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

HPP З Кр

.pdf
Скачиваний:
4
Добавлен:
07.02.2016
Размер:
431.5 Кб
Скачать

11

2 КОНТРОЛЬНА РОБОТА ЗА ТЕМОЮ «АСИНХРОННИ Й ДВИГУН»

Варіант завдання на контрольну роботу – шестизначне число, яке задається викладачем. Цифрами цього числа є 1 або 2, які й визначають вибір індивідуальних даних.

2.1 Початкові дані

Початкові дані обираються за таблицями 2.1, 2.2 згідно варіанту.

 

Таблиця 2.1 Початкові дані, в.о.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Параметри двигуна

 

 

 

 

 

обертанняЧастота сталомувротора режимі

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Взаємоіндуктиопірвний

Індуктивний

 

Активний

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

опір

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

опір

 

 

 

 

 

 

 

 

розсіювання

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

обмотки

обмотки

обмотки

обмотки

 

 

 

 

 

 

 

статора

ротора

статора

 

ротора

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Місце цифри

1

2

 

 

 

3

4

 

 

5

 

 

6

 

 

за варіантом

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Параметр

хm

x s

 

 

x r

 

rs

 

rr

 

 

 

r

 

Цифра 1

2.5

0.12

 

 

0.16

0.07

 

 

0.05

 

0.92

 

 

Цифра 2

2.3

0.1

 

 

 

0.14

0.05

 

 

0.03

 

0.94

 

 

Таблиця 2.2 – Складові лінійних напруг

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Місце цифри за варіантом

 

1

 

2

 

3

 

4

 

5

 

 

6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Складові лінійних напруг, В

 

U1

 

U2

 

U3

 

 

U4

 

U5

 

U6

 

 

Цифра 1

 

 

 

200

 

200

 

180

 

160

 

200

 

190

 

 

Цифра 2

 

 

 

180

 

160

 

220

 

220

 

180

 

220

 

12

2.2Завдання на контрольну роботу

2.2.1Розрахувати складові прямої та зворотної послідовностей напруги обмотки статора.

2.2.2Розрахувати струми та електромагнітний момент сталого несиметричного режиму роботи методом відокремлених рішень рівнянь для прямої та зворотної послідовностей.

2.2.3Розрахувати струми та електромагнітний момент сталого несиметричного режиму роботи методом суміжних рішень рівнянь для прямої та зворотної послідовностей.

2.2.4Провести порівняння результатів розрахунків п. 2.2.2 та

2.2.3.

2.3 Методичні вказівки до виконання завдання

Обмотка статора живиться несиметричною напругою, при цьому

U AB U1 U2

U BC U3 U4 .

UCA U5 U6

Складові лінійних напруг U1 U6 вибираються за табл. 2.2. За базисну фазну напругу прийняти Uб 220 В.

2.3.1. Вказівки щодо виконання п. 2.2.1.

По заданим лінійним напругам розрахуємо фазні напруги

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

2

2

 

U A

 

 

 

 

2U AB

2U AC U BC

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U B

1

 

 

2U AB2

2U BC2

U AC2

 

.

(2.1)

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

2

2

 

 

UC

 

 

 

 

2U BC 2U AC U AB

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13

Напрямок вектора U А приймемо за початковий. Напрямки векторів U B і UC відносно U А визначимо кутами B і C

 

 

U 2

U 2

U 2

 

 

U 2

U 2

U 2

 

 

 

arccos

A

B

AB

;

 

arccos

A

C

AC

. (2.2)

 

 

 

 

 

 

 

 

B

 

 

2U A UB

 

C

 

 

2U A UC

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При чергуванні фаз «А – В – С», кут B необхідно прийняти не-

гативним.

Знайдемо комплексні значення напруг прямої та зворотної послідовностей

U

 

1

U

 

U

 

e j 120 B U

 

e j 120 C

 

1

 

3

 

 

A

 

B

 

 

 

 

 

 

C

 

 

 

 

 

 

 

U A U B e

j 120 B

 

 

 

 

.

(2.3)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

j 120 C

 

U2

 

 

 

 

 

 

 

 

UC e

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Запишемо їх у показовій формі

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U U

m

e j

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Im(U )

 

 

Um

 

Im(Ui )2 Re(Ui )2 ,

 

 

 

де

 

=arctg

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Re(U )

 

2.3.2 Вказівки до виконання пункту 2.2.2.

Струми прямої та зворотної послідовностей знайдемо при окремому рішенні рівнянь для прямої та зворотної послідовностей. Рівняння мають вид:

 

 

 

1

4

 

4

4

 

1

 

 

 

 

 

U1

Z

I1

 

 

4

 

 

 

 

 

,

(2.4)

 

 

 

1

 

 

4

 

 

 

1

 

 

 

U2

4

Z

4

I2

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

де

 

 

 

 

Um1

 

 

 

 

 

Um2

 

 

 

 

 

is 1

 

 

 

 

 

 

is 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

jUm1

 

 

 

1

 

jUm2

 

 

 

1

 

is 1

 

 

 

 

1

 

is 2

 

 

U

;

U

 

;

 

I

;

 

I

 

;

 

1

 

2

 

 

 

 

 

 

2

 

 

4

 

 

0

4

 

 

 

0

 

4

1

 

 

ir 1

 

4

 

 

 

ir 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

ir 1

 

 

 

 

 

 

ir 2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

14

 

 

 

rs jxs

0

jxm

0

 

 

 

 

 

4 Z

4

 

0

rs jxs

0

jxm

.

 

jxm

r xm

rr jxr

r xr

 

 

 

 

 

 

 

r xm

jxm

r xr

rr jxr

 

З рішення рівнянь (2.4) знайдемо струми прямої та зворотної послідовностей. Методику рішення рівнянь (2.4) докладно розглянуто в дисципліні «Моделювання електромеханічних систем».

Результуючий струм представляє собою суму струмів прямої та зворотної послідовностей.

Електромагнітний момент є сумою трьох складових

Mem Mnp M зв Mпул ,

де Mnp , M зв – електромагнітні моменти прямої та зворотної по-

слідовностей;

Mпул – пульсуючий момент, утворений взаємодією струмів прямої та зворотної послідовностей.

Електромагнітні моменти прямої та зворотної послідовностей

M

пр

x i

i

 

i

 

i

r 1

,

 

(2.5)

 

 

 

m s 1 r 1

 

 

s 1

 

 

 

M

зв

x

i

i

r 2

i

s 2

i

r 2

 

;

(2.6)

 

 

m s 2

 

 

 

 

 

 

де I – сполучені значення струмів ротора.

 

 

 

 

Пульсуючий момент

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Mпул xm is 1 ir 2 is 2 ir 1 is 1 ir 2 is 2 ir 1 .

(2.7)

2.3.3 Вказівки до виконання пункту 2.2.3.

При розрахунку струмів та електромагнітного моменту рівняння рівноваги прямої та зворотної послідовностей вирішуємо разом. Система цих рівнянь має вид

15

 

Um1

 

rs jxs

0

 

 

 

jUm1

 

0

rs jxs

 

0

 

jxm

r xm

 

0

 

r xm

jxm

 

Um2

0

0

 

 

 

jUm2

 

0

0

 

0

 

jxm

r xm

 

0

 

r xm

jxm

jxm

0

0

0

0

jxm

0

0

rr jxr r xr

jxm

r xm

r xr rr jxr r xm

jxm

jxm

0

rs jxs

0

0

jxm

0

rs jxs

0

r xr

jxm

r xm

r xr

0

r xm

jxm

jxm

0

0

jxm

0

r xr

r xr

0

jxm

0

0

jxm

rr jxr

r xr

r xr

rr jxr

is 1 is 1 ir 1

ir 1 is 2

is 2 ir 2 ir 2

(2.8)

Визначити струми всіх обмоток прямої і зворотної послідовностей з рішення рівняння (2.8) за допомогою ЕОМ.

Визначити сумарні струми, електромагнітний момент та його складові за формулами (2.5 - 2.7).

2.3.4 Вказівки до виконання пункту 2.2.4.

Результати рішення системи (2.8) порівняти з результатами рішення розділеним методом.

16

3 КОНТРОЛЬНА РОБОТА ЗА ТЕМОЮ «ТРАНСФОРМАТОР»

3.1 Початкові дані

Трифазний триобмотковий трансформатор має схему з’єднання обмоток та навантаження як показано на рис. 3.1.

 

K1

ZA2

 

A2

 

 

K2

ZB2

 

B2

 

A1

K3

ZC2

 

C2

 

B1

K4

 

C1

K5

ZA3

 

A3

 

 

K6

ZB3

 

B3

 

K8

K7

ZC3

C3

 

Рисунок 3.1 – Схема з’єднання обмоток та підключення навантаження триобмоткового трансформатора

Активні опори первинної r , вторинної

r

, третинної r обмоток

1

2

3

та взаємоіндуктивності між обмотками у відносних одиницях обираються у відповідності зі своїм варіантом за табл. 3.1.

Таблиця 3.1 – Параметри трансформатора, в.о.

Місце цифри

1

2

3

4

5

6

за варіантом

 

 

 

 

 

 

Параметр

r

r

r

x

x

x

 

1

2

3

12

13

23

Цифра 1

0.005

0.008

0.015

0.10

0.20

0.15

Цифра 2

0.006

0.010

0.018

0.12

0.23

0.18

17

Активний та індуктивний опори нульової послідовності для всіх варіантів однакові: r0 0.015 в.о., x0 1.5 в.о.

Несиметричне навантаження фаз у відносних одиницях на вторинній (індекси – 2а, 2b, 2c) та третинній (індекси – 3а, 3b, 3c) сторонах у відповідності зі своїм варіантом обирається за табл. 3.2

Таблиця 3.2 – Навантаження трансформатора, в.о.

Місце цифри

1

2

 

 

3

 

 

4

 

 

5

 

 

6

за варіантом

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Навантаження

Z2a

Z2b

 

 

Z2c

Z3a

 

Z3b

Z3c

Цифра 1

0.71+j0.05

0.6+j0.1

0.44+j0.15

0.76+j0.2

0.66+j0.3

0.53+j0.2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Цифра 2

0.66+j0.06

0.53+j0.12

0.31+j0.18

0.71+j0.23

0.6+j0.36

0.44+j0.24

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Первинна обмотка підключена до симетричної напруги. Діюча

фазна напруга у відносних одиницях дорівнює

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U A 1;

UB

 

1

j

3

;

UC

 

1

j

3

.

 

 

2

 

 

2

 

 

 

 

 

2

 

 

 

2

 

 

3.2 Завдання на контрольну роботу

Розрахувати струми всіх фаз первинної, вторинної та третинної обмоток у семи режимах, які можна отримати замиканням відповідних контакторів (рис. 3.1), вказаних в табл. 3.3. При цьому всі інші контактори розімкнені.

Таблиця 3.3 – Режими роботи трансформатора

Режим

1

2

3

4

5

6

7

Замкнені

К1,

К1,

К1,

К1, К2,

К5, К6,

К1, К2,

всі

К2,

К3, К4,

контактори

контактори

К2

К4

К3, К4

К7, К8

К3

К8

замкнені

 

 

 

 

 

18

3.3Методичні вказівки до виконання завдання

Вперших п’яти режимах маємо двообмотковий трансформатор. Ці режими поділяються на дві групи:

несиметричне навантаження при відсутності нульового проводу

(режим 1, 2 і 5);

несиметричне навантаження при наявності нульового проводу (режим 3 і 4).

Врежимах першої групи відсутні струми нульової послідовності. Опори прямої та зворотної послідовності рівні між собою й дорівнюють опору короткого замикання. Тому визначається відразу сума струмів прямої та зворотної послідовності, при цьому використовується спрощена схема заміщення трансформатора для кожної фази

(рис. 3.2).

 

 

ZH

 

 

U1

 

 

 

U2

 

I1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 3.2 – Спрощена схема заміщення трансформатора для струмів прямої та зворотної послідовності

Струми й напруги первинної та вторинної сторін зв’язані співвідношеннями

I A I2a

IB I2b ,

IC I2c

U A I AZk U2a

U B IB Zk U2b ,

UC IC Zk U2c

де Zk опір короткого замикання, в.о.

(3.1)

(3.2)

Режими 1 та 2. Вторинна сторона з’єднана в «зірку», визначимо напруги вторинної сторони через навантаження

19

U2ab I2a Z2a I2b Z2b

 

U

2bc I2b Z2b I2c Z2c .

(3.3)

 

 

 

U

2ca I2c Z2c I2a Z2a

 

Для сумісного рішення рівнянь (3.2) і (3.3) систему рівнянь (3.2) перетворимо у лінійні напруги, тобто віднімемо з першого рівняння системи друге, з другого трете та з третього перше, тоді

U AB I A IB Zk U2ab

 

 

 

UBC IB IC Zk U2bc .

(3.4)

 

 

UCA IC I A Zk U2ca

 

Сумісне рішення рівнянь (3.1), (3.3) та (3.4) з урахуванням, що

I A IB IC 0

(3.5)

дозволяє знайти струми всіх фаз.

Режим 5. Третинна сторона з’єднана у «трикутник», визначимо напруги третинної сторони через навантаження

U3a U3b U3c

(I3a I3b (I3b I3c (I3c I3a

)Z3a (I3c )Z3b (I3a )Z3c (I3b

I3a )Z3c

 

I3b )Z3a .

(3.6)

 

 

I3c )Z3b

 

Струми у фазах визначимо при сумісному рішенні рівнянь (3.1), (3.2), (3.5) і (3.6) змінюючи індекси 2 на індекси 3.

Режими 3 та 4. При наявності нульового проводу, струми нульової послідовності будують тільки у вторинному колі. Тому несиметричні струми вторинної сторони представимо у вигляді суми двох симетричних систем струмів

'

 

 

I2a I2a I2a0

 

 

I2b I2' b I2b0

,

(3.7)

I2c I2' c I2c0

 

 

 

 

 

 

 

де I2' a , I2' b , I2' c – суми струмів прямої і зворотної послідовностей, I2a0 , I2b0 , I2c0 – струми нульової послідовності.

 

20

 

 

 

Система симетрична й виконується умова

 

I '

I '

I '

0 .

(3.8)

2a

2b

2c

 

 

Струми I2a0 , I2b0 , I2c0 мають один напрямок й рівні за модулем

I2a0 I2b0 I2c0 I2a .

(3.9)

Струми первинної обмотки не мають складових нульової послідовності, тобто

I A I2a

 

IB I2b .

(3.10)

 

 

IC I2c

 

Схема заміщення для струмів прямої та зворотної послідовності аналогічна попередньому випадку (рис 3.2).

Для струмів нульової послідовності схема заміщення показана на рис. 3.3.

 

 

 

 

Z1

 

 

 

 

 

Z2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

U10

 

 

 

Z0

I0

 

U20

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 3.3 Схема заміщення трансформатора для струмів

нульової послідовності

Напруги прямої та зворотної послідовності первинної та вторинної сторони зв’язані співвідношеннями

'

'

 

 

U A I AZk U2a

 

'

'

 

(3.11)

U B

IB Zk U2b .

UC'

IC Zk U2'

 

 

c

 

 

 

 

 

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]