Требования к содержанию пояснительной записки РГЗ 8 глава

Задача № 3.9

Грузовая лебедка приводится в движение двигателем постоянного тока c независимым возбуждением (рис. 3.7) с номинальными данными, приведенными в таблице 3.20. Пуск производится в m ступеней. Пиковый ток равен I _п = kI _ян. При пуске двигателя величина момента колеблется от М ₁ = 2,5 М _н до М ₂ = М ₁/l.

Таблица 3.20

Задание к задаче № 3.9

Параметры	Последняя цифра номера зачетки	Пример
Параметры двигателя постоянного тока
Р 2н, кВт
U c, В
h н	0,84	0,89	0,88	0,84	0.87	0,85	0,86	0,87	0,88	0,86	0,9
n 1, об/мин
	Предпоследняя цифра номера зачетки
m
k

 

Определить:

- величины пусковых сопротивлений (сопротивления ступеней R_i; сопротивления секций r_i;

- полное сопротивление пускового реостата;

- параметры механической характеристики и пусковой диаграммы.

 

Рис. 3.7. Схема включения (а) и характеристики (б) двигателя с пусковым реостатом

Этапы расчета задачи № 3.9

Для условий задачи, соответствующей номеру варианта, выполнить этапы расчета таблицы 3.20.

Таблица.3.20.

Этапы расчета задачи № 3.9

№	Задание	Формула	Пример
	Зарисовать схему (рис. 3.7, а) и записать задание, соответствующее номеру варианта (табл. 3.20)
	Определить (рассчитать)
	Механические параметры двигателя
	Номинальный ток якоря	I ян = Р н/ U нhн	I ян = 191 А
	Внутреннее сопротивление двигателя r я = R дв	r я = 0,5(1 - h) U н/ I ян	r я = 0,1 Ом
	Номинальный механический момент М н на валу двигателя	M н = 9550 Р н/ n н	M н = 621 кнм
	Скорость идеального холостого хода n 0	n 0 = n н U н/(U н - I н r я)	n 0 = 1052 об/мин
	Определение сопротивления пускового реостата
	Сопротивление якорной цепи при пуске с учетом того, что I п = kI ян	R яп = U н/ I п	R яп = 0,67 Ом
	Сопротивление пускового реостата без учета R дв	R п = R яп - r я	R п = 0,57 Ом
	Значение коэффициента l нарастания сопротивления ступеней - отношения максимального момента М 1 к моменту переключения М 2 ступеней	l = М 1/ М 2 = (R яп/ r я)1/ m	l = 1,89
	Сопротивление R 1 якорной цепи на первой ступени пускового реостата	R 1 =l r я	R 1 = 0,189 Ом
	Сопротивление R 2 якорной цепи на второй ступени пускового реостата	R 2 =l R 1	R 2 = 0,354 Ом
	Сопротивление R 3 якорной цепи на третьей ступени пускового реостата	R 3 =l R 2	R 3 = 0,67 Ом
	Сопротивление r 1 первой секции пускового реостата	r 1 = R 1- r я	r 1 =0,088 Ом
	Сопротивление r 2 второй секции пускового реостата	r 2 = R 2 - R 1	r 1=0,166 Ом
	Сопротивление r 3 третьей секции пускового реостата	r 3 = R 3 - R 2	r 3=0,312 Ом
	Проверить, равна ли сумма сопротивлений r i значению R п (п.6)	R п= r 1 + r 2 + r 3	R п= 0,57 Ом
	Максимальный механический момент при пуске	М 1 = М мах = 2,5 М н	М 1 = 1552кнм
	Момент переключения М 2	М 2 = М 1/l	М 2 = 825 кнм
	Построить естественную механическую характеристику (рис. 3.7, линия 1) и по найденным значениям М 1 и М 2 построить пусковую диаграмму (линии 4, 3, 2). Письменно объяснить условия запуска двигателя и последовательность выключения пусковых резисторов

Задача № 3.10

Трехфазный синхронный генератор с неявно выраженными полюсами работает на сеть большой мощности напряжением 380 В и имеет номинальные параметры, представленные в таблице 3.21: полная мощность S _н; коэффициент мощности cosj_н, номинальное напряжение U _н = 380 В, частота f = 50 Гц, число пар полюсов р, угол выбега Q_н. Мощность первичного двигателя (электромагнитная мощность) в номинальном режиме работы синхронного генератора Р _мех.

Примечание: если в тексте не говорится, о каком напряжении U идет речь, то однозначно понимается, что имеется в виду линейное напряжение, т.е. U _н = U _нл.

За базовые значения ЭДС Е _0н и тока возбуждения I _внприняты действующие значения фазных напряжения U _фн и тока ротора I _вфн в режиме холостого хода генератора при подключении его к сети.

Определить:

- частоту вращения ротора генератора;

- КПД;

- ток;

- ЭДС;

- синхронное индуктивное сопротивление Х_L фазной обмотки якоря (активное сопротивление обмотки статора можно не учитывать);

-величину тока возбуждения I _вн^* (в %) для номинального режима работы генератора;

- построить U -образные характеристики синхронного генератора для трех значений активной мощности генератора (Р _мех1 = 0; Р _мех2 = 0,5 Р _н; Р _мех3 = Р _н);

- определить значения токов возбуждения (I _в, %), при которых генератор выпадает из синхронизации;

- изобразить расчетную электрическую схему замещения синхронного генератора и векторные диаграммы для построения U -образных характеристик синхронного генератора.

Таблица 3.21

Задание к задаче № 3.10

Параметры	Последняя цифра номера зачетки	Пример
Параметры синхронного генератора
S н, кВА
сos jн	0,9	0,92	0,95	0,9	0,92	0,96	1,0	0,9	0,92	0,95	0,95
р
Р мех, кВт
	Предпоследняя цифра номера зачетки
Qн, град

Характеристика холостого хода генератора задана в табличном виде, представленном в таблице 3.23, а также графиком зависимости E^* (I _в ^*) (рис. 3.8).

 

Таблица 3.22

Характеристика холостого хода генератора

I в *= I в/ I вн, %
E* = Е 0/ Е 0н, %

 

Рис. 3.8. Характеристика холостого хода генератора

Этапы расчета задачи № 3.10

Для условий задачи, соответствующей номеру варианта, выполнить этапы расчета таблицы 3.23.

Таблица 3.23.

Этапы расчета задачи № 3.10

№	Задание	Формула	Пример
	Зарисовать схему замещения генератора (рис. 3.9, а) и записать задание, соответствующее номеру варианта (табл. 3.19)
	Определить (рассчитать)
	Номинальную частоту вращения	n н = 60 f / p	n н = 1500 об/мин
	Активную номинальную мощность генератора	P н = S н cos j н	P н = 237,5 кВт
	КПД генератора	h = P н/ P мех	h = 89,6 %
	Номинальный ток I н в обмотках статора генератора	I н = S н/Ö3 U нл	I н = 379,8 А
	Значение угла jн	jн = arccosjн	jн = 18,18 град
	Значение вектора фазного напряжения U нф	U нф = U нл/Ö3	U нф = 219,4 В
	Построение векторной характеристики (в выбранном масштабе напряжений и токов) (рис. 3.9, б): -вектор напряжения Ů нф направлен по оси +1; -вектор тока İ статора отстает по фазе от вектора напряжения на угол jн; -вектор Ė 0 опережает вектор напряжения Ů нф на угол Q; индуктивная составляющая тока статора опережает вектор тока на 90о, поэтому вектор индуктивного падения напряжения U Х направлен из конца вектора Ů нф до пересечения с Ė 0
	Определяем величину вектора Ė 0н из треугольника напряжений (рис. 3.9, б)	| Ė 0н| = U нфсosj/cos(j+Q)	| Ė 0н| = 272,8 В
	Величина падения напряжения на синхронном индуктивном сопротивлении U Х	U Х = (Е 0н2 + U нф2 - 2 Е 0н U нфcosQ)0,5	U Х = 107,5 В
	Значение индуктивного сопротивления ХL фазы обмотки статора	Х = U Х/ I н	Х = 0,28 Ом
	Относительное значение ЭДС E 0*холостого хода	E 0*= | Ė 0|/ U нф	E 0*= 124,3 %
	Определение относительной величины тока I вн*, % по характеристике холостого хода (по данным таблицы 3.22)	I ввн* = 131,9 %
	Построение U- образных зависимостей I (I в) предполагает использование соотношений: М = 3 Е 0 U фcosQ/ XL W, (1) Р = 3 Е 0 U фsinQ/ XL. (2) При построении U -образных характеристик следует придерживаться следующих этапов: - задаем значение Р; -задаем значение относительного тока возбуждения I в * = I в/ I вн, % (таблица 3.24); -по данным таблицы 3.22 находим значение E *(I в *), % и определяем величину Е 0(I в *)= E * U фн/100, В; -используя значение Е 0(I в *), определяем ток обмотки статора I по формуле: , А; (3) - заполняем таблицу (3.24) и строим график зависимости I (I в) (рис. 3.9, б)
	Пример расчета зависимости I (I в*) (рис. 3.9, в)
	Мощность первичного двигателя (электромагнитная мощность) Р 1 = 0,5 Р н
	Задаем значение I в * (таблица 3.22) по данным примера	I в * = 100 %
	Величина Е 0(I в *)	Е 0(I в *) = E * U фн/100, В	Е 0(I в *) = 219,4 В
	Величина P 1	Р 1 = 0,5 Р н	Р 1 = 118750 Вт
	Расчет I (I в *)	По (3)	I (I в *) = 181,67 А
	Результаты расчета сводятся в таблицу 3.24. U -образные характеристики синхронного генератора для трех значений активной мощности генератора приводятся на рис. 3.9, в
	Определение значений токов возбуждения (I в, %), при которых генератор выпадает из синхронизации
	Условие выпадания из синхронизации	Q = 90o
	Из (2) следует, что при выпадании из синхронизации значение Е 0кр рассчитывается по соотношению Е 0кр = РXL /3 U нл (4)
	При P 1 = 0 по (4)	Е 0кр1 = 0
	Примерное значение I 1*, % по характеристике таблицы 3.22	I 1*, % = -3 %
	Примерное значение тока I 1, А по характеристике (рис. 3.9, в)	I 1 = 760 А
	При P 2 = 0,5 Р н по (4)	Е 0кр2 = 51 В
	Примерное значение I 2*, % по характеристике таблицы 3.22	I 1*, % = 13 %
	Примерное значение тока I 2, А по характеристике (рис. 3.9, в)	I 2 = 765 А
	При P 3 = Р н по (4)	Е 0кр2 = 102 В
	Примерное значение I 3*,% по характеристике таблицы 3.22	I 3*,% = 35 %
	Примерное значение тока I 3, А по характеристике (рис. 3.9, б)	I 3 = 770 А
	На U -образной характеристике отмечается линиии (геометрическое место точек), для которых справедливо условие Q=90o и cosj=1. Отмечаются области недовозбуждения (j<0) и перевозбуждения (j>0) генератора (рис. 3.9, в)

 

Рис. 3.9. Схема замещения (а), векторная диаграмма токов и напряжений (б),
U-образные характеристики (в) синхронного генератора к задаче № 3.10

Таблица 3.24

Сводная таблица для расчета U -образных характеристик синхронного генератора

P, кВт	I *в, %
E *,%
Е 0, В	11,0	114,1	190,8	219,3	245,7	272,0	291,7	311,5	329,0
	I, A	736,3	372,16	100,7		93,0	186,0	255,7	325,5	387,5
118,75	I, A	-	452,2	219,68	181,6	195,0	247,1	300,1	359,2	414,7
237,5	I,A	-	696,3	415,2	371,6	361,1	378,9	408,0	447,5	489,0

Задача № 3.11

Произвести расчет мощности Р (кВт) электродвигателей типовых установок: насоса, вентилятора, компрессора работающих в продолжительном режиме с постоянной нагрузкой, в соответствии с вариантом, представленным в таблицах 3.25.

При расчете мощности учитываются коэффициенты: k _з - коэффициент запаса, равный 1,1- 1,6; h_п - КПД передачи (при непосредственном соединении насоса с двигателем h_п =1; для клиноременной передаче h_п =0,92- 0,94; для плоскоременной - h_п = 0,87- 0,9).

Мощность электропривода насоса оценивается по соотношению:

Р = k _з Q g H /(1000h_насh_п), кВт, (1)

где Q – производительность насоса, м³/с; H - напор, создаваемый насосом, м. вод. ст.; g = r g; g - удельный вес, Н/м³, r -плотность перекачиваемой жидкости, кг/м³, g – ускорение свободного падения; h_нас – КПД насоса определяется в каталогах h_нас =0,3 - 0,6.

Мощность электропривода вентилятора оценивается по соотношению:

Р = k _з QH /(1000h_вh_п), кВт, (2)

где Q – производительность насоса, м³/с; H - давление, создаваемое насосом, Па; h_в – КПД определяется в каталогах: для осевых вентиляторов h_в = 0,5-0,85, для центробежных h_в = 0,4-0,7.

Таблица 3.25

Задание к задаче № 3.11

Параметры	Последняя цифра номера зачетки	Пример
Параметры привода насоса
Q, м3/с	0,05	0,06	0,07	0,08	0,09	0,05	0,06	0,07	0,08	0,09
g, кН/м3	9,8			9,5	9,4		9,7	9,6	9,9		9,5
Н, м.вод.ст
hнас	0,55	0,6	0,65	0,7	0,65	0,6	0,55	0,45	0,5	0,55	0,58
	Параметры привода вентилятора
Q, м3/с	2,5		2,2	2,4	2,5	2,6	2,7	2,8	2,9
H, Па
hв	0,4	0,5	0,6	0,7	0,75	0,8	0,4	0,5	0,6	0,7	0,56
	Параметры привода компрессора
Q, м3/мин
hк	0,4	0,5	0,6	0,7	0,75	0,8	0,4	0,5	0,6	0,7	0,56
Н, МПа	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0	0,5	1,0
	Предпоследняя цифра номера зачетки
k з	1,1	1,2	1,3	1,4	1,5	1,6	1,1	1,2	1,3	1,4	1,2
hп	0,92	0,87	0,9	0,4	0,5	0,7	0,9	0,91		0,5

 

Мощность электропривода компрессора оценивается по соотношению:

Р = k _з QВ /(1000h_кh_п), кВт, (3)

где Q – производительность насоса, м³/с; H - давление, создаваемое насосом, Па; h_к – КПД определяется в каталогах: h_к = 0,6 - 0,8; В - работа, Дж/м³, затрачиваемая на сжатие 1 м³ до заданных рабочих давлений Н, МПа (рис. 3.10).

 

Рис. 3.10. Зависимость работы В на сжатие 1 м³ воздуха от конечного давления Н

Этапы расчета задачи № 3.11

Для условий задачи, соответствующей номеру варианта, выполнить этапы расчета таблицы 3.26.

Таблица 3.26.

Этапы расчета задачи № 3.11

№	Задание	Формула	Пример
	Расчет мощности привода насоса
	Оцениваем характер передачи по величине k п	Непосредственное соединение
	Расчет мощности по соотношению (1)		Р = 0,39 кВт
	Расчет мощности привода вентилятора
	Оцениваем характер передачи по величине k п	Непосредственное соединение
	Оцениваем характеристику вентилятора по величине hв	Центробежный или осевой
	Расчет мощности по соотношению (2)		Р = 7,0 кВт
	Расчет мощности привода компрессора
	Определяем величину В по графику (рис. 3.10)		В = 273 кДж/м3
	Оцениваем характер передачи по величине k п	Непосредственное соединение
	Расчет мощности по соотношению (3)		Р = 96,7 кВт

РАЗДЕЛ 4. Задачи по теме ²переходные процессы²

Задача 4.1

В электрической схеме, представленной на рис. 4.1, а, происходит переключение ключа SA в положение 1, а через промежуток времени, не менее (5…6)t (t - постоянная времени), происходит переключение ключа в положение 2.

Требуется:

- оценить качественно и количественно изменение параметров цепи, в том числе, оценить характеристику изменения тока i (t) после коммутации (переключения) ключа SA в положение 1 и тока i ₁(t) после переключения ключа SA в положение 2;

- найти характеристику изменения тока i (t) после замыкания ключа SA классическим методам;

- построить зависимости токов i (t) и i ₁(t), напряжения u (t) и u ₁(t) на катушке от времени.

⇐ Предыдущая3456789101112Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: