Электромеханика

Автор: Пользователь скрыл имя, 24 Февраля 2012 в 10:56, курсовая работа

Описание работы

Целью курсовой работы является более глубокое изучение основных разделов курса “Электромеханика” и привитие студентам навыков практического использования паспортных данных и результатов простейших испытаний электрических машин.

Скачать полностью (224.79 Кб) Сколько стоит заказать работу?

Работа содержит 1 файл

Руководство по курсовой. Электромеханика.doc

— 1.33 Мб (Скачать)

РУКОВОДСТВО

по выполнению курсовой работы по курсу

“Электромеханика”

для студентов специальности

“Электроэнергетические системы и сети”.

Руководство составил д.т.н., доцент Горячев В.Я.

Введение

Для более глубокого изучения основных разделов курса “Электромеханика” студентом специальности “Электрические системы и сети” предлагается выполнить курсовую работу, посвященную получению основных параметров и характеристик электрических машин на базе паспортных данных и результатов простейших испытаний. Навыки, приобретенные при выполнении курсовой работы, могут быть использованы в процессе дальнейшей практической деятельности.

Цель курсовой работы

Рабочее задание

В процессе выполнения курсовой работы студентам предлагаются паспортные данные и результаты испытаний основных типов машин, используя которые студенты обязаны получить основные характеристики электрических машин позволяющие произвести качественную оценку работы этих машин в различных режимах.

Студенты обязаны проанализировать работу четырех электрических машин.

При выполнении первого задания предлагается получить основные характеристики трехфазного трансформатора. По известным паспортным данным, включающим в себя номинальную мощность, номинальное напряжение, группу соединения и результатам испытаний в режиме холостого хода и короткого замыкания студенты должны определить коэффициент трансформации, индекс группы соединения трансформатора, изменение выходного напряжения при изменении тока нагрузки и коэффициента мощности. Кроме этого студенты обязаны проанализировать работу трансформатора при различном характере нагрузки, определяемом коэффициентом мощности .

При выполнении второго задания предлагается проанализировать различные режимы работы трехфазного трансформатора. По известным паспортным данным, характеристикам холостого хода короткого замыкания необходимо получить внешние характеристики, позволяющие определить законы изменения напряжения на выходе при изменении тока нагрузки и различных коэффициентах мощности. Кроме того рекомендуется получить рабочие характеристики генератора.

Самым распространенным преобразователем электрической энергии в механическую является асинхронный двигатель. При выполнении курсовой работы предлагается получить рабочие характеристики двигателя и определить режим работы двигателя нагруженного устройством с заданной механической характеристикой.

На заключительном этапе выполнения курсовой работы студентам предлагается рассмотреть работу машины постоянного тока в режиме двигателя и генератора.

Каждому студенту вначале семестра выдается номер варианта задания. Для успешного выполнения курсовой работы достаточно воспользоваться методическими указаниями настоящего руководства, одним из рекомендованных учебников и конспектов лекций.

При составлении пояснительной записки студенты обязаны выполнять требовании, предъявляемые стандартом к документации подобного рода.

Пояснительные записки, составленные и оформленные без соблюдения требований стандарта, преподаватель обязан вернуть на доработку даже при безошибочных цифровых расчетах.

Задание на курсовую работу

Задача 1.

Трехфазный трансформатор мощностью и номинальным напряжением при испытаниях показал следующие результаты:

а) в режиме холостого хода:

- мощность, потребляемая трансформатором;

- выходное напряжение;

- ток холостого хода.

б) в режиме короткого замыкания:

- мощность, потребляемая трансформатором;

- напряжение короткого замыкания.

Эффективная площадь поперечного сечения сердечника одной фазы равна .

Индукция магнитного поля сердечника .

Известна схема соединения обмоток трансформатора.

Вычислить:

1.Коэффициент трансформации фазных и линейных напряжений.

2.Номинальный ток вторичной фазной обмотки.

3.Выходной ток трансформатора.

4.Количество витков первичной и вторичной обмоток6 выбрать сечение обмоточных проводов трансформатора и их диаметр.

5.Определить параметры эквивалентной схемы замещения трансформатора для одной фазы. Определить эквивалентные сопротивления схемы замещения трансформатора приведенного к вторичной обмотке.

6. Построить векторные диаграммы напряжений и токов приведенного ко вторичной обмотке трансформатора при номинальном токе нагрузки и коэффициенте мощности (для одной из фаз).

7.Вычислить изменение выходного напряжения при изменении тока нагрузки от 0 до при коэффициенте мощности нагрузки , , .Построить внешние характеристики.

8.Определить группу соединения трансформатора.

9.Вычислить ток нагрузки, при котором КПД трансформатора будет иметь максимальное значение при коэффициенте мощности нагрузки равном .

10. вычислить и начертить график зависимости КПД трансформатора от тока нагрузки при коэффициентах мощности равными , .

При расчетах необходимо учитывать изменение выходного напряжения при изменении тока нагрузки.

Таблица вариантов

№ вар	кВА	кВ	Группа соед.	Вт	кВ	вар	В	Вт	см2	Т
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
1	20	10	Y/Δ	200	0.39	1200	32.6	250	70	1.2	0.5	0.8
2	25	6	Y/Y	300	0.7	2000	25	380	60	1.4	0.55	0.75
3	30	110	Δ/Δ	400	6	2400	325	450	70	1.6	0.6	0.5
4	35	220	Δ/Y	500	5	3000	600	600	60	1.8	0.65	0.8
5	40	6	Y/Z	405	0.25	2450	28	480	80	1.3	0.7	0.55
6	50	8	Δ/Z	625	0.7	3600	30	750	100	1.5	0.75	0.6
7	60	10	Y/Δ	630	0.39	3800	37	850	100	1.7	0.8	0.6
8	70	110	Y/Y	740	6/2	4000	400	950	120	1.6	0.55	0.75
9	80	220	Δ/Δ	845	11	5000	800	1000	125	1.25	0.6	0.8
10	90	25	Δ/Y	960	220	5800	80	1100	130	1.36	0.65	0.5
11	100	60	Y/Z	1200	0.7	7000	240	1300	135	1.45	0.7	0.9
12	120	80	Δ/Z	1220	0.39	7200	300	1400	140	1.55	0.75	0.55
13	140	220	Δ/Δ	1280	5.5	7300	750	1500	142	1.65	0/8	0.6
14	160	110	Δ/Y	1300	6.3	7350	420	1800	145	1.7	0.75	0.5
15	180	10	Y/Δ	1380	0.39	7400	40	1600	150	1.65	0.7	0.9
16	200	6	Y/Y	1400	0.7	9000	35	1800	155	1.55	0.6	0.8
17	220	8	Y/Z	2460	220	15000	38	2800	160	1.45	0.65	0.85
18	180	110	Δ/Y	1350	10	7500	450	1700	155	1.35	0.7	0.9
19	200	220	Δ/Δ	1420	6.3	8000	800	1800	157	1.25	0,75	0.85
20	160	80	Δ/Y	1360	5.8	7800	350	1700	140	1.6	0.8	0.6
21	120	60	Y/Z	860	0.4	5400	220	1400	130	1.7	0.65	0.5
22	100	25	Y/Z	730	0.7	4500	100	1200	125	1.5	0.6	0.8
23	60	27	Y/Y	540	0.42	4000	120	800	90	1.3	0.55	0.9
24	70	110	Y/Δ	580	0.7	4500	500	900	100	1.8	0.5	0.75
25	80	8	Δ/Z	590	110	4550	35	800	120	1.6	0.65	0.9
26	90	6	Y/Y	700	110	4800	40	900	125	1.4	0.8	0.7
27	100	10	Δ/Δ	1260	0.7	8000	50	1300	130	1.2	0.75	0.95
28	120	110	Δ/Z	1300	5.4	8500	600	1500	135	1.35	0.7	0.9
29	240	220	Y/Y	1500	10	10000	800	2000	170	1.3	0.65	0.85
30	260	80	Δ/Δ	1600	6.5	10000	400	2000	175	1.5	0.5	0.9
31	20	110	Y/Δ	180	5	1200	1000	400	73	1.2	0.5	0.8
32	30	220	Y/Y	520	0.25	3600	3000	600	78	1.3	0.6	0.75
33	40	6	Δ/Δ	660	0.7	4300	30	800	82	1.4	0.65	0.9
34	50	8	Δ/Y	790	0.39	4800	48	1000	95	1.6	07	0.8
35	60	220	Y/Z	250	0.39	5500	1200	1500	100	1.65	0.8	0.6
36	100	110	Y/Δ	1360	6.2	8000	700	1400	130	1.65	0.6	0.8
37	20	220	Y/Y	595	11	3600	120	660	68	1.7	0.65	0.75
38	120	6	Δ/Δ	1400	0.7	9000	90	1600	135	1.65	0.7	0.5
39	25	10	Δ/Y	420	0.39	2400	130	500	62	1.55	0.75	0.8
40	140	8	Y/Z	1700	5.5	10000	120	2000	140	1.45	0.8	0.55
41	30	10	Δ/Z	600	220	3600	160	360	68	1.35	0.55	0.6
42	160	110	Δ/Δ	1700	6.3	11000	750	1800	140	1.25	0.6	0.75
43	35	220	Δ/Y	750	5.8	45000	1500	900	65	1.6	0.65	0.72
44	180	60	Y/Δ	1700	0.7	11000	380	2000	152	1.7	0.7	0.8
45	40	80	Y/Y	960	0.4	5500	730	1100	85	1.5	0.75	0.5
46	200	110	Y/Z	1900	0,42	12000	1500	2600	158	1.3	0.8	0.9
47	45	150	Δ/Y	1200	110	8000	1800	1600	90	1.8	0.75	0.55
48	220	10	Δ/Δ	1800	0.7	11500	130	2000	165	1.6	0.7	0.65
49	50	6	Δ/Y	950	10	6000	100	930	110	1.4	0.6	0.9
50	180	110	Y/Z	1700	0.7	10500	1300	2650	158	1.2	0.65	0.9
51	25	10	Y/Z	540	0.39	3450	140	700	72	1.35	0.7	0.8
52	200	80	Y/Y	1950	5.5	12500	800	2500	138	1.3	0.75	0.85
53	65	25	Y/Δ	1200	0.7	8000	300	1620	110	1.5	0.8	0.92
54	160	27	Δ/Z	1700	11	11000	360	2020	145	1.2	0.65	0.85
55	55	110	Δ/Z	960	0.39	6000	1200	1200	90	1.3	0.6	0.68
56	120	8	Y/Y	1500	0.7	9000	100	1700	135	1.4	0.55	0.9
57	65	7	Δ/Δ	900	0.25	5500	110	950	110	1.6	0.5	0.8
58	100	27	Δ/Z	1400	5	8900	530	1600	140	1.65	0.65	0.9
59	80	55	Y/Y	1300	6	8500	740	1500	125	1.7	0.8	0.75
60	60	25	Δ/Δ	980	0.7	6000	660	1100	110	1.65	0.75	0.9
61	70	12	Y/Δ	960	0.39	5900	130	1230	125	1.55	0.7	0.88
62	105	120	Y/Δ	1420	0.7	9000	1250	1600	138	1.45	0.65	0.95
63	80	66	Y/Y	1360	0.4	8500	530	1400	130	1.35	0.5	0.9
64	50	44	Δ/Δ	980	0.42	5500	500	1220	10-3	1.25	0.5	0.85
65	90	8	Δ/Y	1400	0.3	9120	120	1600	130	1.5	0.6	0.92
66	105	10	Y/Z	1500	0.39	9550	150	1600	136	1,55	0.65	0.8
67	45	110	Y/Δ	730	5.5	4800	900	1000	83	1.7	07	0.85
68	130	220	Δ/Y	1575	0.39	10000	2000	1700	138	1.3	0.8	0.9
69	120	60	Y/Z	1530	0.7	10200	700	1800	140	1.5	07	0.8
70	240	80	Δ/Z	2750	220	17000	830	3200	180	1.7	0.75	0.6
71	80	110	Y/Δ	1420	11	9350	1700	1600	125	1.25	0.82	0.9
72	160	150	Y/Y	1630	6.2	11000	1900	1800	150	1.35	0.75	0.95
73	85	10	Δ/Δ	1320	0.7	9200	200	1450	130	1.45	0.7	0.88
74	70	10	Δ/Δ	1300	6.2	7800	80	1400	125	1.7	0.8	0.95
75	90	6	Y/Δ	1390	0.39	8000	60	1500	135	1.65	0/55	0.75
76	100	110	Y/Z	1480	0.25	8500	500	1650	140	1.55	0.6	0.9
77	120	220	Δ/Z	1500	5	9000	600	1640	142	1.45	0.65	0.8
78	135	6	Δ/Δ	1450	6	8350	48	1500	145	1.35	0.7	0.55
79	60	8	Δ/Y	975	0.7	7200	64	1100	103	1.25	0.75	0.6
80	70	10	Y/Δ	900	0.39	7000	60	1200	115	1.6	0.82	0.75
81	30	110	Y/Y	640	5/5	4500	660	700	75	1.7	0.78	0.72
82	40	220	Y/Z	765	6.3	5000	2000	920	85	1.5	0.72	0.8
83	40	220	Δ/Y	790	27	5200	140	1150	105	1.3	0.65	0.9
84	30	60	Δ/Δ	535	3.3	3500	480	800	108	1.8	0.68	0.7
85	160	80	Δ/Y	1720	10	11500	600	2000	120	1.6	0.72	0.92
86	35	220	Y/Z	735	5.8	4850	1040	900	65	1.4	0.75	0.9
87	40	110	Y/Z	744	0.4	4700	800	960	83	1.2	0.8	0.93
88	200	15	Y/Y	1930	0.7	11000	120	2200	160	1.35	0.65	0.8
89	65	12	Y/Δ	880	0.42	5500	90	1200	110	1.3	0.6	0.75
90	160	8	Δ/Z	1780	5.4	9500	80	2500	148	1.5	0.55	0.88
91	120	85	Y/Y	1550	3.5	9200	850	2200	150	1.2	0.5	0.92
92	8	88	Δ/Δ	160	5.5	1000	900	240	40	1.3	0.65	0.9
93	45	60	Δ/Z	672	0.39	4900	500	820	83	1.4	0.8	0.6
94	10	25	Y/Y	163	0.7	1150	360	250	128	1.6	0.75	0.93
95	110	27	Δ/Δ	1500	220	9000	400	1600	140	1.65	0.7	0.99
96	80	110	Y/Δ	1360	11	8200	750	1600	128	1.7	0.65	0.84
97	150	10	Y/Y	1700	62	11350	80	1800	150	1.65	0.58	0.88
98	25	110	Δ/Δ	930	0.39	7200	700	1480	62	1.55	0.58	0.89
99	80	220	Δ/Y	1290	0.7	8000	800	1400	120	1.45	0.6	0.81
100	70	80	Y/Z	1280	0.25	7800	580	1500	120	1.35	0.65	0.9

Задача 2.

Трехфазный генератор мощностью имеет пар полюсов, номинальное напряжение при частоте сети Гц. При испытании генератора в режиме холостого хода при синхронной скорости получены следующие результаты:

, А

2.3

5.8

6.8

120

147

156

, Вт

150

165

210

225

320

400

430

В режиме короткого замыкания номинальный ток достигается при токе возбуждения , А. Мощность, потребляемая генератором в этом случае равна , Вт:

а) вычислить синхронную частоту вращения и номинальный ток генератора;

б) вычислить синхронное сопротивление. Для того чтобы генератор имел на своих зажимах номинальное напряжение при резистивной нагрузке, ток возбуждения должен быть равным номинальной величине;

в) при токе возбуждения, указанном в пункте “б”, построить внешние характеристики генератора при резистивно-индуктивной, резистивной и резистивно-емкостной нагрузке. При резистивно-индуктивной и резистивно-емкостной нагрузке коэффициент мощности должен быть равен 0,87. Значение синхронного сопротивления взять из предыдущих расчетов.

Построить графики зависимости при тех же коэффициентах мощности и изменении тока от 0 до . Вычислить величину максимального КПД и силу тока, соответствующую этому значению;

г) предполагая, что генератор работает параллельно с трехфазной сетью, вычислить линейные токи и коэффициенты мощности для случая, если ток возбуждения уменьшить на 25% и увеличить на 25 %. Для этих же случаев вычислить активную, реактивную и полные мощности генератора. Дать объяснение полученным соотношениям мощностей.

Примечание: для получения цифровых значений, указанных в таблице, представляющей характеристику холостого хода и график мощности холостого хода необходимо цифровые значения умножить на коэффициенты , , , указанных в таблице вариантов.

Таблица вариантов

№ варианта	кВА		кВ
1	2	3	4	5	6	7
1	5	2	220	1	1	1
2	10	4	380	1.15	1.73	2
3	5	3	660	0.33	0.3	1
4	500	18	2600	8.47	11.8	100
5	250	6	1100	12	5	60
6	10	2	220	0.5	1	2
7	600	12	3000	14	13.6	120
8	20	1	380	2.2	1.73	4
9	30	2	660	1.66	5	5
10	100	24	2600	1.83	12	22
11	90	18	1100	3.1	6	19
12	80	3	660	5	3	15
13	60	1	380	5	1.73	13
14	250	12	2600	2.5	12	40
15	6	4	220	1	1	1
16	18	3	660	1	3	3
17	110	2	1100	3	5	18
18	500	16	3800	4	17.3	80
19	25	1	660	1.2	3	4
20	8	2	220	0.5	1	2
21	12	3	380	5	1.81	10
22	10	2	220	1.5	1	2
23	15	1	380	1.3	1.8	3
24	18	3	660	1	3	3
25	180	8	3000	2	13.6	30
26	60	2	1100	1.8	5	10
27	12	3	380	1.1	1.7	2
28	15	2	660	0.2	5	2.5
29	120	8	2600	1.1	12	18
30	30	2	660	1.8	3	6
31	17	3	660	1.5	1.9	3
32	8	2	2600	0.45	12	2
33	32	2.2	660	1.1	12	18
34	400	16	3800	4	16	80
35	250	12	380	2.5	1.73	40
36	5	2	220	1	1.2	1
37	7	4	380	115	1.9	1.4
38	12	6	660	0.33	3.2	2.4
39	10	8	660	1.66	3	2
40	500	12	2600	8.47	11.8	100
41	250	18	1100	12	5	50
42	120	6	1200	13	5.5	2.4
42	125	2	1100	12	4.8	25
44	210	12	2600	1.75	12	42
45	240	1	3900	3	15	48
46	15	4	1200	3.2	5.2	3.0
47	16	24	660	1.88	1.8	3.0
48	19	18	660	1.7	1.75	3.8
49	27	3	1270	3.5	5.8	5.2
50	12	6	660	6	3.5	2.4
51	45	8	380	5	1.8	9
52	130	21	2800	2.4	13	26
53	80	12	2700	3	12	16
54	75	4	1100	3.1	5	15
55	9	3	660	1.2	1.8	1.8
56	15	2	1100	1.75	4.8	3
57	78	16	1100	1.8	5	16
58	90	1	2600	1.83	12	18
59	130	2	1800	2	9	26
60	240	6	3900	3	16	48
61	35	8	1300	2	6	7
62	160	1	2600	4	13	32
63	320	3	6600	12	20	64
64	400	8	6600	9	189	80
65	370	2	2600	1.65	12	74
66	33	3	660	7	3.5	66
67	145	2	660	1.8	3	29
68	270	8	1100	2	5	54
69	320	16	3900	5	15	64
70	45	2	660	1.9	2	9
71	400	1	1100	2	4.9	80
72	13	4	1200	0.9	5.8	2.6
73	115	6	660	1.92	3.3	23
74	20	6	220	0.8	1	4
75	30	8	380	1.2	1.73	6
76	15	12	660	0.33	3	3
77	55	18	660	3.5	4	11
78	125	6	1270	13	5	25
79	90	2	680	0.5	4.2	18
80	60	1	39-	4	1.8	12
81	18	12	220	1.3	1	3.6
82	35	1	660	1.87	4	7
83	95	4	660	1.5	3.5	19
84	85	24	1100	3	5.3	17
85	145	18	2600	2	12	29
86	215	3	3900	5	14	43
87	77	6	1100	3.5	5.5	15
88	170	8	660	2.3	4	35
89	350	1	3900	0.25	16	70
90	440	12	1270	1.8	5	88
91	370	4	6600	10	30	74
92	55	3	680	5	3	11
93	130	2	1270	4	6	26
94	300	10	2200	6	12	60
95	45	16	660	4	2.5	9
96	380	1	3900	12	18	76
97	57	2	1270	3.8	6	12
98	98	6	1100	4	5	20
99	18	8	680	5	4.2	3.6
100	55	1	390	0.5	1.8	11

Информация о работе Электромеханика