Магнитные цепи при переменных ЭДС и трансформаторы

Содержание

1. Магнитные цепи при переменных ЭДС и трансформаторы

1.1 Типовой расчет характеристик трехфазного трансформатора

1.2 Задачи для самостоятельного решения

2. Трехфазные асинхронные двигатели

3. Машины постоянного тока

3.1 Типовой расчет двигателя постоянного тока

3.2 Задачи для самостоятельного решения

Список использованной литературы

1. Магнитные цепи при переменных ЭДС и трансформаторы

 

1.1 Типовой расчет характеристик трехфазного трансформатора

Паспортные данные заданного трансформатора:

ТМ-40-6/0,4 (трехфазный трансформатор с трансформаторным маслом с естественным охлаждением, номинальная мощность S_н=40000 ВА, номинальное линейное первичное напряжение U_1нл=6000 В, номинальное линейное вторичное напряжение U_2н=400 В).

Мощность потерь трансформатора в режиме холостого хода Р₀=260 Вт; Мощность потерь трансформатора в опыте короткого замыкания Р_к=1280 Вт;

Относительной значение тока холостого хода от номинального линейного тока первичной обмотки трансформатора I_0,%=3,0;

Относительное значение напряжения короткого замыкания от номинального линейного напряжения первичной обмотки трансформатора U_к,%=4,7.

Схема соединения обмоток – звезда-звезда.

1. Для заданного трансформатора определить номинальные линейные и фазные первичные и вторичные токи и напряжения.

2. Определить ток холостого хода, коэффициент мощности трансформатора в режиме холостого хода и угол потерь в стали.

3. Рассчитать величину фазного напряжения, которое подводится к трансформатору в опыте короткого замыкания, и его активную и реактивную составляющие.

4. Определить потерю напряжения в трансформаторе при нагрузках, равных

0,5I_2н, 1,0I_2н, 1,5I_2н и cos φ=0,8 (инд.) и построить по результатам расчетов внешнюю характеристику.

5. Для условий, указанных в п. 4, рассчитать и построить зависимость КПД трансформатора от I₂.

6. Начертить Т-образную схему замещения и рассчитать ее параметры.

1.

Дано:

S_н=40000 В∙А

U_1нл=6000 В

U_2нл=400 В

I_1нл-? I_2нл-?

I_1нф-? I_2нф-?

U_1нф-? U_2нф-?

Решение:

2.

Дано:

I_10,%=3;

Р₁₀=260 Вт;

I_1нф=3,85 А;

U_1нф=3464,2 B.

I₁₀-?; δ-?

cosφ_10ф-?

Решение:

ток холостого хода одной фазы трансформатора.

величина мощности потерь одной фазы первичной обмотки в опыте холостого хода.

коэффициент мощности в одной фазе первичной обмотки в опыте холостого.

угол потерь в стали трансформатора.

Ответ: ;;.

3.

Дано:

U_к,%=4,7.

Р_к=1280 Вт;

I_1нф=3,85 А;

U_1нф=3464,2 B.

U_кф-?

U_кфа-? U_кфр-? -?

Решение:

величина фазного напряжения, подводящегося к трансформатору в опыте короткого замыкания.

коэффициент мощности в одной фазе первичной обмотки в опыте короткого замыкания.

активная составляющая величины фазного напряжения, подводящегося к трансформатору в опыте короткого замыкания.

 реактивная составляющая величины фазного напряжения, подводящегося к трансформатору в опыте короткого замыкания.

Ответ: ;;.

4.

Дано:

U_1нл=6000 В;

U_2нл=400 В;

cosφ₂=0,8(инд.);

U_кфа=111 В;

U_кфр=109 В;

1. I₂=0,5I_2Н;

2. I₂=I_2Н;

3. I₂=1,5I_2Н.

ΔU₂-?

Решение:

Внешняя характеристика трансформатора приведена на рис. 1.

Рис. 1.

5.

Дано:

S_н=40000 В∙А

Р₁₀=260 Вт;

Р_к=1280 Вт;

cosφ₂=0,8(инд.);

1.β=0,5;

2.β=1;

3.β=1,5.

ΔU₂-?

Решение:

Зависимость η=f(I₂) приведена на рис. 2.

Рис. 2.

6. На рис. 3 изображена Т-образная схема замещения фазы А трансформатора. Где I₁ – действующее значение тока первичной обмотки, I₂^’= I₂/n - приведенное значение тока вторичной обмотки, E₁ – действующее значение ЭДС первичной обмотки, Е₂^’=Е₂∙n - приведенное значение ЭДС вторичной обмотки, U₁ – действующее значение напряжения на зажимах первичной обмотки, U₂^’=-U₂∙n - приведенное значение тока вторичной обмотки, R₁-активное сопротивление, учитывающее потери на нагрев первичной обмотки, R₂^’= R₂∙n² – приведенное значение активного сопротивления, учитывающего потери на нагрев вторичной обмотки, Х₁-индуктивное сопротивление, учитывающее потери мощности на создание потоков рассеяния первичной обмоткой, Х₂^’= Х₂∙n² – приведенное значение индуктивного сопротивления, учитывающего потери мощности на создание потоков рассеяния вторичной обмоткой, I₁₀ – действующее значение тока холостого хода, R₀-активное сопротивление контура намагничивания, учитывающее потери на гистерезис и вихревые токи, Х₀ - индуктивное сопротивление контура намагничивания, учитывающее индуцирование E₁ и Е₂^’ основным магнитным потоком(реактивную мощность контура намагничивания).

Рис. 3.

Дано:

Р₁₀=260 Вт;

Р_к=1280 Вт;

I_1нф=3,85 А;

I₁₀=0,11 А;

U_кф=156 В;

U_1нф=3464,2 B.

R₀, Х₀, R₁, Х₁,

R₂^’, Х₂^’-?

Решение: