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

Задача 1. Электрические машины постоянного тока

Технические данные генератора постоянного тока параллельного возбуждения:

 номинальная мощность Рном = 6000 Вт;

 номинальное напряжение Uном = 27,5 В;

  частота вращения n = 4000-9000 об/мин;

 номинальный ток якоря Iаном = 218 А;

 сопротивление обмотки якоря (при температуре 20ºС) Rа = 0,01 Ом;

Пример. Для питания постоянным током потребителя мощностью Pd=300 Вт при напряжении Ud=20 В необходимо собрать схему однополупериодного выпрямителя, использовав имеющиеся стандартные диоды Д242А.

  сопротивление обмотки возбуждения (при температуре 20ºС)

 Rов = 1,25 Ом;

 сопротивление обмотки дополнительных полюсов

 (при температуре 20ºС) Rдп = 0,0045 Ом;

 число полюсов (основных / дополнительных) - 4/4.

 1.1)

 

Рис. 4.1. Принципиальная электрическая схема генератора постоянного тока

1.2) Сопротивления обмоток генератора, приведенные к рабочей температуре

(tраб = 120ºС) :

Rвt = Rов×(1+a×(tраб - tокр)) =

 = 1,25×(1+0,0038(120-100)) = 1,725 Ом,

Rаt = Rа×(1+a×(tраб - tокр)) =

 = 0,01×(1+0,0038(120-100)) = 0, 0138 Ом,

Rдпt = Rдп×(1+a×(tраб - tокр)) =

 = 0,0045×(1+0,0038(120-100)) =

 = 0, 0162 Ом

Ток возбуждения Iво = 0,375∙Uном / Rвt =

  = 0,375∙27,5 / 1,725 = 6 А

 Характеристики холостого хода в именованных единицах Таблица 4.1

Iв, А

0

3,00

4,50

6,00

7,80

9,00

10,5

12,0

15,0

18,0

24,0

Примечание

Еmin, В

2,06

15,1

22,8

27,5

31,6

33,0

34,4

35,8

37,7

39,6

41,3

n = nmin

Еmax, В

4,64

34,0

50,6

61,9

71,1

74,3

77,4

80,6

84,8

89,1

92,9

n = nmax


  Рис. 4.2. Характеристики холостого хода генератора Е = f(Iв) при nmin = 4000 об/мин

 и nmax = 9000 об/мин

1.3). Построив вольтамперную характеристику цепи возбуждения генератора Iв∙Rв, проходящую через точку

[Iво, Uном], определяем

Rвд= (Uном /Iво) – Rвt =

 = ( 27,5 / 6 ) - 1,725 =

 = 2, 86 Ом

1.4) Критическое значение Rвдкр, при котором невозможно самовозбуждение генератора с минимальной частотой вращения, определяется по вольт-амперной характеристике Iв∙Rвкр, касательной к начальному участку характеристики холостого хода при nmin :

 Rвдкр = (22,8 / 4,5) –

 - 1,725 = 3,35 Ом

1.5). При этом, если частота вращения генератора повысится до nmax, напряжение на его зажимах будет равно Еmax = 42 В (соответствующее построение показано на рис 4.2).

1.6). В соответствии с методикой, подробно описанной в [1], строим внешнюю характеристику генератора U = f(Iа) при Rв = Uном /Iвном = const и nmin= const.

 Примечание 4.1. Так как ток якоря генератора превышает его ток возбуждения более чем в 10 раз, можно принять Iа =I + Iв » I.

 На рис.4.3 построена характеристика холостого хода Е = f(Iв) при nmin и вольт-амперная характеристика цепи возбуждения для

 Rв = Uном / Iвном = Uном /(Iаном – Iном) = Uном /(Iаном – Рном / 30) =

 = 27,5/(218 – 6000/30) =1,52 Ом,

 Iвном = 218 - 200 = 18 А.

 Катет характеристического треугольника

êАВ ê= Iаном×Rца +DUщ = Iаном×(Rаt + Rдпt) + DUщ = 218×(0,0138 + 0,0062) +2 = = 6,4 В

 

Рис. 4.3. Построение внешней характеристики генератора постоянного тока параллельного возбуждения с помощью характеристики холостого хода

и характеристического треугольника

  Критический ток якоря генератора определен построением:

 Iакр = 1, 125∙Iаном = 1,125∙218 = 245 А

 Ток короткого замыкания равен

 Iкз = (Еост - DUщ) / (Rаt + Rдпt) = (2,06 – 2) / (0,0138 + 0,0062) = 3 А

 Номинальное изменение напряжения при переходе от холостого хода к номинальной нагрузке

 DUном% = ((Uо – Uном) / Uном))×100% = (DUном / Uном)×100% =

 = ((42 – 27,5) / 27,5))×100% = (14,5 /27,5)×100% = 0,53×100% = 53%

Рис. 4.4. Построение регулировочной

характеристики

1.7). Регулировочная характе-ристика генератора Iв = f(Iа), построенная при Uном = const и nmin = const, приведена на рис. 4.4.

Увеличение тока возбуждения при переходе от холостого хода к номинальной нагрузке:

DIв% =((Iвном -Iво)/ Iво)×100%=

= ((18 – 6) /6))×100% = 200%

Общие указания к выполнению контрольной работы