621.3(075)
М
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
КАФЕДРА ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ И МЕХАТРОНИКИ
Д.П. Рассоха
Методические указания и варианты
по курсовой работе по предмету
«Теоретические основы электротехнике»
на тему:
«Расчет трехфазных цепей»
для студентов специальности 140610
Таганрог 2013
УДК 621.3.011.1(07.07)
Д.П. Рассоха.
Методические указания и варианты по курсовой работе по предмету «Теоретические основы электротехнике» на тему: «Расчет трехфазных цепей», для студентов специальности 140610 . - Таганрог: Изд-во ТТИ ЮФУ, 2013. - 100 с.
Методические материалы, изложенные в данной работе, содержат всю необходимую информацию по выполнению курсовой работы по курсу «Теоретические основы электротехники». Выполнение курсовой работы ориентировано на оптимальное сочетание индивидуальной самостоятельной работы студентов и аудиторных занятий.
Цель данной работы заключается в оказании методической помощи студентам, изучающим курс «Теоретические основы электротехники».
Табл. 14. Библиогр.: 17 назв.
Рецензент А.А. Шеслер, канд. техн. наук, директор НПТК “АВС-LTD”.
ТТИ Южного федерального университета, 2013
Содержание
ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ 5
1. СОДЕРЖАНИЕ РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНОЙ ЗАПИСКИ И ЕЕ ОФОРМЛЕНИЕ 5
1.1. Общие требования 5
1.2. Задание к курсовой работе 6
2 МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ 15
2.1.ТРЕХФАЗНЫЕ ЦЕПИ 15
2.2 МАТРИЧНЫЕ МЕТОДЫ РАСЧЕТА ЛИНЕЙНЫХ ЦЕПЕЙ 21
2.1. Обобщённое и аналитическое представления схем 22
2.2. Основные матричные уравнения электрических цепей 23
2.3. МЕТОД СИММЕТРИЧНЫХ СОСТАВЛЯЮЩИХ 27
2.3.1. Симметричные составляющие трехфазной системы величин 27
2.3.2. Некоторые свойства трехфазных цепей в отношении симметричных составляющих токов и напряжений 28
2.4 Фильтры симметричных составляющих 30
2.4.1 Фильтры напряжения нулевой последовательности (ФННП) 30
2.4.2 Фильтры тока нулевой последовательности (ФТНП) 31
4.3 Фильтр напряжения обратной последовательности (ФНОП) 32
4.4 Фильтры тока обратной последовательности (ФТОП) 33
2.5. АНАЛИЗ ЦЕПЕЙ С НЕСИНУСОИДАЛЬНЫМИ ПЕРИОДИЧЕСКИМИ ИСТОЧНИКАМИ 35
2.5.1 Общие положения 35
2.5.2 особенности работы трехфазных систем, вызываемые гармониками, кратными трем. 39
2.6.АНАЛИЗ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ В ЛИНЕЙНЫХ ЦЕПЯХ 41
2.6.1 Возникновение переходных процессов. Понятие о коммутации 41
2.6.2 Законы коммутации 44
2.6.3 Классический метод расчета переходного процесса. 45
2.6.4 Операторный метод 47
2.6.5 Метод переменных состояния 50
2.6.5.1 . Общие понятия и определения 50
2.6.5.2 Формирование уравнения в матричной форме по методу наложения 51
2.6.6 Расчёт переходного процесса с помощью интеграла Дюамеля 52
3. ПРИМЕР ВЫПОЛНЕНИЯ КУРСОВОЙ РАБОТЫ 58
3.1Постановка задачи в курсовой работы 58
3.2 Пример выполнения задачи № 1 59
3.3 Пример выполнения задачи №2. 63
3.3 Пример выполнения задачи №3 67
3.3 Пример выполнения задачи №4. 71
3.3 Пример выполнения задачи №5. 75
3.3 Пример выполнения задачи №6 79
3.3 Пример выполнения задачи №7 84
3.4 Пример выполнения задачи №8 89
3.3 Пример выполнения задачи №9 101
Библиографический список 103
Основные положения
Вариант задания определяется двумя последними цифрами шифра зачетки.
В работе рассматриваются задачи:
расчета симметричных и несимметричных трехфазных цепей;
моделирования трехфазных цепей в Multisim;
моделирования трехфазных цепей в MATLAB .
Расчет выполняется на современных математических системах, таких как Mathcad и MATLAB, которые позволяют выполнения матричных вычислений.
Работа оформляется в виде расчетно-пояснительной записки. После проверки преподавателем работа допускается к защите.
Защита работы после окончания срока сдачи курсовой работы.
Оценка по работе определяется грамотностью и качеством выполнения задания, ритмичностью работы студентов в течение семестра.
1. Содержание расчетно-пояснительной записки и ее оформление
1.1. Общие требования
Расчетно-пояснительная записка должна содержать следующие разделы:
титульный лист (см. приложение);
задание на курсовую работу;
теоретическую часть;
расчетную часть;
заключение;
литературу.
В ее состав должны входить следующие рисунки:
заданная принципиальная схема;
схема замещения трехфазных цепей;
результаты расчета в MathCad;
моделирующие схемы в Multisim;
моделирующие схемы в MATLAB
В задании приводится задача с исходными данными, согласно варианту задания и характеристики, которые необходимо вычислить.
В расчетной части приводятся основные понятия и определения (т.е. теоретическая часть), обоснование выполняемых расчетов, результаты численных расчетов на ПЭВМ в виде распечаток.
В заключение необходимо качественно пояснить результаты расчетов и сделать выводы.
Список литературы должен содержать все источники, на которые есть ссылки в тексте.
Расчетно-пояснительная записка выполняется на отдельных листах формата А-4 с соблюдением полей: 10 мм справа и 20 мм в остальных случаях.
Формулы, на которые ссылаются по тексту, нумеруются арабскими цифрами в круглых скобках. Ссылки располагаются в правой части листа. Ссылки на используемую литературу даются в тексте в соответствии с логической необходимостью в квадратных скобках арабскими цифрами.
1.2. Задание к курсовой работе
Для получения расчетной схемы, необходимо в топологию цепи (рис. 1) поместить элементы из таблицы 1, которые указаны буквами (R-сопротивление, L - индуктивность, C-емкость, Кз- ключ на замыкание, Кр- ключ на размыкание) на места элементов Э1, Э2 и Э3. Если в таблице 1 элементы записаны через запятую, то они включаются в ветвь последовательно. К зажимам А,В,С и N подключается трехфазный симметричный источник с линейным напряжение 380 В (UЛ=380 В) и частотой 50 Гц (f=50 Гц)
Ключ на замыкания (Кз) подключается между узлами 1, 2, 3 и 4.
К
люч
на размыкания (Кр) включается в ветви
последовательно с элементами цепи.
Значение элементов численно равно:
R = 100 Ом;
С = 31,831 мкФ;
L = 0,31831 Гн.
Вариант выбирается по последним двум цифрам зачетной книжки.
Пример составления расчетной схемы для варианта №0 (Рис. 2)
Рис. 1
Вариант |
Номер Элементов ветвей |
Ключи |
||||
№ |
Э1 |
Э2 |
Э3 |
Кз узлов |
Кр в ветви |
|
0 |
L,R |
C |
L,R |
1,2 |
4 |
|
Рис. 2