя файла: курсовая 19.docx
• Тип: Документы; #573823
• страница: 3 из 4

Удельная тепловая нагрузка: Вт/м²:

(5.4.1)



(5.4.2)



(5.4.3)



где S_охл1, S_охл2, S_охл.с– соответственно поверхности охлаждения обмоток ВН, НН и стали сердечника, м²:

S_охл1 = 2К_закД_ср1h_об (5.4.4)

S_охл1 = 2∙0,8∙3,14∙0,213∙0,351=0,375

S_охл2 = 2К_закД_ср2h_об (5.4.5)

S_охл2 = 2∙0,8∙3,14∙0,142∙0,351=0,25

S_охл.с = m₁К_закДl_ст + 2Д_аl_а (5.4.6)

S_{охл с} = 3∙0,8∙3,14∙0,11∙0,351+2∙3,14∙0,11∙0,61=0,711

где Д_а и l_а соответственно диаметр и полная длина ярма, м; h_об – высота обмотки, м; К_зак – коэффициент закрытия, учитывающий уменьшение поверхности охлаждения обмоток и стали сердечника за счет различных прокладок К_зак≈ 0,8.

6. Расчет эксплуатационных характеристик трансформатора

6.1 Параметры схемы замещения трансформатора определяем следующим образом

Находим полное сопротивление короткого замыкания и его составляющие, Ом:

(6.1.1)



(6.1.2)



(6.1.3)



где U_к.ф – фазное значение напряжения короткого замыкания, В; I_1н – номинальный ток первичной обмотки трансформатора, А.

Фазное значение напряжения короткого замыкания, В:

U_фк= U_1ф∙ U_к/100 (6.1.4)

U_фк= 5773,5 ∙4,5/100=259,807

Считая сопротивление первичной обмотки и приведенное сопротивление вторичной обмотки примерно одинаковыми, определяют их по формулам, Ом:

(6.1.5)



(6.1.6)



(6.1.7)



Сопротивление холостого хода и его составляющие находим из соотношений, кОм:

(6.1.8)



(6.1.9)



(6.1.10)



где U_1ф – фазное напряжение первичной обмотки; - потери холостого хода на фазу, Вт;I₀- ток холостого хода, который определяется по формуле, А:

I₀= (I₀^%∙ I_ф)/100 (6.1.11)

I₀= (3,637∙2,7)/100=0,098

Сопротивление намагничивающего контура и его составляющие находят из соотношений, Ом:

Z_m = Z₀ – Z₁ (6.1.12)

Z_m = 58913,285 –35,717=58877,568

х_m = x₀ – x₁ (6.1.13)

х_m = 58321,424-31,868=58289,556

r_m = r₀ –r₁ (6.1.14)

r_m = 8329,862-16,127=8313,735

Т-образная схема замещения трансформатора приведена на рисунке 2.



Рисунок 2. Т-образная схема замещения трансформатора

6.2 Векторная диаграмма

Векторную диаграмму трансформатора строим для одной фазы при номинальной нагрузке и cosφ₂ = 0,8 (отстающий ток) по известному току нагрузки, вторичному напряжению и углу сдвига между ними.

Векторная диаграмма строится для фазных величин токов и напряжений в такой последовательности:

Проводим вертикальный вектор

(6.2.1)



где k - коэффициент трансформации трансформатора (k=25).

Под углом φ₂=arccos(0,8) к проводим вектор тока

(6.2.2)



На основании уравнения трансформатора строим вектор ЭДС:

(6.2.3)

Перпендикулярно к вектору проводим вектор магнитного потока Ф_m произвольной длины.

Строим на векторе Ф_m векторы I_xp и I_xa и получаем вектор тока холостого тока I_x.

По уравнению I₁=I₀-I₂ строим вектор первичного тока I₁.

На основании уравнения трансформатора

(6.2.4)

Строим вектор первичного напряжения U₁ (E₁=E₂).

Векторная диаграмма приведена на рисунке 4.

6.3 Зависимость изменения вторичного напряжения трансформатора от угла сдвига фаз между напряжением и током

ΔU = β(U_каcosφ₂ + U_крsinφ₂) (6.3.1)

ΔU = 1(2,57∙cos90 + 4,1∙sin90)=4,1

где β=1 – степень нагрузки трансформатора; U_ка , U_кр – соответственно активная и реактивная составляющие напряжения короткого замыкания, %.

Зависимость ΔU = f(φ₂) рассчитываем для номинальной нагрузки при изменении φ₂ в пределах от +90⁰ до –90⁰. Результаты расчета заносим в таблицу 1.

Таблица 1.

Зависимость ΔU = f(φ₂)

φ2	град	+90	+60	+45	+30	0	-30	-45	-60	-90
ΔU	%	4,31	3,732	3,047	2,155	0,00014	-0,943	-6,851	-3,732	-4,31

Графическая зависимость ΔU = f(φ₂) приведена на рисунке 5.

6.4 Внешняя характеристика трансформатора

Внешняя характеристика трансформатора – это зависимость вторичногонапряжения от степени нагрузки трансформатора при постоянных первичном напряжении, частоте и cosφ₂.

В работе рассчитываем внешние характеристики для cosφ₂ = 1 и 0,6 при φ₂> 0 и φ₂< 0 и изменении нагрузки трансформатора от холостого хода до 1,5 номинальной. Для построения внешних характеристик рассчитываем по 5-6 точек для каждой характеристики. Значение вторичного напряжения в процентах определяем следующим образом, %:

U₂% = 100 – ΔU (6.4.1)

U₂% = 100 – 0=100

ΔU = 0·(2,57∙cos(0) + 4,1∙sin(0))=0

где ΔU – изменение вторичного напряжения трансформатора, которое определяется по выражению (6.3.1).

Результаты расчета сводим в таблицу 2.

Таблица 2.

Внешняя характеристика трансформатора

№ п.п.	Β	cosφ2 = 1			cosφ2 = 0,6; φ2> 0			cosφ2 = 0,6; φ2< 0
		ΔU,%	U2,%	ΔU,%		U2,%	ΔU,%		U2,%
1	0	0	100	0		100	0		100
2	0,2	0,514	99,999	0,9644		99,31	-0,3476		100,654
3	0,4	1.028	99,999	1,9288		98,841	-0,6952		101,309
4	0,8	2.056	99,999	3,8576		98,262	-1,3904		101,964
5	1	2,57	99,999	4,822		97,683	-1,738		102,619
6	1,5	3,855	99,999	7,233		95,656	-2,607		103,274