Контрольная Общая электротехника и электроника. Расчетно-графическая работа №1-3, номер: 251700

Расчетно-графическая работа №1
«Расчет разветвленных электрических цепей»

Задание 1: Решить методом эквивалентных преобразований.

Определить эквивалентное сопротивление R 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 для каждого из вариантов задания представлены в табл. 1.
Задание 2: Решить методом применения законов Кирхгофа.

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 табл. 2. Внутренним сопротивлением источников пренебречь.
3.2. Расчетно-графическая работа №2
«Расчет электрических цепей переменного тока»

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 cosφ к 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 табл.3.
Задание 2: Рассчитать однофазную электрическую цепь с параллельным соединением элементов
Электрическая цепь переменного тока с частотой f=50 Гц (рис. 4), находящийся под действием напряжения U, содержит активные R1-R5 сопротивления, реактивные индуктивные ХL2, ХL3, ХL6 и реактивные емкостные ХС1, ХС4, ХС7 сопротивления. По данным табл. 4 с учетом положения выключателей В1-В7 определить для данного варианта задания приведенные в ней величины. Проверить соблюдение баланса полных S, активных Р и реактивных Q мощностей, построить векторную диаграмму напряжений и токов.
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 в табл.5 для каждого варианта задания определить фазные Iф и линейные IЛ токи потребителя и показания ваттметров W1 и W2. Построить векторную диаграмму токов и напряжений.
Задание 4: Рассчитать трехфазную электрическую цепь при соединении фаз приемника звездой.

В трехфазную четырехпроводную электрическую сеть с симметричными фазными э.д.с. Еф включены три потребителя электроэнергии с сопротивлениями Za, Zb, Zc, соединенные «звездой». Составить электрическую схему питания потребителей электроэнергии с указанием токов и напряжений, действующих в системе, и с учетом приведенных в табл. 6 для каждого варианта задания данных, определить фазные напряжения Ua, Ub, Uc, напряжение смещения UnN, падения напряжения ΔUN на сопротивлении ZN нейтрального провода, фазные токи Ia, Ib, Ic, ток IN в нейтральном проводе, фазные коэффициенты мощности cosφa, cosφb, cosφc, активные Pa, Pb, Pc, реактивные Qa, Qb, Qc и полные Sa, Sb, Sc мощности фаз, а также активную Р, реактивную Q и полную S мощности трехфазного потребителя электроэнергии. Построить векторную диаграмму напряжений и токов на плоскости комплексных чисел.
Расчетно-графическая работа №3
«Расчет режимов работы электрических машин»

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». Принимая во внимание паспортные данные трансформатора, приведенные для соответствующего варианта задания в табл.7, определить коэффициент трансформации n, коэффициент полезного действия ηном при номинальной нагрузке, cosφ2=0,8, токи в первичной I1ном и во вторичной I2ном обмотках, фазные первичное U10 и вторичное U20 напряжения при холостом ходе, сопротивления короткого замыкания Rк и Xк, активные R1 и R2 и реактивные Х1 и Х2 сопротивления обмоток, активное UKR и индуктивное UKL падения напряжения при коротком замыкании, вторичное напряжение U2 при токе нагрузки I2=2I2ном и cosφ2=0,7.
Задание 2: Рассчитать режимы работы двигателя постоянного тока

Электродвигатель постоянного тока серии П параллельного возбуждения характеризуется номинальными данными (см. табл.8): напряжением питающей сети Uном, мощность на валу P2ном, частотой вращения якоря nном, током Iном. Сопротивление цепи якоря двигателя Rя=0,05Uном/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 Rдв 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.9. 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.9 и на механической характеристике. Определить номинальный Мном, начальный пусковой Мпуск и максимальный Мmax моменты, номинальный I1ном и начальный пусковой I1пус к 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.10) 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.