Контрольная Электротехнике и электронике, вариант 9, номер: 302803

"СОДЕРЖАНИЕ

1. Расчетно-графическая работа №1 «Расчет разветвленных электрических цепей» 3
Задание 1: Решить методом эквивалентных преобразований 3
Задание 3: Решить методом контурных токов 8
2. Расчетно-графическая работа №2 «Расчет электрических цепей переменного тока» 11
Задание 1: Рассчитать однофазную электрическую цепь с последовательным соединением элементов 11
Задание 3: Рассчитать трехфазную электрическую цепь при соединении фаз приемника треугольником 13
3. Расчетно-графическая работа №3 «Расчет режимов работы электрических машин» 15
Задание 1: Рассчитать параметры трехфазного трансформатора 15
Задание 2: Рассчитать режимы работы двигателя постоянного тока 18
Задание 3: Рассчитать режимы работы трехфазного асинхронного двигателя 21
Задание 4: Рассчитать режимы работы синхронного электродвигателя 23
Список литературы 26

Задание 1: Решить методом эквивалентных преобразований
Определить эквивалентное сопротивление RЭ электрической цепи постоянного тока (рис. 1, а) и распределение токов по ветвям. Вариант электрической цепи (включая ее участок 1 – 2, рис. 1, б – з, ограниченный на схеме рис. 1, а пунктиром), положение выключателей В1 и В2 в схемах, величины сопротивлений резисторов R1 — R12 и питающего напряжения U представлены в дано.

Дано: U = 110 В;
R1 = 2 Ом; R2 = 1 Ом; R3 = 2 Ом; R4 = 3 Ом; R5 = 2 Ом; R6 = 4 Ом;
R7 = 3 Ом; R8 = 5 Ом; R9 = 10 Ом; R10 = 5 Ом; R11 = 6 Ом; R12 = 1 Ом;
Задание 3: Решить методом контурных токов
Для электрической цепи постоянного тока (рис. 2), используя данные, приведенные для данного варианта задания в табл. 2, определить токи I1 – I9 в ветвях резисторов R1-R9, режимы работы источников питания, составить баланс мощностей. ЭДС и напряжения источников, сопротивления резисторов и положение выключателей для соответствующих вариантов задания приведены в дано. Внутренним сопротивлением источников пренебречь.


Дано: Е1 = 110 В; Е3 = 50 В; R1 = 0,2 Ом; R3 = 4 Ом; R7 = 1 Ом; R8 = 0,8 Ом; R9 = 1 Ом. Замкнутые выключатели B3, В7.
Задание 1: Рассчитать однофазную электрическую цепь с последовательным соединением элементов

В электрической цепи переменного тока имеет место резонанс напряжений (рис. 3) при частоте питающего тока f. Используя данные, приведенные в табл.3 для соответствующего варианта задания, определить показания вольтметра на зажимах катушки индуктивности, активное Rк и индуктивное Хк сопротивления катушки, показание ваттметра W, реактивную мощность Qк катушки индуктивности, емкость С конденсатора, индуктивность Lк и коэффициент мощности cosφк катушки. Построить векторную диаграмму тока I и напряжений в цепи. Показания вольтметра Uc, включенного на зажимы конденсатора С, напряжение U, приложенное к цепи и показание амперметра А приведены в дано.

Дано: U = 26 В, UC = 76 В, I = 13 А.

Задание 3: Рассчитать трехфазную электрическую цепь при соединении фаз приемника треугольником
Потребитель электроэнергии, фазы которого имеют комплексные сопротивления Zab, Zbc, Zca и соединены в трехфазную электрическую цепь «треугольником», питается симметричной системой линейных напряжений: UAB = UBC = UCA = UЛ. С учетом данных, приведенных ниже, определить фазные Iф и линейные IЛ токи потребителя и показания ваттметров W1 и W2. Построить векторную диаграмму токов и напряжений.


Рис.4.1

Дано:
UЛ = 660 В; Zab = 24+j32 Ом; Zbc = 24+j32 Ом; Zca = 24+j32 Ом.

Задание 1: Рассчитать параметры трехфазного трансформатора
Потребители электрической энергии питаются от трехфазного двухобмоточного понижающего трансформатора с номинальной мощностью S1ном при номинальных первичном U1ном и вторичном U2ном линейных напряжениях с номинальной частотой f = 50 Гц.
Технические данные трансформатора: потери мощности при холостом ходе Р0, потери мощности при коротком замыкании Рк, напряжение короткого замыкания Uк% при токах в обмотках I1ном и I2ном, равных номинальным. Способ соединения обмоток трансформатора «звезда».
Задание 2: Рассчитать режимы работы двигателя постоянного тока
Электродвигатель постоянного тока серии П параллельного возбуждения характеризуется номинальными данными (см. табл.2): напряжением питающейсети Uном, мощность на валу P2ном, частотой вращения якоря nном, током Iном. Сопротивление цепи якоря двигателя Rя = 0,05 Uном/Iном Ом. При расчетах током возбуждения Iв электродвигателя пренебречь. Определить кпд двигателя ηном при номинальной нагрузке, сопротивление Rпуск пускового реостата, ограничивающего ток при пуске электродвигателя до значения Iпуск = аIном, а также добавочное сопротивление Rд в цепи якоря, при котором двигатель в режиме противовключения при моменте нагрузки, равном bMном, развивает частоту вращения сnном. Рассчитать и построить в единой системе координат искусственную и естественную механические характеристики n(M) и зависимость тока от момента электродвигателя I(M) в пределах нагрузки от M=2Mном до M=-2Mном.
Задание 3: Рассчитать режимы работы трехфазного асинхронного двигателя
Трехфазный асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором единой серии 4А имеет номинальные данные, указанные для каждого варианта задания в табл.3. Номинальные данные: линейное напряжение питающей сети U1ном, частота питающего тока f = 50 Гц, мощность на валу P2ном, синхронная частота вращения магнитного поля n1, скольжение ротора sном, кпд ηном, коэффициент мощности cosφ1ном, отношение mi = I1пуск/I1ном – начального пускового тока Iпуск к номинальному току I1ном, отношение начального пускового момента Мпуск к номинальному моменту на валу Мном: mпуск = Мпуск/Мном, отношение mmin = Мmin/Мном максимального момента к номинальному моменту приведены в табл.3 и на механической характеристике. Определить номинальный Мном, начальный пусковой Мпуск и максимальный Мmax моменты, номинальный I1ном и начальный пусковой I1пуск токи, частоту тока в роторе f2ном при номинальной нагрузке и в момент пуска f2пуск, число пар полюсов обмотки статора p, синхронную угловую частоту вращения магнитного поля Ω1, а также угловую частоту вращения ротора Ω2ном и мощность на зажимах двигателя P1ном при номинальном режиме работы. Построить механическую характеристику M(s) двигателя по точкам, соответствующим скольжениям ротора: s = 0; s = 1; sном; sкр; s = 0,4; s = 0,6; s = 0,8.
Задание 4: Рассчитать режимы работы синхронного электродвигателя
Синхронный электродвигатель типа СДН имеет следующие номинальные данные (табл.4) для каждого варианта задания: линейное напряжение питающей сети Uном, частоту f = 50 Гц, мощность на валу Р2ном, кпд ηном, коэффициент мощности cosφном, кратность пускового момента mi = Iпуск/Iном, отношение пускового момента к номинальному mпуск = Mпуск/Mном, отношение максимального момента к номинальному mкр = Мmax/Mном. Определить номинальную угловую частоту вращения Ω2 ротора, максимальный Мmax пусковой Мпуск моменты, пусковой ток Iпуск, полную мощность Sном при номинальной нагрузке. Построить угловую характеристику М(θ) электродвигателя, отметив на ней точку для номинальной нагрузки Мном, и векторную диаграмму ЭДС, напряжений и тока. Активным сопротивлением обмотки статора пренебречь.

Список литературы
1. Электротехника: Учебник для неэлектрических специальностей вузов/ Под ред. В.Г.Герасимова – М.: Высшая школа. 1985. – 480 с.
2. Борисов Ю.М., Липатов Д.Н., Зорин Ю.Н. Электротехника: Учебник для вузов – М.: энергоатомиздат, 1985. – 552 с.
3. Касаткин А.С., Немцов М.В. Электротехника. Высшая школа, 2000. – 542 с.
4. Сборник задач и упражнений по электротехнике и основам электроники: Учебное пособие для неэлектрических специальностей вузов/ Г.Г. Рекус, А.И. Белоусов. – 2-е издание, исправленное и переработанное. – М.: Высшая школа, 2002. – 416 с."