Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України

Донбаська державна машинобудівна академія

Н. Г. Марілов

ТЕОРЕТИЧНА ЕЛЕКТРОТЕХНІКА

Розв’язання задач за темами:

«Трифазні кола», «Перехідні процеси»

Затверджено

на засіданні вченої ради

Протокол № від .200_ р.

Краматорськ 2011

УДК 621.3.01

ББК 31.21

М 26….

Рецензенти:

….

Марілов, М. Г.

М 26…..Теоретична електротехніка. Розв’язання задач за темами: «Трифазні кола», «Перехідні процеси» – для студентів спеціальності 7.092203 «Електромеханічні системи автоматизації і електропривід»; 7.092501 «Автоматизоване керування технологічними процесами». – Краматорськ : ДДМА, 2011. – 96 c.

ISBN …..

Посібник присвячений курсовій роботі, має на меті закріплення знань курсів „ТОЕ” та „Електротехніка і електромеханіка” за розділами „Трифазні кола” і „Перехідні процеси” і надає можливості студентам закріпити навички самостійної роботи, користування літературою і правильного оформлення результатів роботи у вигляді пояснювальної записки і графічного матеріалу.

УДК 621.3.01

ББК 31.21

ISBN ….. © Н. Г. Марілов, 2011

© ДДМА, 2011

ЗМІСТ

ВСТУП	4
1 ЗАГАЛЬНІ ВКАЗІВКИ	5
2 РОЗРАХУНОК ТРИФАЗНИХ КІЛ	6
2.1 Загальні положення	6
2.2 Розрахунок режимів роботи трифазного кола при з'єднанні симетричного навантаження трипровідною зіркою	8
2.3 Розрахунок режимів роботи трифазного кола при з’єднанні симетричного навантаження трикутником	18
2.4 Розрахунок режимів роботи трифазного кола при з’єднанні несиметричного навантаження три- та чотирпровідною зірками	28
2.5 Розрахунок режимів роботи трифазного кола при з’єднанні несиметричного навантаження трикутником	35
3 РОЗРАХУНОК ПЕРЕХІДНИХ ПРОЦЕСІВ У ЛІНІЙНИХ ЕЛЕКТРИЧНИХ КОЛАХ	39
3.1 Загальні положення	39
3.2 Розрахунок перехідного процесу в колі з одним накопичувачем енергії	40
3.3 Розрахунок перехідного процесу в колі з двома накопичувачами енергії	53
3.4 Розрахунок перехідного процесу в колі зі змінною напругою живлення	66
4 ПЕРЕДАВАЛЬНІ ФУНКЦІЇ ЕЛЕКТРИЧНИХ КІЛ	77
5 ВАРІАНТИ ЗАВДАНЬ НА КУРСОВУ РОБОТУ	80
5.1 Розрахунок кіл трифазного струму з навантаженням, що з’єднане зіркою та трикутником	80
Задача 1	80
Задача 2	81
Задача 3	81
Задача 4	82
Задача 5	83
5.2 Розрахунок перехідних процесів у лінійних електричних колах із зосередженими параметрами класичним та операторним методами	83
Задача 1	83
Задача 2	85
Задача 3	87
Задача 4	87
ДОДАТКИ	90
Додаток А. Зразок титульного листа	90
Додаток Б. Умовні графічні позначення елементів електричних кіл	91
Додаток В. Умовні позначення та одиниці вимірювання в системі СІ	93
Додаток Г. Основні властивості перетворень Лапласа	94
ЛІТЕРАТУРА	95

ВСТУП

Трифазна система змінного струму, винайдена інженером М. О. Доливо-Добровольським у 1891 р., набула поширення у всьому світі як система, що забезпечує найбільш вигідну передачу електроенергії і яка дозволяє створити надійні, прості і дешеві електродвигуни, генератори і трансформатори.

У посібнику розглядаються основні методи розрахунку трифазних кіл, контролю споживаної потужності трифазних кіл переважно при симетричних режимах, як найбільш розповсюджених на практиці, де переваги трифазних систем виявляються найбільш повно. Розглядаються також можливі аварійні режими, аналіз яких дає змогу вибрати ту чи іншу схему з'єднання приймачів у конкретній ситуації, сформулювати основні вимоги до захисту електромагнітних систем від аварійних режимів, зокрема від коротких замикань.

Не менш важливим із теоретичної і практичної точок зору є вивчення перехідних процесів, дослідження впливу параметрів електричних кіл на динамічні властивості і характер перехідного процесу. Для фахівця у сфері керування є важливим уміння складати математичні моделі динамічних режимів, отримувати передавальні функції динамічних систем. Розділ «Перехідні процеси» є важливим вступом до курсів теорії автоматичного керування і автоматизованого електроприводу. Теоретичні дослідження і інженерні розрахунки електричних кіл вимагають з'єднання глибоких теоретичних знань і практичних навиків.

Мета роботи – закріплення курсу електротехніки за розділами «Трифазні кола» і «Перехідні процеси», навчання студентів самостійно застосовувати сучасні методи розрахунку й аналізу електричних кіл.

Посібник містить основні вимоги до виконання і оформлення курсової роботи і деякі приклади розрахунків.

1 Загальні вказівки

Кожний студент отримує індивідуальне завдання і виконує його, користуючись методичними вказівками і рекомендованою літературою, періодично зустрічаючись з керівником для консультацій і контролю графіку виконання.

Окремі розділи роботи повинні бути виконані і подані керівникові в терміни, які вказані у графіку виконання роботи (табл. 1.1). Це дає можливість своєчасно виправити помилки і організувати ритмічну роботу.

Таблиця 1.1 – Графік виконання курсової роботи

Розділ роботи	Об'єм виконання, %	Термін виконання (тиждень триместру)
Розділ 1. Трифазні кола 1 Розрахунок симетричного трипровідного кола при з'єднанні навантаження зіркою, при з'єднанні навантаження трикутником 2 Розрахунок несиметричного 3-фазного навантаження Розділ 2. Перехідні процеси 3 Розрахунок перехідних процесів класичним методом 4 Розрахунок перехідних процесів операторним методом 5 Отримання передавальних функцій і визначення коефіцієнтів 6 Оформлення пояснювальної записки 7 Захист курсової роботи	15 15 15 20 20 10 5	2 3 4 5 6 7 8 8

Кожний розділ пояснювальної записки повинен містити:

1 Завдання.

2 Теоретичне обґрунтування методу, що застосовується.

3 Розрахункову частину, діаграми, графіки.

4 Висновки (оцінку отриманих результатів, порівняння використаних методів).

Записку виконують на листах паперу формату А4 з полями: ліве – 30 мм, праве – 10 мм, верхнє і нижнє – 20 мм.

Виконання таблиць, ілюстрацій і додатків допускається на аркушах формату АЗ (297 х 420 мм), у тому числі і на міліметрівці.

Текст виконують чорним, фіолетовим або синім чорнилами на одній стороні листа рукописним способом, чітким розбірливим почерком або основним креслярським шрифтом. Відстань між рядками тексту повинна бути не менш за висоту двох літер, які виконуються розміром не менш 3 мм. У виняткових випадках записка може бути виконана машинописним текстом.

Формули і умовні знаки виконують креслярським шрифтом.

Якщо почерк у виконавця нерозбірливий, керівник курсової роботи має право вимагати виконання тексту записки креслярським шрифтом.

Листи записки нумерують арабськими цифрами. Номери проставляють внизу праворуч, якщо викреслена рамка листа, або внизу посередині листа без рамки. Записка повинна бути зброшурована. Зшивати записку кольоровими стрічками не дозволяється.

Титульний лист виконують за встановленим зразком (дод. А). Другим листом є індивідуальне завдання на курсову роботу. На титульному листі і завданні номер не ставлять, але включають їх до загальної нумерації листів.

Ілюстрації (схеми, графіки, діаграми та ін.) виконують олівцем за допомогою креслярського приладдя на білому папері, допускається виконання графіків на міліметрівці.

Умовні графічні зображення на електричних схемах, що найчастіше зустрічаються в курсі електротехніки, наведені в додатку Б.

Основні умовні позначення фізичних одиниць у системі СІ наведені в додатку В.