Методические указания к выполнению работы.
П. 1.1.1. В зависимости от номинального напряжения нагрузок выбирают их подключение к линейному (Uном=380 В) или фазному (Uном=220 В) напряжениям. В некоторых случаях подключение задано в условии. Далее находят:
а) полную мощность нагрузки:
Sном = P / cos, ВА (3.1)
б) номинальный ток
Iном = Sном/Uном, А (3.2)
в) угол сдвига фаз (например, по значению cos)
П. 1.1.2. Вначале изобразим заданную схему замещения, считая нагрузку активно-индуктивной:
а) б)
Рис. 3.1. Параллельная (а) и последовательная (б) схемы замещения нагрузок.
Затем рассчитываем параметры соответствующей схемы в следующем порядке:
а) параллельная схема замещения:
- находим активную и реактивную составляющие тока нагрузки:
Iа = Iном * cos (3.3)
Iр = Iном * sin (3.4)
- находим значения активного и реактивного сопротивлений схемы замещения по закону Ома:
Rпар = Uном / Ia (3.5)
Xпар = Uном / Iр (3.6)
б) последовательная схема замещения:
- находим полное сопротивление нагрузки:
Z = Uном / Iном (3.7)
- находим значения активного и реактивного сопротивлений схемы замещения:
Rпосл = Z * cos (3.8)
Xпосл = Z * sin (3.9)
- активную и реактивную составляющие напряжения для построения векторной диаграммы:
Ua = Uном * cos (3.10)
Uр = Uном * sin (3.11)
Для параллельной схемы замещения строим векторную диаграмму токов, для последовательной – векторную диаграмму напряжений.
П. 1.1.3. Для осветительной нагрузки общую мощность каждой фазы находят, умножая количество ламп в фазе на номинальную мощность одной лампы, а ток находят исходя из полученного значения мощности, считая коэффициент мощности осветительной нагрузки равным единице.
П. 1.2.2. Электрические параметры асинхронного двигателя в номинальном режиме можно найти следующим образом: - активная мощность, потребляемая в номинальном режиме:
Р1ном = (Рном / ном)*100% (3.12)
- полная мощность в номинальном режиме:
Sном = Р1ном / cosном (3.13)
- номинальный ток двигателя (линейный):
Iном = Sном / 3 * Uном (3.14)
- реактивная мощность в номинальном режиме:
Qном
= Sном*sinном
=
(3.15)
П. 1.2.3. Расчет упрощенной механической характеристики двигателя можно провести в следующем порядке:
а) Точка идеального холостого хода:
- скольжение равно 0;
- скорость вращения ротора равна скорости вращения магнитного поля и может быть определена по формуле
n0 = 60*f / p , об/мин (3.16)
где p - число пар полюсов (указано в типе двигателя), f = 50 Гц
- момент на валу равен 0.
б) Точка номинального режима:
- скольжение равно номинальному значению;
- скорость вращения ротора (если не задана в паспорте) находится из формулы скольжения:
nном = n0 * (1 – s ном) об/мин, (3.17)
где номинальное скольжение необходимо подставлять в долях единицы, а не в процентах.
- момент на валу определяется из формулы механической мощности:
Мном = 9550*Рном / nном , Н*м (3.18)
в) Критическая точка:
- скольжение в критической точке можно найти, используя приближенную формулу Клосса для номинальной точки. Решение получившегося квадратного уравнения относительно критического скольжения имеет вид:
(3.19)
где = Ммакс / Мном – заданная в паспорте перегрузочная способность двигателя.
- скорость вращения ротора определяем через скольжение:
nкр = n0 * (1 – s кр) , об/мин (3.20)
- момент на валу определяем по заданной перегрузочной способности двигателя.
г) Точка пуска:
- скольжение равно 1, скорость вращения равна 0;
- пусковой момент определяем по его заданной кратности.
Расчет точек электромеханической характеристики производим в соответствии с оговоренными в п. 1.2.3 задания условиями и заданной кратностью пускового тока.
П. 1.2.5. Расчет параметров конденсаторной батареи можно произвести в таком порядке:
а) находим линейный ток КБ:
(3.21)
б) находим реактивное сопротивление одной фазы батареи (для соединения конденсаторов в треугольник):
(3.22)
в) находим емкость конденсаторов одной фазы:
Cф = 106 / ( * Хф), мкФ (3.23)
П. 1.3.1. Номинальный ток нагрузки постоянного тока находим по заданным значениям номинальной мощности и номинального напряжения.
П. 1.3.2. Расчет параметров выпрямителя ведем в следующем порядке:
а) В соответствии с заданием изображаем схему выпрямительной установки. Для однофазных схем выпрямления трансформатор подключаем на линейное напряжение (между любыми двумя линейными проводами), для трехфазных – трансформатор подключаем по схеме Y/ для мостовой схемы, и по схеме /Y – для нулевой.
б) По приведенным в табл. П1 приложения соотношениям находим для своих данных величины напряжения вторичной обмотки трансформатора U20 , расчетные значения максимального значения обратного напряжения и прямого среднего тока через диоды, а также величины тока вторичной обмотки трансформатора и его габаритную мощность. Полученные значения заносим в соответствующие колонки табл. 3.
в) По справочнику выбираем тип диодов по ближайшим большим значениям обратного напряжения и прямого тока. Записываем тип диода и его параметры в таблицу.
г) В зависимости от схемы соединения трансформатора находим ток его первичной обмотки и коэффициент трансформации (для трехфазных схем находим фазный коэффициент трансформации).
П. 1.4.1. Вычерчиваем упрощенную схему подключения нагрузок в соответствии со своим вариантом задания, показав схему замещения заданной однофазной нагрузки и схему выпрямительной установки.
П. 4.1.2. Для нахождения линейных токов и тока в нейтральном проводе строим в масштабе совмещенную векторную диаграмму всех потребителей, соединенных по схемам «звезда» и «треугольник», а также однофазных нагрузок. Ток, потребляемый выпрямительной установкой, считаем чисто активным. Расчет активной мощности ведем отдельно для каждой фазы, найдя затем общую активную мощность как сумму мощностей фаз.