Open Library - открытая библиотека учебной информации

Открытая библиотека для школьников и студентов. Лекции, конспекты и учебные материалы по всем научным направлениям.

Электротехника Задачи для самостоятельного решения
просмотров - 192

1. ТРАНСФОРМАТОРЫ

Задача 1.1. Однофазный трансформатор включен в сеть с час­тотой тока 50 Гц. Номинальное вторичное напряжение U2ном, а ко­эффициент трансформации k. Определить число витков в обмот­ках w1 и w2, если в стержне магнитопровода трансформатора сечением Qст максимальное значение магнитной индукции Вmах (табл. 1.1).

Таблица 1.1

Величины Варианты
U2ном, В
k
Qст м2 * 10-1 0,49 0,80 1,2 1,8 0,65 0,80 1,2 0,76 0,60
Вmax, Тл 1,3 1,6 1,8 1,3 1,4 1,5 1,2 1,3 1,5 и

Задача 1.2. Для однофазного трансформатора номинальной мощностью Sном и первичным напряжением U1ном, мощностью ко­роткого замыкания Рк.ном и напряжением к.з. uк рассчитать данные и построить график зависимости изменения вторичного напряже­ния ΔU от коэффициента нагрузки β, если коэффициент мощности нагрузки соs φ2 (табл. 1.2).

Таблица 1.2

Величины Варианты
Sном, кВА
U1ном, кВ 31,5 6,3 31,5 6,3 6,3 3,4 6,3
Рк.ном, кВт 3,5 5,4
Uк, % 8,5 6,5 8,5 5,5 6,5 6,5 5,5 5,5
cos φ2 0,75 (емк.) 0,85 (инд.) 0,80 (емк.) 0,70 (инд.) 1,0 0,85 (инд.) 0,9 (емк.) 1,0 0,80 (инд.) 0,70 (инд.)

Задача 1.3. Для однофазного трансформатора, данные которо­го приведены в задаче 1.2, рассчитать и построить график зависи­мости КПД от нагрузки η = f (β), если максимальное значение КПД трансформатора соответствует коэффициенту нагрузки β/ = 0,7.

Задача 1.4. Трехфазный трансформатор номинальной мощно­стью Sном и номинальными напряжениями (линœейными) U1ном и U2ном имеет напряжение короткого замыкания uк, ток холостого хода i0, потери холостого хода Р0ном и потери короткого замыкания Р к.ном. Обмотки трансформатора соединœены по схеме «звезда— звезда». Требуется определить параметры Т-образной схемы замещения, считая ее симметричной: r1 = r2' и х1 = х2'; определить КПД η и полезную мощность Р2, соответствующие значениям полной потребляемой мощности S1 = 0,25 Sном, S2 = 0,5 Sном, S3 = 0,75 Sном и S4 = Sном при коэффициентах мощности нагрузки соs φ2 = 0,8 и соs φ2 = 1, по полученным данным построить графики η = f(P2) в одних осях координат; определить номинальное изменение напряжения ΔUном (табл. 1.3).

Таблица 1.3

Величины Варианты
Sном, кВА
U1ном ,кВ 0,5 3,0 6,0 6,0 3,0 3,0
U2ном, кВ 0,23 0,4 0,4 0,4 3,0 0,4 0,6 0,6 0,23 0,23
Uк, % 5,5 5,5 8,5 6,5 5,5 6,5 8,5 5,5 6,5 5,5
Р0ном, кВт 0,65 1,2 1,6 2,5 5,2 3,6 2,8 3,2 2,0 1,5
Рк.ном, кВт 2,0 3,6 5,8 9,0 13,5 10,0 9,0 8,2 6,0 4,0
io. % 6,5 5,5 5,5 5,5 5,0 5,0 5,5 5,5 5,5 6,5

Задача 1.5. Три трехфазных трансформатора номинальной мощностью SномI, SномII и SномIII включены на параллельную работу. Требуется определить: 1) нагрузку каждого трансформатора (SI, SII и SIII ) в кВ А, если общая нагрузка равна сумме номинальных мощностей этих трансформаторов (Sобщ = SномI + SномII + SномIII );

2) степень использования каждого из трансформаторов по мощно­сти (S/ Sном);

3) насколько следует уменьшить общую нагрузку трансформаторов Sобщ, чтобы устранить перегрузку трансформато­ров; как при этом будут использованы трансформаторы по мощно­сти в процентах (табл. 1.4).

Таблица 1.4

Величины Варианты
Первый трансформатор          
Номинальная мощность Sном1 , кВА
Напряжение к.з. UкI, % 5,3 5,3 4,3 4,4 4,0
Второй трансформатор          
Номинальная мощность Sном1I, кВА
Напряжение к.з. UкII, % 5,5 5,5 4,3 4,0 4,2
Третий трансформатор          
Номинальная мощность Sном1II, кВА
Напряжение к.з. UкIII, % 5,7 5,5 4,0 3,8 4,5

2. ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ТЕОРИИ БЕСКОЛЛЕКТОРНЫХ МАШИН

Задача 2.1. Рассчитать параметры и начертить развернутую схему трехфазной двухслойной обмотки статора по данным, при­веденным в табл. 2.1. Выбрать укорочение шага обмотки, чтобы уничтожалась v-я высшая гармоника в кривой индуцированной ЭДС обмотки. Соединœение катушечных групп последовательное, фазы обмотки соединить звездой, катушки одновитковые.

Таблица 2.1

Величины Варианты
Число пазов Z1,
Число полюсов 2р >
Гармоника v

Задача 2.2. Используя данные и результаты расчета задачи 2.1, определить эффективные значения фазной и линœейной ЭДС первой, третьей, пятой и седьмой гармоник, приняв величину ос­новного магнитного потока Ф = 3/ Z1 Вб и частоту тока 50 Гц. Рас­считать значения этих ЭДС, если бы шаг обмотки был полным.

Задача 2.3. По данным задачи 2.1 рассчитать параметры и на­чертить развернутую схему трехфазной однослойной обмотки ста­тора с лобовыми соединœениями, расположенными в двух плоско­стях. Катушечные группы соединить последовательно, фазные обмотки соединить звездой.

3. АСИНХРОННЫЕ МАШИНЫ

Задача 3.1. Определить значения ЭДС, индуцируемые вра­щающимся магнитным потоком Ф в обмотке статора Е1, в непод­вижном и вращающемся роторах E2 и Е2s, частоту вращения рото­ра n2 и частоту тока в роторе f2, если известны число последовательно соединœенных витков фазы обмотки статора w1, обмоточный коэффициент kоб1, число полюсов 2р, частота тока f1 = 50 Гц и номинальное скольжение sном (табл. 3.1).

Таблица 3.1

Величины Варианты
Ф,Вб 10-3
w1|
Kоб1 0,96 0,90 0,94 0,86 0,90 0,96 0,84 0,90 0,96 0,90
Sном 0,02 0,03 0,02 0,04 0,06 0,01 0,04 0,03 0,03 0,02

Задача 3.2. Трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором серии 4А имеет технические данные, приве­денные в табл. 3.2. Определить высоту оси вращения h, число по­люсов 2р, скольжение при номинальной нагрузке sном, момент на валу Мном, начальный пусковой Мп и максимальный Мmах моменты, номинальный и пусковой токи I1ном и Iп в питающей сети при со­единœении обмоток статора звездой и треугольником.

Таблица 3.2

Тип двигателя     Варианты
Рном, кВт n2нои, об/мин     ηном,%     соs φ1     Uс, В    
4А10082УЗ 4,0 86,5 0,89 7,5 2,0 2,5 220/380
4А16082УЗ 15,0 88,0 0,91 7,0 1,4 2,2 220/380
4А200М2УЗ 37,0 90,0 0,89 7,5 1,4 2,5 380/660
4А112М4УЗ 5,5 85,5 0,85 7,0 2,0 2,2 220/380
4А132М4УЗ 11,0 87,5 0,87 7,5 2,2 3,0 220/380
4А180М4УЗ 30,0 91,0 0,89 6,5 1,4 2,3 380/660
4А200М6УЗ 22,0 90,0 0,90 6,5 1,3 2,4 220/380
4А280М6УЗ 90,0 92,5 0,89 5,5 1,4 2,2 380/660
4А315М8УЗ 93,0 0,85 6,5 1,2 2,3 380/660
4А355М10УЗ 93,0 0,83 6,0 1,0 1,8 380/660

Задача 3.3. Трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором, работающий от сети частотой 50 Гц и напря­жением U1 (фазное), имеет параметры, приведенные в табл. 3.3: номинальная мощность Рном, коэффициент мощности соs φ1ном, магнитные потери Рм механические потери Рмх, активное сопро­тивление фазы обмотки статора r1 при рабочей температуре, ак­тивное приведенное сопротивление обмотки ротора r/2 . Рассчитать данные и построить график зависимости КПД от относительного значения полезной мощности η = f 2/ Рном). При этом принять добавочные потери равными Рдоб = 0,005 Р2, а коэффициент мощ­ности считать изменяющимся в функции Р2/ Рном в соответствии с графиком 2 на рис. 13.9.

Таблица 3.3

Величины Варианты
Рном, кВт 4,0 5,5 4,0
cos φ 1ном 0,89 0,91 0,90 0,86 0,87 0,89 0,84 0,88 0,9 0,92
U1
r1, 1,62 0,40 0,083 1,5 0,53 0,16 1,62 1,1 0,11 0,03
r2' , Ом 1,4 0,2 0,043 1,2 0,28 0,06 1,40 0,4 0,02 0,01
Pм, Вт
Рмех, Вт

Задача 3.4. Трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором работает от сети переменного тока частотой 50 Гц. При номинальной нагрузке ротор двигателя вращается с частотой n2ном; перегрузочная способность двигателя λ, а крат­ность пускового момента Мп/ Мном. Рассчитать данные и построить механическую характеристику двигателя в относительных едини­цах М* = f (s) (табл. 3.4).

Таблица 3.4

Величины Варианты
n2ном об/мин
λ 2,2 1,9 2,0 2,2 2,0 1,9 1,8 2,2 1,7 1,8
Мпном 1,4 1,4 1,2 1,0 1,0 1,2 1,4 1,0 0,9 1,0

4. СИНХРОННЫЕ МАШИНЫ

Задача 4.1. Имеется трехфазный синхронный генератор мощ­ностью Sном с напряжением на выходе U1ном (обмотка статора со­единœена звездой) при частоте тока 50 Гц и частоте вращения n1. КПД генератора при номинальной нагрузке ηном (табл. 4.1). Гене­ратор работает на нагрузку с соs φном = 0,9. Требуется определить активную мощность генератора при номинальной нагрузке Рном, ток в обмотке статора I1ном, требуемую первичному двигателю мощность Р1 и вращающий момент М1 при непосредственном механическом соединœении валов генератора и первичного двигателя.

Таблица 4.1

Величины Варианты
Sном, кВА
U1ном, кВ 6,3 3,2 0,4 6,3 0,7 3,2 6,3 0,4 6,3 3,2
ηном, %
n1, об/ мин

Задача 4.2. Трехфазный синхронный генератор номинальной мощностью Рном и номинальным (фазным) напряжением U1ф.ном работает с коэффициентом мощности соs φ1ном = 0,8 (инд.). Об­мотка фазы статора имеет индуктивное сопротивление рассеяния х1 (табл. 4.2), отношение короткого замыкания ОКЗ = 0,7. Требу­ется построить практическую диаграмму ЭДС и по ней определить номинальное изменение напряжения генератора при сбросœе на­грузки. Активным сопротивлением фазы обмотки статора пренеб­речь. Характеристика х.х. генератора нормальная (см. с. 262).

Таблица 4.2

Величины Варианты
Рном, кВА
U1ном, В
х1 ,Ом 0,35 0,21 0,15 0,32 0,24 0,30 0,35 0,18 0,25 0,40

Задача 4.3. Трехфазный синхронный двигатель номинальной мощностью Рном и числом полюсов 2р работает от сети напряже­нием U1ном (обмотка статора соединœена звездой). КПД двигателя ηном, коэффициент мощности соs φ1ном при опережающем токе ста­тора. Перегрузочная способность двигателя λ, а его пусковые па­раметры определœены кратностью пускового тока Iп/ Iном и кратно­стью пускового момента Мп/ Мном. Значения этих величин приведены в табл. 4.3. Требуется определить: потребляемые из сети двигателœем активную мощность Р1 и ток I1ном, развиваемый двигателœем при номинальной нагрузке вращающий момент Мном, суммарные потери ∑Р, пусковой момент Мп и пусковой ток Iп а также вращающий момент Мmах, при котором двигатель выпадает из синхронизма.

Таблица 4.3

Варианты Величины
Рном, кВт U1ном кВ cos φ1ном ηном, %
6,0 0,8 1,4 1,5
3,0 0,9 5,5 1 7 1,5
3,0 0,9 4,5 1,7 1,6
0,38 0,8 4,5 2,2 1,6
0,38 0,8 4,8 2,4 1,5

Задача 4.4. В трехфазную сеть напряжением Uс включен по­требитель мощностью Sпотр при коэффициенте мощности соs φ. Определить мощность синхронного компенсатора Qск, который следует подключить параллельно потребителю, чтобы коэффици­ент мощности в сети повысился до значения соs φ'. На сколько крайне важно увеличить мощность синхронного компенсатора, что­бы повысить коэффициент мощности сети еще на 0,05 (табл. 4.4).

Таблица 4.4

Величины Варианты
 
Uc, кВ Sпотр, кВА 103 6,0 0,66 10,0 4,5 20,0 1,8 35,0 2,4 6,0 0,8 10,0 1,7 20,0 1,5 35,0 35 6,0 2,0 10,0 3 5
cos φ 0,70 0,72 0,70 0,75 0,70 0,72 0,75 0,74 0,78 0,72
cos φ' 0,90 0,92 0,88 0,90 0,85 0,80 0,83 0,85 0,90 0,85

5. КОЛЛЕКТОРНЫЕ МАШИНЫ

Задача 5.1. По данным, приведенным в табл. 5.1, рассчитать параметры и начертить развернутую схему простой волновой (ПВ) обмотки якоря. На схеме обозначить полюсы, расставить щетки и, задавшись направлением вращения якоря, определить, определить полярности щеток в генераторном режиме. Выполнить схему параллельных ветвей обмотки якоря и определить ее сопротивление, считая при этом сопротивление одной секции равным 0,02 Ом (секции одновитковые).

Таблица 5.1

Величины Варианты
Число пазов Z     20 4     ПП 25 б     ПВ 33 8     ПВ 32 4     ПП 23 4     ПВ 24 8     ПП 29 4     ПВ 30 6     ПП 27 4     ПВ 28 6     ПП
2p
Тип обмотки ПП ПВ ПВ ПП ПВ ПП ПВ ПП ПВ ПП

Задача 5.2. Генератор постоянного тока независимого возбу­ждения с номинальным напряжением Uном и номинальной часто­той вращения nном имеет простую волновую обмотку якоря, со­стоящую из N проводников. Число полюсов генератора 2р = 4, сопротивление обмоток в цепи якоря при рабочей температуре ∑r, основной магнитный поток Ф. Требуется для номинального режима работы генератора определить: ЭДС Еа, ток нагрузки Iном (размагничивающим влиянием реакции якоря пренебречь), полез­ную мощность Рном, электромагнитную мощность Рэм и электро­магнитный момент Мном (табл. 5.2).

Таблица 5.2

Величины Варианты
Uном, В
nном, об/ мин
∑r, 0м 0,175 0,08 0,17 0,3 0,7 0,09 0,27 0,35 0,08 0,14
N
Ф.Вб 10-2 4,8 2,6 1,7 2,6 4,8 4,5 2,4 6,1 2,4 2,2

Задача 5.3. У генератора постоянного тока параллельного возбуждения мощностью Рном и напряжением Uном сопротивление обмоток в цепи якоря ∑r. Необходимо определить электрические потери якоря и обмотки возбуждения, если в генераторе примене­ны щетки марки ЭГ (см. табл. 27.1), а также определить КПД в режиме номинальной нагрузки. Ток возбуждения принять равным Iв = kв Iном, где kв — коэффициент тока возбуждения, а сумму маг­нитных и механических потерь принять Рм + Рмех = kп Рном где kп — коэффициент постоянных потерь (табл. 5.3).

Величины Варианты
г
Рном, кВт
Uном, В
∑r,0м 0,04 0,01 0,05 0,03 0,04 0,04 0,07 0,10 0,07 0,02
kв 0,02 0,02 0,02 0,03 0,02 0,01 0,03 0,03 0,02 0,02
kп 0,03 0,03 0,03 0,04 0,04 0,03 0,04 0,04 0,03 0,02

Задача 5.4. Двигатель постоянного тока номинальной мощно­стью Рном включен в сеть напряжением Uном и при номинальной нагрузке потребляет ток Iном, развивая при этом частоту вращения nном. Требуется определить: значение мощности Р1иом, потребляе­мой двигателœем из сети, суммарные потери ∑Р , КПД ηном и мо­мент на валу M2ном.

Таблица 5.4

Величины Варианты
Рном, кВт
Uном, В
Iном, A
nном, об/ мин

Задача 5.5. Электродвигатель постоянного тока параллельно­го возбуждения мощностью Рном включен в сеть напряжением Uном, и его якорь вращается с частотой nном (табл. 5.5). Сопротив­ление обмотки возбуждения при рабочей температуре rв, а сопро­тивление обмоток в цепи якоря ∑r. В двигателœе применены щет­ки марки ЭГ (см. табл. 27.1). Требуется определить электромагнитную мощность и электромагнитный момент при но­минальной нагрузке двигателя, сумму магнитных и механических потерь (Рм + Рмех), а также сопротивление пускового реостата rп.р, при котором начальный пусковой ток двигателя был бы равен 2,5 Iном.

Таблица 5.5

Величины Варианты
Рном, кВт 7,1
Uном, В
nном, об/ мин
ηном, %
∑r, 0м 0,14 0,26 0,14 0,05 0,45 0,25 0,11 0,08 0,25 0,17
rв, Ом 34,5

Библиографический список

1. Вольдек А. И. Электрические машины. Л., 1978. — 832 с.

2.БрускинД. Э., Зорохович А. Е., Хвостов В. С. Электриче­ские машины. М., 1979. Ч. I. — 282 с., Ч. П. — 303 с.

3.Иванов-Смоленский А. В. Электрические машины. М., 1980. —928с.

4.Кацман М. М. Электрические машины. М., 1990. — 463 с.

5.Кацман М. М. Расчет и конструирование электрических машин. М., 1984. — 359 с.

6.Кацман М. М. Руководство к лабораторным работам по электрическим машинам и электроприводу. М., 1983. — 215с.

7.Кацман М. М. Электрические машины и электропривод автоматических устройств. М., 1987. — 334 с.

8.Копылов И. П. Электрические машины. М., 1986. — 360 с.

9.Костенко Г. Н., Пиотровский Л. М. Электрические ма­шины. Л., 1972. 4.1.— 544с.; 1973. Ч. И.— 648 с.

10.Обмотки электрических машин. В. И. Зимин, М. Я. Каплан, А. М. Палей и др. М., 1975 — 288 с.

11.Петров Г. Н. Электрические машины. Ч. I. Трансфор­маторы. М., 1974.— 240с.

12.Петров Г. Н. Электрические машины. Ч. II. Асинхрон­ные и синхронные машины. 1963. — 416с.

13.Петров Г. Н. Электрические машины. Ч. III. Коллек­торные машины постоянного и переменного тока. М., 1968. —224с.

14.Пиотровский Л. М., Васютинский С. Б., Несговороеа Е.Д. Испытание электрических машин. Ч. 2. М., 1960. — 290 с.

15.Проектирование электрических машин./Под ред.И. П. Копылова. М., 1980. — 495 с.

16.Специальные электрические машины./Под ред. А. И. Бертинова. М., 1982. — 552 с.

17.Справочник по электрическим машинам в 2 т.: Том пер­вый / Под общей ред. И. П. Копылова, Б. К. Клокова. — М.,1988.—455с.

18.Юферов Ф. М. Электрические машины автоматических устройств. М., 1976. — 416 с.


Читайте также


  • - Задачи для самостоятельного решения

    Решение Эож = (60×0,3 +0,7×40) ×1 / (1+0,1)5 ×5 ×0,15 = 21,4 млн.руб. Задача 9.4.Дайте стоимостную оценку результатов и определите величину экономического эффекта по проекту внедрения ГПС за расчетный период (10 лет). Общая годовая производительность — 500 тыс. деталей,... [читать подробенее]


  • - Задачи для самостоятельного решения

    1. Составить и решить табличным симплексным методом задачу, двойственную следующей: максимизировать функцию F =x1+ x2 +x3 при ограничениях 2. Симплексным методом найти максимум функции F =x1+ x2 при ограничениях Составить двойственную задачу и решить её симплексным методом. ... [читать подробенее]


  • - Задачи для самостоятельного решения.

    1. Автокомбинат получил заявку от строительной фирмы на пять тяжёлых грузовиков для работы на стройке. Тяжёлый грузовик можно заменить двумя лёгкими грузовиками. На автокомбинате в настоящий момент имеется пять свободных тяжёлых грузовиков и пять свободных лёгких... [читать подробенее]


  • - Задачи для самостоятельного решения

    Задача 1 Скільки електроенергії спожито електроприймачами квартири, якщо 5 липня покази лічильника були 876 кВт·год, а 29 серпня - 1220 кВт·год? Яка середня потужність електроприймачів квартири? Скільки коштує спожита квартирними електроприймачами електроенергія, якщо... [читать подробенее]


  • - КОМПЛЕКСНЫЕ ЗАДАЧИ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО РЕШЕНИЯ

    Задача 1.156.При разработке мероприятий для профилактики гельминтозов необходимо было решить, какими цестодозами может заразиться человек через пищевые продукты, а какими при несоблюдении личной гигиены. Как бы Вы ответили на этот вопрос? Задача 1.157. Какие из... [читать подробенее]


  • - Задачи для самостоятельного решения 3 страница

    Задача 2.96. Определите тип наследования болезни и, где возможно, расставьте генотипы членам родословной. Задача 2.97. Определите тип наследования болезни и, где возможно, расставьте генотипы членам родословной.                        ... [читать подробенее]


  • - Задачи для самостоятельного решения 2 страница

    Задача 2.87. Пробанд страдает ночной слепотой. Его два брата также больны. По линии отца пробанда страдающих ночной слепотой не было. Мать пробанда больна. Две сестры и два брата матери пробанда здоровы. Они имеют только здоровых детей. По материнской линии дальше известно:... [читать подробенее]


  • - Задачи для самостоятельного решения 1 страница

    Задача 2.78. Определите тип наследования признака и, где возможно, определите по данному признаку генотип каждой особи, встречающейся в родословной. Задача 2.79. Определите тип наследования признака и, где возможно, определите по данному признаку генотип каждой особи,... [читать подробенее]


  • - Задачи для самостоятельного решения

    Задача 2.101. В европейских человеческих популяциях резус-положительная кровь встречается у 85% населения, а резус-отрицательная - 15%. Определите частоту гетерозигот в популяции. Задача 2.102. Альбиносы (аа) встречаются в популяциях Европы с частотой 0,00005. Установите генные... [читать подробенее]


  • - Задачи для самостоятельного решения

    Задача 2.40.Мышечной дистрофией Дюшена болеют мальчики. Заболевание развивается в раннем возрасте и имеет прогрессирующее течение. Больные потомства не оставляют (рецессивное, сцепленное с Х хромосомой наследование). В семье здоровых родителей родился сын, у которого к 3-м... [читать подробенее]