Контрольная работа Электрические машины

Методика решения задач контрольной работы
Техническая механика
Кинематика
Основное уравнение динамики
Динамика вращательного движения
Определить положение центра тяжести сечения

Построить эпюру из изгибающих моментов

Физика примеры решения задач
Механические колебания
Математический маятник
Механическое движение и его относительность
Молекулярная физика и термодинамика
Диэлектрики в электрическом поле
Магнитное взаимодействие проводников с током
Найти индуктивность получившегося соленоида
Интерференция света и способы ее наблюдения
Определить кинетическую энергию
Электротехника
Общие указания к выполнению контрольной работы
Генератор постоянного тока
Первичной обмоткой трансформатора
Расчет параметров асинхронного двигателя
Электрические машины постоянного тока
Трансформаторы
Асинхронные электрические машины

Синхронные электрические машины

Методические указания к задаче 3

Порядок решения задачи 3

 3.1). Расчет параметров асинхронного двигателя проводится для одной фазы и может быть выполнен по данным опытов холостого хода и короткого замыкания аналогично расчету параметров схемы замещения трансформатора.

 3.2). Активные сопротивления обмоток машины следует привести к указанным в таблице П.4 температурам, при которых проводились соответствующие опыты.

 3.3). Соединение обмотки статора – Y.

 3.4). Потери холостого хода асинхронного двигателя определяются выражением:

 Ро = DРэл1 + Ро/,

где DРэл1 = 3∙I02∙R1t - электрические потери в обмотке статора при холостом ходе;

Ро/ = DРмг + DРмех - составляющая потерь холостого хода, равная сумме магнитных и механических потерь.

Ро/ необходимо разделить на магнитные и механические потери, приняв

DРмех » (0,4 ... 0,5)∙ Ро/.

3.5). Параметры уточненной схемы замещения с вынесенным на зажимы сети намагничивающим контуром рассчитываются введением поправочного коэффициента s1 = 1 + X1 / Xm.

3.6). Начертить схему замещения с соблюдением требований ЕСКД.

3.7). Для расчета механической характеристики асинхронной машины используется соотношение:

  ,

где m1 =3 - число фаз обмотки статора;

 p - число пар полюсов машины;

 U1 - номинальное напряжение фазы обмотки статора;

 f1 - частота сети;

 s = (n1 - n2) / n1 - скольжение;

 n1 = 2×p×f1 / p - частота вращения магнитного поля.

Знак «+» соответствует двигательному режиму работы асинхронной машины, знак «-» - генераторному.

Механическую характеристику (16-20 точек, включая 0) рассчитать в пределах изменения скольжения - 2 < s < + 2.

3.8). Номинальный, пусковой и максимальный моменты определяются из приведенного выше соотношения для значений s = sном, s = 1, s = sкр.

Критическое скольжение для двигательного режима можно определить из выражения: sкр » R/2/ Xк.

3.9). Кратность пускового момента Кп = Мп / Мном,

 перегрузочная способность Км = Ммах / Мном.

3.10). Для определения изменения электромагнитного момента асинхронного двигателя при уменьшении питающего напряжения следует учитывать его пропорциональность величине (U1) 2.

3.4. Методические указания к задаче 4

 Для выполнения задания необходимо изучить [2, гл.14-16].

Исходные данные к задаче 4 приведены в табл. П.5.

Характеристика холостого хода явнополюсного синхронного генератора задана табл. 3.2.

 Таблица 3.2

Е*, о.е.

0

0,29

0,58

0,82

1,00

1,15

1,25

1,27

1,32

1,41

1,45

1,50

Iв*, о.е

0

0,25

0,50

0,75

1,00

1,25

1,50

1,75

2,00

2,50

3,00

3,50

Порядок решения задачи 4

4.1). В теории синхронных электрических машин принято использовать значения величин и параметров в относительных единицах (о.е.), получаемых делением величины на ее базисное значение, например U*, о.е. = U / UБ ..

4.2). По данным табл. 3.2 построить характеристику холостого хода синхронного генератора.

Используя соотношение ОКЗ =Iко* = 1/хd* = 1 / (хаd* + хsа*), определить ненасыщенное значение индуктивного сопротивления продольной реакции якоря хаd*¥.

 4.3). Несмотря на то, что теоретически векторная диаграмма Потье верна только для неявнополюсных синхронных машин, на практике исследование с ее помощью явнополюсных синхронных машин дает достаточно точные результаты.

4.4). Для учета насыщения магнитной цепи машины векторную диаграмму Потье необходимо совместить с характеристикой холостого хода машины, выбрав соответствующие масштабы напряжения и тока (или МДС) возбуждения.

Примечание 3.2. Для трехфазного синхронного генератора векторная диаграмма строится для одной фазы.

4.5). Порядок построения векторной диаграммы :

- по заданным  U* = 1, I* = 1 и cosj строят векторы  и , направляя вектор напряжения по оси ординат характеристики холостого хода;

- в соответствии с выражением  с учетом известных сопротивлений хsa*, ra* строят ЭДС воздушного зазора . Угол между векторами и  равен g ;

  - ЭДС воздушного зазора Еd* индуктируется результирующим магнитным потоком воздушного зазора и определяет поэтому степень насыщения магнитной цепи машины в заданном режиме работы. Величину Еd* сносят на ось ординат и по характеристике холостого хода определяют соответствующую ей МДС возбуждения Fвd*;

 - вектор () направляют по оси абсцисс характеристики холостого хода;

  - при построении диаграммы Потье реакция якоря синхронной машины не раскладывается на составляющие по осям d и q, поэтому полную МДС реакции якоря принимаем равной МДС реакции якоря по продольной оси и приводим к масштабу МДС возбуждения в соответствии с выражением

 F/a = F/ad = Kad×Fa.

В относительных единицах, учитывая, что при I* = 1о.е. МДС якоря также будет Fa* = 1 о.е., получим F/a* = F/ad* = Kad ×1 = Kad.

- прибавляя к вектору () вектор  под углом (90° +j+g), получают вектор МДС возбуждения (), который сносят на ось абсцисс и получают величину Fвн* (ток возбуждения Iвн*);

 - по характеристике холостого хода определяют значение ЭДС холостого хода Е0*, соответствующее току возбуждения Iвн* (или Fвн*, так как в относительных единицах Iвн* = Fвн*), и повышение напряжения при сбросе нагрузки DU* = Е0* - U*;

 - значение ЭДС Ен* для тока Iвн* с учетом степени насыщения машины определяют по спрямленной насыщенной характеристике холостого хода, проходящей через точку с координатами [Fвd*, Еd*];

  - для построения вектора  к концу прибавляют вектор . При этом следует использовать насыщенное значение индуктивного сопротивления продольной реакции якоря

 хаd* = хаd*¥ / kmd, 

где kmd = Еd*¥/ Еd* - коэффициент насыщения по продольной оси.

 Величины Еd*¥ и Еd* определяются из векторной диаграммы. Результирующий вектор  правильно построенной векторной диаграммы опережает вектор суммарной МДС () на 90°, длина вектора Ен* (его модуль) совпадает с величиной, определенной по характеристике холостого хода.

 Угол, на который вектор  опережает вектор , называется углом нагрузки q .

4.6). На полученной векторной диаграмме Потье необходимо провести дополнительные построения, используя ненасыщенное значение индуктивного сопротивления продольной реакции якоря хаd*¥. Целью этих построений является определение влияния степени насыщения магнитной цепи машины на ток возбуждения и угол нагрузки генератора.
4. Примеры решения задач

Общие указания к выполнению контрольной работы