Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Учебное пособие 1574

.pdf
Скачиваний:
2
Добавлен:
30.04.2022
Размер:
1.41 Mб
Скачать

ĖА

A

İА

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

İca

 

ĖВ

UAB

İB

 

 

 

 

 

B

Zca

 

 

Zab

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Uca

İab

ĖС

C

 

 

 

 

Zbc

İbc

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

c

 

 

 

b

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ubc

 

 

Рис. 1.21

 

 

 

 

 

Решение. При обрыве линейного провода фазы С потен-

циал точки с нагрузки будет отличаться от потенциала точки С

генератора.

Рассматриваемая нагрузка будет подключена на

одно линейное напряжение

 

220e

j30

 

B .

 

UAB

 

 

 

Напряжение нагрузки фазы аb

 

 

 

 

Uаb UAB 220ej30 B .

Нагрузки фаз bc и ca соединены последовательно и

UAB Uab Ubc Uca .

При решении задачи необходимо помнить, что условноположительные направления токов и напряжений, принятые в трехфазных цепях, остаются неизменными.

Фазные токи определим по закону Ома:

 

 

 

 

 

 

220e

j30

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Uab

 

 

 

 

 

 

 

 

 

j60

 

 

 

 

Iab

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2,2e

 

 

1,1 j1,9

A,

 

Zab

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

100e j90

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

220e

j30

 

 

 

 

 

 

Uab

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ibc

Ica

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Zbc

Zca

100

 

100

 

j100

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

220e

j150

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,98e

j123

 

0,53

j0,82

A.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

223,6e

j27

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Линейные токи определим с помощью первого закона Кирхгофа

39

 

 

 

 

2,2e

j60

0,98e

j123

IA

IB

Iab

- Ica

 

 

1,1

j1,9

0,53

j0,82

1,63

j1,08 1,96e j34 A.

Ток в линейном проводе фазы С отсутствует. Фазные напряжения приемников

 

 

220e

j30

 

B,

 

 

 

 

 

 

 

 

U ab

U AB

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

141e

j45

0,98e

j123

138e

j168

 

B,

Ubc

Zbc Ibc

 

 

 

 

 

 

 

 

100 0,98e

j123

98e

j123

B.

 

 

 

Uca

Zca Ica

 

 

 

 

 

Топографическая диаграмма, совмещенная с векторной диаграммой токов построена на рис. 1.22.

+1

А,a UAB Uab

Uca c

 

I A =

IB

 

 

 

Iab

 

 

+j

 

 

 

 

Ibc

Ica

Ubc

UCA

 

 

 

 

С

 

 

В,b

 

 

U BC

Рис. 1.22

40

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА №2

Задача 2.1. Анализ переходных процессов

влинейных электрических цепях постоянного тока

Влинейных электрических цепях, схемы которых изображены на рис. 2.1 и 2.2 осуществляется коммутация, производимая идеальным ключом. Схемы содержат активные и реактивные элементы, параметры которых согласно варианту указаны в табл. 2.1. Требуется.

1. Рассчитать классическим методом переходные функ-

ции:

а) ток и напряжение индуктивной катушки в схеме рис. 2.1; б) напряжение и ток конденсатора в схеме рис. 2.2.

2. В интервале времени от 0 до 5/|р| построить графики переходных функций тока и напряжения, рассчитанных в п.1.

Номер схемы на рис. 2.1 и 2.2 выбирается по последней цифре номера зачетной книжки студента; параметры элементов схемы выбираются по табл. 2.1 по предпоследней цифре номера зачетной книжки.

 

 

 

 

 

 

Таблица 2.1

E,

R1,

R2,

R3,

L,

 

C,

вар.

B

Ом

Ом

Ом

мГн

 

мкФ

 

 

 

 

 

 

 

 

1

20

40

30

10

10

 

15

2

10

20

60

15

100

 

20

3

50

25

25

20

10

 

25

4

10

5

10

5

20

 

10

5

50

100

50

150

100

 

30

6

40

20

40

30

100

 

50

7

40

20

40

30

200

 

10

8

100

200

100

200

150

 

50

9

50

20

30

100

250

 

20

0

200

150

250

200

300

 

100

 

 

 

41

 

 

 

 

Е

1)

Е

3)

Е

5)

Е

7)

Е

9)

R1

 

Е

 

R1

 

 

 

 

 

 

R2

L

 

 

 

L

 

 

 

 

 

R3

 

 

 

 

 

R2

 

2)

 

R3

 

 

 

 

 

 

 

 

R1

 

Е

 

R1

R2

 

R2

 

 

R3

 

 

 

 

R3

 

 

 

 

 

 

L

 

 

 

L

 

 

 

4)

 

 

 

 

R1

R2

Е

R1

 

R2

 

 

 

 

 

 

R3

 

 

 

 

R3

 

L

 

 

 

L

 

 

 

6)

 

 

 

 

R1

 

Е

R1

 

R2

 

R2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R3

 

 

 

 

R3

 

 

 

 

 

 

L

 

8)

 

L

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Е

R1

 

R2

 

 

R1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R2

R3

 

 

 

 

R3

L

 

0)

 

L

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 2.1

 

 

 

 

 

 

42

 

 

 

 

Е

R1

R3

C

 

 

 

R2

 

1)

 

2)

 

 

R1

 

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Е

R2

Е

R1

C

 

Е

R1

R2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R3

 

 

C

R3

 

 

 

 

 

 

 

3)

 

R2

 

 

 

 

 

 

 

 

4)

 

 

 

Е

R1

C

R3

 

R1

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R3

 

 

 

 

 

Е

 

 

5)

 

R2

 

 

 

R2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Е

R1

C

R3

 

 

R1

 

 

 

Е

 

 

 

 

 

 

 

C

R3

 

 

 

 

 

 

7)

 

 

R2

8)

 

R2

 

 

 

 

 

 

Е

R1

C

R3

 

 

R1

 

 

 

Е

 

 

 

 

 

 

 

 

R3

 

 

 

 

 

 

C

9)

 

R2

 

 

 

R2

 

 

 

 

0)

 

 

 

 

 

 

Рис. 2.2

 

 

 

 

 

 

 

43

 

 

 

Задача 2.2. Магнитные цепи постоянного тока

Дана разветвленная магнитная цепь с намагничивающими катушками. Номер схемы магнитной цепи выбирается на рис. 2.3 по последней цифре зачетной книжки студента. Параметры элементов магнитной цепи выбираются по предпоследней цифре номера зачетной книжки в табл. 2.2 и 2.3, где

S – сечение однородных участков магнитопровода;

- длина однородных участков магнитопровода;

0 – ширина воздушного зазора;

I – ток намагничивающей катушки; w – число витков катушки.

Кривая намагничивания стали магнитопровода приведена в табл. 2.4.

dd

 

1

d

2

 

 

 

I3

 

I1

 

 

 

I2

 

 

 

 

 

I1

 

 

 

 

 

 

 

I4

 

k

 

I4

 

k

 

 

 

 

 

 

 

d

3

d

4

 

 

I1

 

I4

 

 

 

 

 

 

I2

 

I1

 

 

 

I2

I3

I4

 

 

 

k

 

k

 

 

 

 

Рис. 2.3

44

 

d

5

d

6

 

 

 

 

 

I4

 

I3

 

 

 

I2

 

 

 

 

 

I2

 

I1

 

 

 

 

 

I1

 

I3

I4

 

 

 

 

k

 

k

 

 

 

 

d

8

d

7

 

 

 

I3

I2

 

 

 

 

I2

 

I1

 

 

 

 

 

 

I4

 

k

I4

k

 

 

 

 

 

 

 

d

9

d

0

 

 

 

 

I1

I2

 

 

 

I3

 

 

I1

I4

 

I4

 

 

 

 

 

k

 

k

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 2.3. Продолжение

 

Задание.

1.Начертить схему замещения магнитной цепи.

2.Рассчитать магнитные потоки в ветвях магнитопровода. Расчет выполнять методом двух узлов.

3.Результаты расчетов проверить с помощью первого и второго законов Кирхгофа.

45

Таблица 2.2

 

 

 

1,

S1,

 

 

 

2,

 

S2,

 

 

 

3,

 

S3,

 

 

 

 

0,

 

вар

 

 

см

см2

 

 

 

см

 

см2

 

 

 

см

 

см2

 

 

 

 

мм

 

1

 

30

 

4

 

 

 

10

 

6

 

 

 

30

 

4

 

 

 

 

0,5

 

 

2

 

100

 

6,15

 

 

33

 

4,2

 

 

100

 

10

 

 

 

0,2

 

 

3

 

11

 

1,95

 

 

6,5

 

0,965

 

13

 

1,25

 

 

0,1

 

 

4

 

35

 

2,9

 

 

10

 

4,75

 

45

 

8,33

 

 

0,05

 

 

5

 

30

 

4,3

 

 

12

 

6

 

 

 

20

 

4,8

 

 

 

0,3

 

 

6

 

30

 

7,3

 

 

11,5

 

12,3

 

22,5

 

10

 

 

 

0,15

 

 

7

 

13,5

 

1,75

 

 

8,32

 

1,9

 

 

19,8

 

1,75

 

 

0,1

 

 

8

 

30

 

5,6

 

 

10

 

5

 

 

 

18

 

8,9

 

 

 

0,2

 

 

9

 

32

 

14,4

 

 

25

 

10,5

 

40

 

15

 

 

 

0,15

 

 

0

 

40

 

42

 

 

 

13

 

14

 

 

 

40

 

15

 

 

 

0,4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 2.3

 

 

w1

 

I1,

 

w2

 

I2,

 

 

w3

 

I3,

 

w4

 

 

I4,

 

 

вар

 

 

А

 

 

A

 

 

 

А

 

 

 

А

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

300

 

1,52

 

100

 

0,8

 

 

50

 

2,5

 

50

 

 

2,5

 

 

2

 

300

 

0,3

 

200

 

0,5

 

 

100

 

0,25

 

300

 

 

0,3

 

 

3

 

100

 

0,2

 

400

 

0,05

 

 

55

 

0,3

 

20

 

 

0,155

 

 

4

 

140

 

0,25

 

390

 

0,15

 

 

250

 

0,2

 

50

 

 

0,5

 

 

5

 

300

 

0,1

 

300

 

0,2

 

 

100

 

0,42

 

50

 

 

0,21

 

 

6

 

105

 

1

 

50

 

0,5

 

 

70

 

1,2

 

100

 

 

0,15

 

 

7

 

50

 

0,8

 

100

 

1

 

 

200

 

0,5

 

200

 

 

0,25

 

 

8

 

150

 

0,2

 

200

 

0,5

 

 

100

 

0,4

 

200

 

 

0,1

 

 

9

 

300

 

0,75

 

250

 

0,45

 

 

200

 

1

 

 

50

 

 

1,5

 

 

0

 

300

 

0,4

 

200

 

0,3

 

 

100

 

0,2

 

60

 

 

0,5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 2.4

 

Н, А/м

20

40

 

60

 

80

 

120

 

200

 

400

 

600

 

800

 

1200

 

В, Тл

 

0,22

0,75

0,93

 

1,02

1,14

 

1,28

 

1,47

 

1,53

 

1,57

1,6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

46

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пример расчета задачи 2.1, а

В цепи, схема которой приведена на рис. 2.4, происходит коммутация. Рассчитать пе-

 

iL(t)

 

 

 

 

 

 

 

 

реходные

функции

напря-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R3

жения и

тока

индуктивной

 

L

 

 

 

 

 

E

 

 

 

 

 

 

катушки

и построить их

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

временные

зависимости.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Расчет выполнить классиче-

 

R1

 

 

 

 

 

R2

ским методом.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Данные

для

расчета

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Е= 30 В, R1=R2=R3=10 Ом,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.

2.4

 

 

 

 

L=1 мГн.

 

 

 

Определение переходных функций начнем с нахождения тока индуктивной катушки, как суммы свободной и принужденной составляющих

iL(t) = iLсв(t) + iLпр.

Напряжение на зажимах катушки найдем с помощью закона Ома для мгновенных значений

 

 

 

 

 

 

uL

(t) L

diL (t)

.

 

 

 

 

 

 

dt

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Определим независимые начальные условия.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Учитывая, что в цепи

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

iL(0-)

 

 

 

 

R3

постоянного тока в устано-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

вившемся режиме идеальная

E

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

индуктивная катушка пред-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ставляет собой участок с со-

 

R1

 

 

 

 

 

R2

противлением равным нулю,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

легко рассчитать ток катуш-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ки в схеме до коммутации

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(рис.

2.5)

 

Рис.

2.5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

47

E30

iL (0 ) R1 10 3 A.

Согласно первому закону коммутации ток индуктивной катушки в момент коммутации не может измениться мгновенно и в первый момент остается равным докоммутационному значению

iL(0+)=iL(0-)=3 А.

Найдем принужденное значение тока катушки. Для этого

рассчитаем

величину тока

в

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

установившемся режиме цепи

 

 

 

 

iLПР

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

после коммутации (рис.

2.6).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

E

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Так как индуктивная катушка

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

представляет

собой

 

коротко-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

замкнутый

участок цепи,

то

 

 

 

 

R1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ток в резисторе R3 отсутству-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ет, а ток катушки определим,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

как:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 2.6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

iLПP

E

 

R1R2

 

 

 

30

 

 

 

6

A.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R1

 

R2

 

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Составим

 

 

 

характеристическое

 

Lp

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

уравнение путем определения входного со-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

противления Z(p) пассивной части цепи

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

после коммутации (рис.

 

2.7). В рассматри-

 

R1

 

 

 

 

 

 

 

 

R2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ваемой цепи источник напряжения заменя-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ется короткозамкнутым участком, а индук-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

тивная катушка операторным сопротивле-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

нием Lp. Находим входное сопротивление

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 2.7

относительно разомкнутых входных зажи-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

мов цепи:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

LpR

3

 

 

 

 

 

R R

2

 

 

 

10 2 p

10 10

 

 

 

 

 

 

 

 

Z(p)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Lp R

3

 

 

R

!

R

2

 

10 3 p 10

10

 

10

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10 2 p

 

 

5

 

 

10

2 p

 

 

0,5 10 2 p 50

 

0.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10 3 p 10

 

 

 

 

 

(10 3 p 10)20

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

48