МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ДЕРЖАВНИЙ ВИЩИЙ НАВЧАЛЬНИЙ ЗАКЛАД

«УКРАЇНСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ХІМІКО-ТЕХНОЛОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ»

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

ДО ВИКОНАННЯ ПРАКТИЧНИХ ЗАВДАНЬ З ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ

ДЛЯ СТУДЕНТІВ ІІ–ІІІ КУРСІВ

(Ч. ІІ «ЕЛЕКТРИЧНІ МАШИНИ»)

Затверджено на засіданні

кафедри електротехніки

Протокол № 3 від 11.06.2013

Дніпропетровськ ДВНЗ УДХТУ 2014

Методичні вказівки до виконання практичних завдань з електротехніки для студентів ІІ–ІІІ курсів (ч. ІІ «Електричні машини») / Укл.: Замурніков В.М., Папанова І.І., Павлюс С.Г. – Д.: ДВНЗ УДХТУ, 2014. – 18 с.

Укладачі: В.М. Замурніков, канд. техн. наук

І.І. Папанова, канд. хім. наук

С.Г. Павлюс, канд.. техн. наук

Відповідальний за випуск С.Г. Павлюс, канд. техн. наук

Навчальне видання

Методичні вказівки до виконання практичних завдань з електротехніки для студентів ІІ–ІІІ курсів (ч. ІІ «Електричні машини»)

Укладачі: ЗАМУРНІКОВ Володимир Михайлович

ПАПАНОВА Ірина Іванівна

ПАВЛЮС Степан Григорович

Редактор Л.М. Тонкошкур

Коректор В.П. Синицька

Підписано до друку 03.03.14. Формат 60×84 1/16. Папір ксерокс. Друк різограф.

Умов. друк. арк. 0,82. Обл.-вид. арк. 0,89. Тираж 100 прим. Зам. № 138. Свідоцтво ДК № 303 від 27.12.2000.

ДВНЗ УДХТУ, 49005, м. Дніпропетровськ, 5, просп. Гагаріна, 8

Видавничо-поліграфічний комплекс ІнКомЦентру

Практичне завдання № 1

Розрахунок трифазного трансформатора

ДАНО:

Схема та група з’єднання	Номінальна потужність SHOM, кВА	Номінальна напруга U1НОМ, В	Напруга холостого ходу U2О, В	Номінальна напруга короткого замикання uKHOM, B	Номінальні потужності короткого замикання та холостого ходу РКНОМ, РОНОМ, Вт	Номінальний струм холостого ходу iOHOM, %	Характер навантаження	Коефіцієнт потужності соs φ2
Y/Y-0	200	6000	400	4,5	4000/800	2,5 (0,025)	R-L	0,8

ВИЗНАЧИТИ: номінальні струми обмоток трансформатора; коефіцієнт трансформації; номінальний струм холостого ходу; коефіцієнт потужності холостого ходу; опори обмоток трансформатора; опори кола намагнічування; кут магнітних втрат. Побудувати характеристики U₂=ƒ(ß) та η = ƒ(ß) для заданого навантаження.

ПОРЯДОК РОЗРАХУНКУ

Номінальний струм первинної обмотки:

X_K = = = 7,3 Ом. 3

Кут магнітних втрат:

δ = 90°–φ₀ = 90°–80,8° = 9,2°.

Опори короткого замикання:

Z_K = = = 8,1 Ом;

R_K = = = 3,48 Ом;

X_K = = = 7,3 Ом.

Опори первинної обмотки:

R₁ = R₂' = R_k/2 = 3,48/2 = 1,74 Oм,

X₁ = X₂' = Х_к/2 = 7,3/2 = 3,65 Ом.

Опори вторинної обмотки:

R₂ =R₂'/K² =1,74/15² =0,0077 Ом, Х₂=Х₂'/К² =3,65/15² =0,0162 Ом,

де К = U_1НОМ/ U_2О = 6000/400 = 15 – коефіцієнт трансформації.

Опори кола намагнічування:

Z₀ = = 7220 Ом;

R₀= = = 1160 Ом;

Х₀ = = 7120 Ом;

Одна з схем заміщення трансформатора наведена на рис. 1.1.

Для побудови зовнішньої характеристики U₂ = f(ß) визначаємо зміну напруги на вторинній обмотці трансформатора:

u₂(%) = ß (u_kacosφ₂ ± u_крsinφ₂),

де ß – коефіцієнт навантаження.

Позначка " + " притаманна для індуктивного характеру навантаження,

позначка " – " – для ємнісного.

cosφ_K= R_K / Z_K =3,48/8,1=0,43, sinφ_K = X_K/Z_K=7,3/8,1=0,9;

u_ka = u_kномcosφ_K = 4,50,43 = 1,94%, u_кр = u_кномsinφ_К = 4,50,9 = 4,06%;

sinφ₂ = = = 0,6.

Знайдемо зміну напруги при номінальному навантаженні, тобто при ß=1:

u₂(%)=1,94·0,8+4,06·0,6=3,98%.

Номінальна напруга на затискачах вторинної обмотки трансформатора дорівнює:

U_2HOM = (100 – ) = (100 – 3,98) = 384 B.

Характеристику U₂= ƒ( ß) будуємо по двох точках:

при ß = 0 U₂= U₂₀=400 В та при ß =1 U₂= U_2HOM=384 В (рис. 1.2).

Для розрахунку характеристики η = ƒ( ß) задаємося значеннями ß від 0 до 1. Розрахунок виконуємо згідно з формулою:

η = .

В розрахунках номінальну потужність необхідно перевести в ВА, тобто S_HOM = 200 кВА = 200000 ВА.

Результати розрахунку заносимо до таблиці.

Таблиця

ß	0	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1
η	0	0,95	0,972	0,977	0,978	0,978	0,977	0,976	0,975	0,974	0,972

Значення коефіцієнта навантаження, при якому коефіцієнт корисної дії η має максимальне значення:

ß_ОПТ = = = 0,447.

Рис. 1.1. Схема заміщення трансформатора

Рис. 1.2. Характеристики зовнішня та к.к.д.

Максимальне значення ККД:

η_max = =

= = 0,979.

Залежність η = ƒ( ß) наведена на рис. 1.2.

Номінальний струм вторинної обмотки:

І_2НОМ = = = 300 A.

Варіанти розрахункових даних наведені в таблиці 1П.

Практичне завдання № 2