- •Основные положения
- •1. Содержание расчетно-пояснительной записки и ее оформление
- •1.1. Общие требования
- •1.2. Задание к курсовой работе
- •Для полученной расчетной схемы выполнить:
- •2 Методические указания
- •2.1.Трехфазные цепи
- •2.2 Матричные методы расчета линейных цепей
- •2.1. Обобщённое и аналитическое представления схем
- •2.2. Основные матричные уравнения электрических цепей
- •2.3. Метод симметричных составляющих
- •2.3.1. Симметричные составляющие трехфазной системы величин
- •2.3.2. Некоторые свойства трехфазных цепей в отношении симметричных составляющих токов и напряжений
- •2.4 Фильтры симметричных составляющих
- •2.4.1 Фильтры напряжения нулевой последовательности (фннп)
- •2.4.2 Фильтры тока нулевой последовательности (фтнп)
- •4.3 Фильтр напряжения обратной последовательности (фноп)
- •4.4 Фильтры тока обратной последовательности (фтоп)
- •2.5. Анализ цепей с несинусоидальными периодическими источниками
- •2.5.1 Общие положения
- •2.5.2 Особенности работы трехфазных систем, вызываемые гармониками, кратными трем.
- •2.6.Анализ переходных процессов в линейных цепях
- •2.6.1 Возникновение переходных процессов. Понятие о коммутации
- •2.6.2 Законы коммутации
- •2.6.3 Классический метод расчета переходного процесса.
- •2.6.4 Операторный метод
- •2.6.5 Метод переменных состояния
- •2.6.5.1 . Общие понятия и определения
- •2.6.5.2 Формирование уравнения в матричной форме по методу наложения
- •2.6.6 Расчёт переходного процесса с помощью интеграла Дюамеля
- •3. Пример выполнения курсовой работы
- •3.1Постановка задачи в курсовой работы
- •Пример выполнения задачи № 1
- •Пример выполнения задачи № 1 в программеMathCad
- •Пример моделирование задачи № 1 в программе matlab и simulink
- •3.3 Пример выполнения задачи №2.
- •Пример выполнения задачи № 2 в программеMathCad
- •Пример моделирование задачи № 2 в программеMatlab и simulink
- •3.3 Пример выполнения задачи №3
- •Пример выполнения задачи № 3 в программеMathCad
- •Пример моделирование задачи № 3 в программеMatlab и simulink
- •3.3 Пример выполнения задачи №4.
- •Пример выполнения задачи № 4 в программеMathCad
- •Пример моделирование задачи № 4 в программеMatlab и simulink
- •3.3 Пример выполнения задачи №5.
- •Пример выполнения задачи № 5 в программеMathCad
- •Пример моделирование задачи № 5 в программеMatlab и simulink
- •3.3 Пример выполнения задачи №6
- •Пример выполнения задачи № 6 в программеMathCad
- •Пример моделирование задачи № 6 в программеMatlab и simulink
- •3.3 Пример выполнения задачи №7
- •Пример выполнения задачи № 7 в программеMathCad
- •Пример моделирование задачи № 7 в программеMatlab и simulink
- •3.4 Пример выполнения задачи №8
- •1 Рассчитать переходной процесс для ток iA(t), в полученной однофазной классическим методом
- •3.3 Пример выполнения задачи №9
- •Пример моделирование задачи № 9 в программеMatlab и simulink
- •Пример моделирование задачи № 9 в программеMatlab и simulink
- •Библиографический список
- •Рассоха Дмитрий Павлович
Для полученной расчетной схемы выполнить:
Задача 1. Трехфазный симметричный источник соединен в виде звезды без нейтрального провода. Необходимо:
вычислить действующее значение переменного тока, во всех ветвях заданной расчетной схемы используя метод узловых напряжений;
вычислить действующее значение переменного тока, во всех ветвях используя свойства симметричной трехфазной цепи и метод эквивалентных преобразований;
найти полную комплексную мощность, отдаваемую источниками и баланс мощностей;
выполнить моделирование схемы в MATLAB и измерить токи во всех ветвях и напряжения во всех узлах и привести протокол моделирования;
выполнить моделирование схемы в моделирующие схемы в Multisim и измерить токи во всех ветвях и напряжения во всех узлах и привести протокол моделирования;
вычислить в нейтрали значение токов прямой, обратной и нулевой последовательности;
сравнить результаты расчета и моделирования.
Задача 2. Трехфазный симметричный источник соединен в виде звезды с нейтральным проводом. Необходимо:
вычислить действующее значение переменного тока, во всех ветвях заданной расчетной схемы используя метод узловых напряжений;
найти полную комплексную мощность, отдаваемую источниками и баланс мощностей;
выполнить моделирование схемы в MATLAB и измерить токи во всех ветвях и напряжения во всех узлах и привести протокол моделирования;
выполнить моделирование схемы в моделирующие схемы в Multisim и измерить токи во всех ветвях и напряжения во всех узлах и привести протокол моделирования;
вычислить в нейтрали значение токов прямой, обратной и нулевой последовательности;
сравнить результаты расчета и моделирования.
Задача 3. Трехфазный симметричный источник соединен в виде треугольника. Необходимо:
вычислить действующее значение переменного тока, во всех ветвях заданной расчетной схемы используя метод узловых напряжений;
найти полную комплексную мощность, отдаваемую источниками и баланс мощностей;
выполнить моделирование схемы в MATLAB и измерить токи во всех ветвях и напряжения во всех узлах и привести протокол моделирования;
выполнить моделирование схемы в моделирующие схемы в Multisim и измерить токи во всех ветвях и напряжения во всех узлах и привести протокол моделирования;
сравнить результаты расчета и моделирования
Задача 4. В трехфазной симметричной цепи с нейтральным проводом происходит замыкания ключа (Кз) между указанными узлами (т.е. осуществляется режим короткого замыкания). Необходимо:
вычислить комплексное действующее значения переменного тока и напряжения, во всех ветвях заданной расчетной схемы;
используя метод симметричных составляющих вычислить в нейтральном проводе токи прямой, обратной и нулевой последовательности;
найти полную комплексную мощность, отдаваемую источниками и баланс мощностей;
выполнить моделирование схемы в MATLAB и измерить токи во всех ветвях и напряжения во всех узлах и вывести протокол моделирования;
выполнить моделирование схемы в моделирующие схемы в Multisim и измерить токи во всех ветвях и напряжения во всех узлах и привести протокол моделирования;
вычислить в нейтрали значение токов прямой, обратной и нулевой последовательности;
сравнить результаты расчета и моделирования.
Задача 5. В трехфазной симметричной цепи с нейтральным проводом происходит размыкания ключа (Кр) в указанной ветви (т.е. осуществляется режим обрыва в линии или в фазе). Необходимо:
вычислить комплексное действующее значение переменного тока и напряжения, во всех ветвях заданной расчетной схемы;
используя метод симметричных составляющих вычислить в нейтральном проводе токи прямой, обратной и нулевой последовательности;
найти полную комплексную мощность, отдаваемую источниками и баланс мощностей;
выполнить моделирование схемы в MATLAB и измерить токи во всех ветвях и напряжения во всех узлах и вывести протокол моделирования;
выполнить моделирование схемы в моделирующие схемы в Multisim и измерить токи во всех ветвях и напряжения во всех узлах и привести протокол моделирования;
вычислить в нейтрали значение токов прямой, обратной и нулевой последовательности;
сравнить результаты расчета и моделирования.
Задача 6. В трехфазной симметричной цепи с нейтральным проводом, источники изменяются по негармоническому закону(см. табл.2). Необходимо:
разложить негармоническое значение трехфазного источника в ряд Фурье, содержащий 10 гармоник;
вычислить действующее значение переменного тока во всех ветвях заданной расчетной схемы;
найти баланс мощностей;
построить во временной области график тока i(t) протекающего в нейтральном проводе;
вычислить коэффициенты формы, амплитуды, искажения и гармоник;
выполнить моделирование схемы в MATLAB и измерить токи во всех ветвях и напряжения во всех узлах и привести протокол моделирования;
выполнить моделирование схемы в моделирующие схемы в Multisim и измерить токи во всех ветвях и напряжения во всех узлах и привести протокол моделирования;
вычислить в нейтрали значение токов прямой, обратной и нулевой последовательности;
сравнить результаты расчета и моделирования.
Задача 7. Рассчитайте фильтры симметричных составляющих, которые служащие для выделения соответствующих составляющих напряжений или токов трехфазной цепи. Фильтры имеют входные и выходные выводы. К входным выводам фильтра подводятся напряжения или токи трехфазной электрической цепи; на выходных выводах фильтра получается напряжение или ток, пропорциональные соответствующим симметричным составляющим электрических величин, подводимых к входным выводам.
З
адача
8. Трехфазный симметричный источник
соединен в виде звезды с нейтральным
проводом. Необходимо:
в заданной трехфазной цепи (рис.1) взять однофазную цепь фазы А(см. рис.3), преобразовав соединение элементов Э2 треугольником в звезду Э2эк, (например для цепи изображенной на рис.3); Рис.3
рассчитать переходной процесс в полученной однофазной классическим методом ток iA(t)в ветви с элементом Э1, при подключении источника ЭДС к цепи;
рассчитать переходной процесс в полученной однофазной операторным методом токiA(t) в ветви с элементом Э1, при отключении источника ЭДС в момент времени tk=0.04 c;
рассчитать переходной процесс в полученной однофазной методом переменных состояния ток iA(t)в ветви с элементом Э1, при подключении источника ЭДС (см. рис. 4)к цепи;
р
ассчитать
переходной процесс в полученной
однофазной интегралом Дюамеля ток
iA(t)
в ветви с элементом Э1, при подключении
и отключении источника ЭДС(см. рис. 4);выполнить моделирование схемы в MATLAB;
выполнить моделирование схемы в Multisim;
сравнить результаты расчета и моделирования. Рис. 4
Задача 9. Выполнить моделирование в MATAB трехфазной симметричной цепи с нейтральным проводом в установившемся режиме и переходном режиме при подключении и отключении трехфазного источника.
Таблица 1.
Вариант № |
Номер Элементов ветвей |
Ключи |
Вид негармонического сигнала (табл.3) |
Тип фильтров симметричных составляющих (табл.2) |
|||
Э1 |
Э2 |
Э3 |
Кз узлов |
Кр в ветви |
|||
|
|
C,R |
R |
L |
1,2 |
1 |
1 |
ФНОП |
|
|
C,R |
L |
R |
1,3 |
2 |
2 |
ФНОП |
|
|
R,L |
C |
L |
1,4 |
3 |
3 |
ФНОП |
|
|
R,L |
L |
C |
2,3 |
4 |
4 |
ФНОП |
|
|
C |
R,L |
L |
2,4 |
5 |
5 |
ФНОП |
|
|
C |
R,L |
R |
3,4 |
6 |
6 |
ФНОП |
|
|
R |
C,R |
L |
1,2 |
7 |
7 |
ФНОП |
|
|
R |
L,R |
C |
1,3 |
8 |
8 |
ФНОП |
|
|
L |
R,L |
C |
1,4 |
9 |
9 |
ФНОП |
|
|
L |
C,R |
R |
2,3 |
1 |
10 |
ФНОП |
|
|
C |
R |
L,R |
2,4 |
2 |
11 |
ФНОП |
|
|
C |
L |
R,C |
3,4 |
3 |
12 |
ФНОП |
|
|
R |
C |
L,R |
1,2 |
4 |
13 |
ФНОП |
|
|
R |
L |
C,R |
1,3 |
5 |
14 |
ФНОП |
|
|
L |
R |
C,R |
1,4 |
6 |
15 |
ФНОП |
|
|
L |
C |
L,R |
2,3 |
7 |
16 |
ФНОП |
|
|
C,R |
C |
L |
2,4 |
8 |
17 |
ФНОП |
|
|
C,R |
R |
C |
3,4 |
9 |
18 |
ФНОП |
|
|
R,L |
R |
L |
1,2 |
1 |
19 |
ФНОП |
|
|
R,L |
R |
C |
1,3 |
2 |
20 |
ФНОП |
|
|
C,R |
L |
R |
1,4 |
3 |
21 |
ФНОП |
|
|
C,R |
R |
L |
2,3 |
4 |
22 |
ФНОП |
|
|
R,L |
L |
C |
2,4 |
5 |
23 |
ФНОП |
|
|
R,L |
C |
L |
3,4 |
6 |
24 |
ФНОП |
|
|
C |
L |
R,L |
1,2 |
7 |
25 |
ФНОП |
|
|
C |
R |
R,L |
1,3 |
8 |
26 |
ФНОП |
|
|
R |
L |
C,R |
1,4 |
9 |
27 |
ФНОП |
|
|
R |
C |
L,R |
2,3 |
1 |
28 |
ФНОП |
|
|
L |
C |
R,L |
2,4 |
2 |
29 |
ФНОП |
|
|
L |
R |
C,R |
3,4 |
3 |
30 |
ФНОП |
|
|
C |
L,R |
R |
1,2 |
4 |
31 |
ФНОП |
|
|
C |
R,C |
L |
1,3 |
5 |
32 |
ФНОП |
|
|
R |
L,R |
C |
1,4 |
6 |
33 |
ФНОП |
|
|
R |
C,R |
L |
2,3 |
7 |
1 |
ФНОП |
|
|
L |
C,R |
R |
2,4 |
8 |
2 |
ФНОП |
|
|
L |
L,R |
C |
3,4 |
9 |
3 |
ФНОП |
|
|
C,R |
L |
C |
1,2 |
1 |
4 |
ФНОП |
|
|
C,R |
C |
R |
1,3 |
2 |
5 |
ФНОП |
|
|
R,L |
L |
R |
1,4 |
3 |
6 |
ФНОП |
|
|
R,L |
C |
R |
2,3 |
4 |
7 |
ФНОП |
|
|
R |
L |
C,R |
2,4 |
5 |
8 |
ФНОП |
|
|
L |
R |
C,R |
3,4 |
6 |
9 |
ФНОП |
|
|
C |
L |
R,L |
1,2 |
7 |
10 |
ФНОП |
|
|
L |
C |
R,L |
1,3 |
8 |
11 |
ФНОП |
|
|
R,L |
L |
C |
1,4 |
9 |
12 |
ФНОП |
|
|
R,L |
R |
C |
2,3 |
1 |
13 |
ФНОП |
|
|
C,R |
L |
R |
2,4 |
2 |
14 |
ФНОП |
|
|
L,R |
C |
R |
3,4 |
3 |
15 |
ФНОП |
|
|
R,L |
C |
L |
1,2 |
4 |
16 |
ФНОП |
|
|
C,R |
R |
L |
1,3 |
5 |
17 |
ФНОП |
|
|
R |
L,R |
C |
1,4 |
6 |
18 |
ФНОП |
|
|
L |
R,C |
C |
2,3 |
7 |
19 |
ФНОП |
|
|
C |
L,R |
R |
2,4 |
8 |
20 |
ФНОП |
|
|
L |
C,R |
R |
3,4 |
9 |
21 |
ФНОП |
|
|
R |
C,R |
L |
1,2 |
1 |
22 |
ФНОП |
|
|
C |
L,R |
L |
1,3 |
2 |
23 |
ФНОП |
|
|
C |
L |
C,R |
1,4 |
3 |
24 |
ФНОП |
|
|
R |
C |
C,R |
2,3 |
4 |
25 |
ФНОП |
|
|
R |
L |
R,L |
2,4 |
5 |
26 |
ФНОП |
|
|
R |
C |
R,L |
3,4 |
6 |
27 |
ФНОП |
|
|
R |
L |
C,R |
1,3 |
8 |
29 |
ФНОП |
|
|
L |
C |
R,L |
1,4 |
9 |
30 |
ФНОП |
|
|
C |
L |
R,L |
2,3 |
1 |
31 |
ФНОП |
|
|
L |
R,L |
C |
2,4 |
2 |
32 |
ФНОП |
|
|
R |
R,L |
C |
3,4 |
3 |
33 |
ФНОП |
|
|
L |
C,R |
R |
1,2 |
4 |
1 |
ФНОП |
|
|
C |
L,R |
R |
1,3 |
5 |
2 |
ФНОП |
|
|
C |
R,L |
L |
1,4 |
6 |
3 |
ФНОП |
|
|
R |
C,R |
L |
2,3 |
7 |
4 |
ФНОП |
|
|
L,R |
R |
C |
2,4 |
8 |
5 |
ФНОП |
|
|
R,C |
L |
C |
3,4 |
9 |
6 |
ФНОП |
|
|
L,R |
C |
R |
1,2 |
1 |
7 |
ФНОП |
|
|
C,R |
L |
R |
1,3 |
2 |
8 |
ФНОП |
|
|
C,R |
R |
L |
1,4 |
3 |
9 |
ФНОП |
|
|
L,R |
C |
L |
2,3 |
4 |
10 |
ФНОП |
|
|
L |
C |
C,R |
2,4 |
5 |
11 |
ФНОП |
|
|
C |
R |
C,R |
3,4 |
6 |
12 |
ФНОП |
|
|
L |
R |
R,L |
1,2 |
7 |
13 |
ФНОП |
|
|
C |
R |
R,L |
1,3 |
8 |
14 |
ФНОП |
|
|
R,C |
L |
C |
1,4 |
9 |
15 |
ФНОП |
|
|
L,R |
C |
R |
2,3 |
1 |
16 |
ФНОП |
|
|
C,R |
L |
R |
2,4 |
2 |
17 |
ФНОП |
|
|
C,R |
R |
L |
3,4 |
3 |
18 |
ФНОП |
|
|
L,R |
C |
L |
1,2 |
4 |
19 |
ФНОП |
|
|
L |
C |
C,R |
1,3 |
5 |
20 |
ФНОП |
|
|
C |
R |
C,R |
1,4 |
6 |
21 |
ФНОП |
|
|
L |
R |
R,L |
2,3 |
7 |
22 |
ФНОП |
|
|
C |
R |
R,L |
2,4 |
8 |
23 |
ФНОП |
|
|
R |
L |
C,R |
3,4 |
9 |
24 |
ФНОП |
|
|
L |
R |
C,R |
1,2 |
1 |
25 |
ФНОП |
|
|
C |
L |
R,L |
1,3 |
2 |
26 |
ФНОП |
|
|
L |
C |
R,L |
1,4 |
3 |
27 |
ФНОП |
|
|
R,L |
L |
C |
2,3 |
4 |
28 |
ФНОП |
|
|
R,L |
R |
C |
2,4 |
5 |
29 |
ФНОП |
|
|
C,R |
L |
R |
3,4 |
6 |
30 |
ФНОП |
|
|
L,R |
C |
R |
1,2 |
7 |
31 |
ФНОП |
|
|
R,L |
C |
L |
1,3 |
8 |
32 |
ФНОП |
|
|
C,R |
R |
L |
1,4 |
9 |
33 |
ФНОП |
|
|
R |
L,R |
C |
2,3 |
1 |
1 |
ФНОП |
|
|
R,L |
R |
C,R |
2,3 |
2 |
2 |
ФНОП |
Таблица 2
|
Типы фильтров симметричных составляющих |
|
|
Фильтр токов обратной последовательности (ФТОП) |
|
|
Фильтр напряжений обратной последовательности (ФНОП) |
|
|
Фильтр токов нулевой последовательности (ФТНП) |
|
|
Фильтр напряжений нулевой последовательности (ФННП) |
Вид негармонического периодического сигнала показан в таблице 3
Вид негармонического периодического сигнала показан в таблице 3
Таблица 3
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Окончание табл. 3
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33