- •Федеральное агентство по образованию Российской Федерации
- •Isbn 5-7723-0730-4 © Севмашвтуз, 2007 г. Требования к выполнению расчетно-графических работ
- •1. Основные сведения по теории трехфазных цепей
- •1.1 Основные схемы соединения трехфазных цепей.
- •1.2 Расчет трехфазных систем.
- •1.3 Мощность в трехфазных системах.
- •3. Теория по расчету цепей при несинусоидальных токах напряжениях и э.Д.С.
- •Схемы для второго задания
- •Задание 3. Расчет электрических цепей при периодических несинусоидальных токах, напряжениях и эдс
- •Задание 1. Пример расчета трехфазной цепи переменного тока.
- •1. Расчет трехфазной цепи с симметричной нагрузкой.
- •2. Расчет трехфазной цепи с несимметричной нагрузкой.
- •3. Расчет трехфазной цепи с коротким замыканием в цепи трехфазной симметричной нагрузки.
- •4. Расчет трехфазной цепи с обрывом фазы симметричной нагрузки
- •Задание 2. Пример расчета магнитных цепей при постоянных токах и напряжениях
- •1. Находим длины отдельных участков магнитопровода.
- •1. Разложение несинусоидальной кривой в ряд Фурье.
- •2. Расчет цепи для первой гармоники.
- •3. Расчет цепи для третьей гармоники.
- •4. Расчет цепи для пятой гармоники.
- •5. Расчет заданной цепи для седьмой гармоники.
- •6. Определение реальных несинусоидальных мгновенных токов, протекающих в ветвях заданной схемы.
- •7. Определяем показания измерительных приборов.
- •8. Вычисление полной и активной мощности цепи, а так же коэффициента мощности и коэффициента искажения мощности.
- •9. Подбор параметров элементов схемы для создания резонанса.
- •10. Построение графиков гармоник и результирующей кривой, разложенной в ряд Фурье.
- •Список литературы
- •Задание 3. Пример расчета линейных электрических цепей при периодических несинусоидальных токах, напряжениях и эдс 65
- •Часть II
- •164500, Г. Северодвинск, ул. Воронина, 6.
Задание 2. Пример расчета магнитных цепей при постоянных токах и напряжениях
В соответствии с заданным вариантом из таблиц 2.1 выбираем схему и ее параметры.
|
|
Магнитодвижущие силы катушек первого и второго стержней:
|
|
Геометрические размеры магнитопровода:
| |
1. Находим длины отдельных участков магнитопровода.
для первого стержня:
|
|
|
для второго и третьего стержня:
|
|
|
Находим площади поперечного сечения отдельных участков магнитопровода.


Вычерчиваем электрическую схему замещения и график намагничивания стали.
|
|
Для
чего задаем значения кривой
намагниченности стали и вводим функцию
H=
f (B) для
получения промежуточных значений
этой кривой.
|
|
|
|
Задаем функцию в соответствии, с которой строится график кривой намагничивания:
|
|
|
|
4.
Для первого
стержня произвольно задаемся "n"
значениями:
![]()
и определяем потоки первого стержня Ф1 по заданным B11n, а затем
находим магнитные индукции на отдельных участках B12n и B13n.
|
|
|
|
Значения H11, H12 и H13 находим по кривой намагничивания стали.
|
|
|
| |||
|
|
B110 = 0, Тл |
B120 = 0, Тл |
B130 = 0, Тл |
| |
|
|
B111 = 0.1, Тл |
B121 = 0.1, Тл |
B131 = 0.1, Тл |
| |
|
|
B112 = 0.2, Тл |
B122 = 0.2, Тл |
B132 = 0.2, Тл |
| |
|
|
B113 = 0.3, Тл |
B123 = 0.3, Тл |
B133 = 0.3, Тл |
| |
|
|
B114 = 0.4, Тл |
B124 = 0.4, Тл |
B134 = 0.4, Тл |
| |
|
|
B115 = 0.5, Тл |
B125 = 0.5, Тл |
B135 = 0.5, Тл |
| |
|
|
B116 = 0.6, Тл |
B126 = 0.6, Тл |
B136 = 0.6, Тл |
| |
|
|
B117 = 0.7, Тл |
B127 = 0.7, Тл |
B137 = 0.7, Тл |
| |
|
|
B118 = 0.8, Тл |
B128 = 0.8, Тл |
B138 = 0.8, Тл |
| |
|
|
B119 = 0.9, Тл |
B129 = 0.9, Тл |
B139 = 0.9, Тл |
| |
|
|
B1110= 1.0, Тл |
B1210= 1.0, Тл |
B1310= 1.0, Тл |
| |
|
|
B1111= 1.1, Тл |
B1211= 1.1, Тл |
B1311= 1.1, Тл |
| |
|
|
B1112= 1.2, Тл |
B1212= 1.2, Тл |
B1312= 1.2, Тл |
| |
|
|
B1113= 1.3, Тл |
B1213= 1.3, Тл |
B1313= 1.3, Тл |
| |
|
|
B1114= 1.4, Тл |
B1214= 1.4, Тл |
B1314= 1.4, Тл |
| |
|
H110 = 0, А/м |
H120 = 0, А/м |
H130 = 0, А/м |
Ф10 = 0, Вб |
|
H111 = 96, А/м |
H121 = 96, А/м |
H131 = 96, А/м |
Ф11 = 0.0002, Вб |
|
H112 = 136, А/м |
H122 = 136, А/м |
H132 = 136, А/м |
Ф12 = 0.0003, Вб |
|
H113 = 165, А/м |
H123 = 165, А/м |
H133 = 165, А/м |
Ф13 = 0.0004, Вб |
|
H114 = 200, А/м |
H124 = 200, А/м |
H134 = 200, А/м |
Ф14 = 0.0006, Вб |
|
H115 = 246, А/м |
H125 = 246, А/м |
H135 = 246, А/м |
Ф15 = 0.0008, Вб |
|
H116 = 300, А/м |
H126 = 300, А/м |
H136 = 300, А/м |
Ф16 = 0.0009, Вб |
|
H117 = 350, А/м |
H127 = 350, А/м |
H137 = 350, А/м |
Ф17 = 0.0010, Вб |
|
H118 = 410, А/м |
H128 = 410, А/м |
H138 = 410, А/м |
Ф18 = 0.0012, Вб |
|
H119 = 490, А/м |
H129 = 490, А/м |
H139 = 490, А/м |
Ф19 = 0.0014, Вб |
|
H1110= 600, А/м |
H1210= 600, А/м |
H1310= 600, А/м |
Ф110 = 0.0015, Вб |
|
H1111= 755, А/м |
H1211= 755, А/м |
H1311= 755, А/м |
Ф111 = 0.0017, Вб |
|
H1112= 1000, А/м |
H1212= 1000, А/м |
H1312= 1000, А/м |
Ф112 = 0.0018, Вб |
|
H1113= 1300, А/м |
H1213= 1300, А/м |
H1313= 1300, А/м |
Ф113 = 0.0020, Вб |
|
H1114= 1820, А/м |
H1214= 1820, А/м |
H1314= 1820, А/м |
Ф114 = 0.0021, Вб |
5.
Для второго стержня произвольно задаемся
"n" значениями
![]()
и определяем магнитные потоки во втором стержне для всех "n" значений B22n
|
|
Значения напряженности магнитного поля H22 находим из кривой
намагничивания
стали
Результаты
сводим в таблицу:
-
n
B22n
Ф2n
H22n
0
0,100
0,000
96
1
0,200
0,000
136
2
0,300
0,001
165
3
0,400
0,001
200
4
0,500
0,001
246
5
0,600
0,001
300
6
0,700
0,001
350
7
0,800
0,001
410
8
0,900
0,002
490
9
1,000
0,002
600
10
1,100
0,002
755
11
1,200
0,002
1000
12
1,300
0,003
1300
13
1,400
0,003
1820
6.
Для третьего стержня задаемся "n"
значениями
и определяем
магнитные
потоки
, а по их значениям находим индукции
|
|
|
-
B310 = 0, Тл
B320 = 0, Тл
B330 = 0, Тл
B311 = 0.1, Тл
B321 = 0.1, Тл
B331 = 0.1, Тл
B312 = 0.2, Тл
B322 = 0.2, Тл
B332 = 0.2, Тл
B313 = 0.3, Тл
B323 = 0.3, Тл
B333 = 0.3, Тл
B314 = 0.4, Тл
B324 = 0.4, Тл
B334 = 0.4, Тл
B315 = 0.5, Тл
B325 = 0.5, Тл
B335 = 0.5, Тл
B316 = 0.6, Тл
B326 = 0.6, Тл
B336 = 0.6, Тл
B317 = 0.7, Тл
B327 = 0.7, Тл
B337 = 0.7, Тл
B318 = 0.8, Тл
B328 = 0.8, Тл
B338 = 0.8, Тл
B319 = 0.9, Тл
B329 = 0.9, Тл
B339 = 0.9, Тл
B3110= 1.0, Тл
B3210= 1.0, Тл
B3310= 1.0, Тл
B3111= 1.1, Тл
B3211= 1.1, Тл
B3311= 1.1, Тл
B3112= 1.2, Тл
B3212= 1.2, Тл
B3312= 1.2, Тл
B3113= 1.3, Тл
B3213= 1.3, Тл
B3313= 1.3, Тл
B3114= 1.4, Тл
B3214= 1.4, Тл
B3314= 1.4, Тл
Значения H31, H32 и H33 находим из кривой намагничивания стали:
-
H310 = 0, А/м
H320 = 0, А/м
H330 = 0, А/м
Ф10 = 0, Вб
H311 = 96, А/м
H321 = 96, А/м
H331 = 96, А/м
Ф11 = 0, Вб
H312 = 136, А/м
H322 = 136, А/м
H332 = 136, А/м
Ф12 = 0, Вб
H313 = 165, А/м
H323 = 165, А/м
H333 = 165, А/м
Ф13 = 0, Вб
H314 = 200, А/м
H324 = 200, А/м
H334 = 200, А/м
Ф14 = 0.001, Вб
H315 = 246, А/м
H325 = 246, А/м
H335 = 246, А/м
Ф15 = 0.001, Вб
H316 = 300, А/м
H326 = 300, А/м
H336 = 300, А/м
Ф16 = 0.001, Вб
H317 = 350, А/м
H327 = 350, А/м
H337 = 350, А/м
Ф17 = 0.001, Вб
H318 = 410, А/м
H328 = 410, А/м
H338 = 410, А/м
Ф18 = 0.001, Вб
H319 = 490, А/м
H329 = 490, А/м
H339 = 490, А/м
Ф19 = 0.001, Вб
H3110= 600, А/м
H3210= 600, А/м
H3310= 600, А/м
Ф110=0.002, Вб
H3111= 755, А/м
H3211= 755, А/м
H3311= 755, А/м
Ф111=0.002, Вб
H3112= 1000, А/м
H3212= 1000, А/м
H3312= 1000,А/м
Ф112=0.002, Вб
H3113= 1300, А/м
H3213= 1300, А/м
H3313= 1300,А/м
Ф113=0.002, Вб
H3114= 1820, А/3
H3214= 1820, А/3
H3314= 1820,А/3
Ф114=0.002, Вб
Вычисляем индукцию Bqn и напряженность поля Hqn в воздушном
зазоре: для "n" значений магнитного потока Ф3n, принимая, что
,
Гн/м - абсолютная магнитная проницаемость
вакуума
|
|
|
Результаты расчетов сводим в таблицу: | ||||
|
|
n |
Bqn, Тл |
Hqn, А/м |
| ||
|
|
0 |
0 |
0 |
| ||
|
|
1 |
0,1 |
79577,472 |
| ||
|
|
2 |
0,2 |
159154,943 |
| ||
|
|
3 |
0,3 |
238732,415 |
| ||
|
|
4 |
0,4 |
318309,886 |
| ||
|
|
5 |
0,5 |
397887,358 |
| ||
|
|
6 |
0,6 |
477464,829 |
| ||
|
|
7 |
0,7 |
557042,301 |
| ||
|
|
8 |
0,8 |
0636619,772 |
| ||
|
|
9 |
0,9 |
716197,244 |
| ||
|
|
10 |
1,0 |
795774,715 |
| ||
|
|
11 |
1,1 |
875352,187 |
| ||
|
|
12 |
1,2 |
954929,659 |
| ||
|
|
13 |
1,3 |
1034507,13 |
| ||
|
|
14 |
1,4 |
1114084,602 |
| ||
Задаем функции для получения непрерывных значений магнитного потока Ф
|
|
|
|
и напряженности H по отдельным участкам магнитопровода:
|
|
|
|
|
|
|
А затем находим магнитные напряжения для всех трех стержней.
|
|
|
|
|
|
По результатов расчетов строим графические зависимости магнитных потоков в функции магнитных напряжений на отдельных стержнях магнитопровода:
|
|
По графику находим действительное значение магнитного напряжения для всех стержней ( Ф1 + Ф3 = Ф2 ).
Значения потоков, соответствующие точке пересечения суммарного потока Ф1+Ф3 с графиком Ф2 являются единственно возможными при заданных значениях магнитодвижущих сил.
|
|
|
|
|
Вычисляем магнитные индукции на каждом участке магнитопровода и напряженности магнитного поля, соответствующие реальному режиму работы.
|
|
|
|
|
Из графика намагниченности находим напряженности на отдельных участках магнитопровода: Результаты вычисления сводим в общую таблицу.
Для вычисления сопротивлений отдельных участков магнитопровода находим вначале истинные значения магнитных проницаемостей отдельных участков магнитопровода:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
После чего определяем реальные магнитные сопротивления отдельных участков магнитопровода:
ЗАДАНИЕ 3. Пример расчета линейных электрических цепей при периодических несинусоидальных токах, напряжениях и ЭДС
Для заданного варианта выбрать расчетную схему и из таблицы 3.1 выписать
|
|
данные,
необходимые для расчета схемы при
несинусоидальных токах, напряжениях
и ЭДС, задать амплитуду несинусоидальной
кривой ЭДС:
и
указать промежуток изменения времени:
|
Сопротивление
резистора на всех гармониках:
, Ом
Сопротивление
катушки на частоте первой гармоники:
, Ом
Сопротивление
конденсатора на частоте первой гармоники:
, Ом
Период
несинусоидальной кривой ЭДС:
, с
Находим
значение угловой частоты:
,
рад/с



































