Реферати українською » Физика » Перетворення енергії в електричних машинах постійного струму


Реферат Перетворення енергії в електричних машинах постійного струму


>КОНТРОЛЬНАЯ РОБОТА

«>ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ЕНЕРГІЇ УЭЛЕКТРИЧЕСКИХМАШИНАХПОСТОЯННОГО СТРУМУ»



Завдання 1.

По наступним параметрами обмотки якоря машини постійного струму: число пар полюсів р, число ефективних провідників N, число витків секції wз, число секцій в котушці із, викреслити розгорнуту схемунеперекрещивающейся простийпетлевой обмотки, показати полюси, розставити щітки.

Таблиця 1.

р

N

wз

uз

7 1 80 2 2

Рішення

 

>Произведем розрахунок параметрів схеми обмотки якоря.

,

де – число секцій в обмотці якоря,

 – число елементарних пазів,

 – числоколлекторних пластин.

 – перший частковий крок обмотки по якорю (вимірюється в елементарних пазах).

- другий частковий крок обмотки по якорю (вимірюється в елементарних пазах).

 – число ефективних провідників в пазу,


де – число секцій в котушці.

>Рис. 1. Розгорнута схеманеперекрещивающейсяпетлевой обмотки

Завдання 2.

>Генератор постійного струму потужністю Рзв має ккд h, активне опір ланцюга якоря Ra, сума механічних, магнітних і додаткових втрат становить DР0, % номінальної потужності, втрати у ланцюга паралельного порушення DРв. Визначити струм обмотки якоря.

Таблиця 2.

Рзв,

кВт

h,

%

Ra,

>Ом

DР0, %

DРв,

Вт

7 30 85,6 0,12 4,2 480

 

Рішення

 

ККД двигуна постійного струму визначається співвідношенням корисною потужності на валу до потужності , споживаної із електромережі:


,

де - механічна потужність на валу двигуна,

 – потужність споживаної двигуном з живильної мережі енергії.

Потужність можна як суми потужностей:

, Вт,

де – електричні втрати потужності ланцюга якоря,

 – електричні втрати потужності ланцюга порушення,

 – втрати потужності нагистерезис і вихрові струми вмагнитопроводе (магнітні втрати),

 – механічні втрати,

 – додаткові втрати.

За умовою завдання сума магнітних, механічних і додаткових втрат відома:

, %.

За умовою завдання втрати у ланцюга паралельного порушення ми знаємо: .

Зважаючи на це, формулу ККД можна записати наступного вигляді:


Отже, остаточно формула ККД має вигляд:

.

>Виразим з цього формули :

Отже, остаточно формула струму обмотки якоря має вигляд:

>Вичислим значення :


(Вт).

>Подставляем в числові значення й обчислюємо :

 

Завдання 3

>Генератор постійного струму з паралельним порушенням має такі дані: номінальну потужність Рзв, номінальне напруга Uзв, опір ланцюга якоря Ra, опір ланцюга порушення Rв. Визначити ККД генератора, якщо сума механічних, магнітних і додаткових втрат становить DР0, % номінальної потужності.

Таблиця 3.

Рзв,

кВт

Uзв,

У

Ra,

>Ом

Rв,

>Ом

DР0,

%

7 22 320 0,4 210 4

Рішення

ККД двигуна постійного струму визначається співвідношенням корисною потужності на валу до потужності , споживаної із електромережі:

,


де - механічна потужність на валу двигуна,

 – потужність споживаної двигуном з має мережі енергії.

Потужність можна як суми потужностей:

, Вт,

де – електричні втрати потужності ланцюга якоря,

 – електричні втрати потужності ланцюга порушення,

 – втрати потужності нагистерезис і вихрові струми вмагнитопроводе (магнітні втрати),

 – механічні втрати,

 – додаткові втрати.

За умовою завдання сума магнітних, механічних і додаткових втрат відома:

, %.

Зважаючи на це, формулу ККД можна записати наступного вигляді:

Відомо, що .Виразим від цього рівності :


, А.

З рівності висловимо :

, А.

>Подставляем отримані висловлювання на формулу ККД двигуна:

Отже, остаточно формула ККД має вигляд:

.

>Вичислим значення :

 (Вт).


>Подставляем в числові значення й обчислюємо ККД генератора постійного струму:

Завдання 4

Корисна механічна потужність двигуна постійного струму Рзв, номінальне напруга Uзв, номінальний струм Iзв. Визначити ККД, номінальний поводить початок і суму збитків двигуна, якщо номінальна частота обертання nзв.

Таблиця 4.

Рзв, кВт

Uзв, У

Iзв, А

nзв, об./хв

7 2,5 220 12,3 1100

Рішення

 

1. ККД двигуна постійного струму

де - механічна потужність на валу двигуна,

 – потужність споживаної двигуном з живильної мережі енергії:


, Вт.

Працюючи двигуна в номінальному режимі , Вт.

Зважаючи на це, формулу до розрахунку ККД двигуна можна записати наступного вигляді:

.

>Подставим числові значення й розрахуємо :

.

2. Номінальний поводить момент

, М М

де - механічна потужність на валу двигуна,

- номінальна частота обертання.

У номінальному режимі роботи , Вт. Зважаючи на це, запишемо формулу номінального обертаючого моменту падіння у наступному вигляді:

, М М.

>Подставляем числові значення:

,кН М.

3. Сума втрат двигуна


, Вт.

де - механічна потужність на валу двигуна,

 – потужність споживаної двигуном з що годує мережі енергії:

, Вт.

Працюючи двигуна в номінальному режимі , Вт.

З огляду на це, формула до розрахунку суми втрат двигуна запишеться наступного вигляді:

, Вт.

>Подставляем числові значення:

 (Вт).

схема обмотка генератор двигун

Завдання 5

Двигун постійного струму змішаного порушення при номінальному напрузі Uзв споживає із електромережі струм Iа і струм порушення Iв. Опір обмотки якоря Ra, опірсериесной обмотки Rз, опір додаткових полюсів Rбуд, падіння напруги нащетках DU, ккд h. Визначити суму механічних, магнітних і додаткових втрат, споживану і номінальну корисну потужність двигуна.

Таблиця 5.

Uзв, У

Iа, А

Iв, А

Ra,Ом

Rз,Ом

Rбуд,Ом

DU, У

h, %

7 220 468 4,62 0,00875 0,0007 0,0042 1,8 87,5

Рішення

 

1. Номінальна корисна потужність двигуна

, Вт,

де – номінальне напруга,

 – номінальний струм.

Номінальний струм можна знайти за такою формулою:

, А,

де – споживаний із електромережі струм,

 – струм порушення.

Отже, формулу корисною потужності можна записати наступного вигляді:

, А.

>Подставляем числові значення:

(Вт)

2.Потребляемая потужність двигуна

>Потребляемую потужність двигуна можна знайти з допомогою формули ККД двигуна:

де - механічна потужність на валу двигуна,

 – потужність споживаної двигуном з що годує мережі енергії.

Тоді формула для обчислення споживаної потужності запишеться наступному вигляді:

>Подставляем числові значення й обчислюємо значення споживаної потужності:

3.  Сума механічних, магнітних і додаткових втрат

Суму механічних, магнітних і додаткових втрат можна знайти з допомогою формули споживаної потужності:

, Вт,

де – електричні втрати потужності ланцюга якоря,

 – електричні втрати потужності ланцюга порушення,

 – сума механічних, магнітних і додаткових втрат.

Висловлюємо суму механічних, магнітних і додаткових втрат з формули споживаної потужності:

, Вт.

>Подставляем числові значення:


 

Завдання 6.

>Генератор незалежного порушення за номінальної частоті обертання 1460 об./хв має характеристику холостого ходу, наведену в табл. 6. Опір ланцюга порушення Rв. ВизначитиЭДС генератора за номінальної частоті обертання і частоту обертання щоб одержатиЭДС Є1.Обмотка порушення включена на затискачі якоря. Визначити величину опору ланцюга порушення R>в1, у якомуЭДС генератора дорівнює Є1 за номінальної частоті обертання. При якому граничному значенні Rв.кр. генератор порушується?

Таблиця 6.

Iв, А

0,6 0,94 1,71 4,05

Є, У

115 172,5 230 287,5

Таблиця 7.

R>в1,Ом

Є1,

У

7 135 250

Рішення

 

На рис. 2 приведено характеристика холостого ходу генератора незалежного порушення, яка за даним, поданих у таблиці 6.


>Рис. 2. Характеристики генератора

Струм у подальшому ланцюгу порушення перебувають розслідування щодо формулі:

, А.

>Уравнение є характеристику ланцюга порушення, представленого на рис. 2 прямий 1, яка яка за значенням, наведеним у таблиці 8 при =135Ом.

Таблиця 8.

I в, А E, У
0 0
0,6 81
0,94 126,9
1,71 230,85
4,05 546,75

>ЭДС генератора за номінальної частоті обертання відповідає значеннямЭДС у точці перетину характеристики холостого ходу і характеристики ланцюга порушення (рис. 2.):

235 (У).

>ЭДС генератора також знайти за такою формулою:

, У,

де n – номінальна частота обертання.

З цієї формули висловлюємо значення , з допомогою якого знаходимо частоту обертання, що необхідно щоб одержатиЭДС :

, У.

, об./хв.

>Подставляем числові значення:

 (об./хв).

Опір , у якомуЭДС генератора дорівнює знаходимо з допомогою рівняння, це характеристику ланцюга порушення та прямий 1 на рис. 2:

,Ом.

>Подставляем числові значення:

(>Ом).

Для перебування необхідно побудувати дотичну до характеристиці холостого ходу генератора і побачити тангенс кута дотичній (рис. 2):


,Ом.

>Подставляем числові значення:

 (>Ом).

 

Завдання 7.

 

Яке опір необхідно включити в ланцюг якоря двигуна паралельного порушення номінальною потужності Рзв з номінальним напругою Uзв, щоб за незмінних значеннях номінального моменту на валу і струму порушення частота обертання двигуна зменшилася вдвічі? Опір ланцюга якоря Ra, опір ланцюга порушення Rв, ккд двигуна h.

Таблиця 9.

Рзв,

кВт

Uзв,

У

Ra,

>Ом

Rв,

>Ом

h,

%

7 5,3 220 0,242 96,3 80

Рішення

Формула для обчислення частоти обертання:

, об./хв.

Для зміни частоти обертання в ланцюг якоря включають додаткове опір, котре можна висловити з формули:


, об./хв.

Вочевидь, що частота обертання залежить від струму якоря , який, своєю чергою, залежить від номінального моменту на валу двигуна . Струм якоря можна сформулювати через номінальний момент так:

, А.

Отже, формула для обчислення частоти обертання запишеться наступного вигляді:

, об./хв.

За умовою завдання , тоді

>Виразим з останнього рівності значення :

,Ом.

Значення можна сформулювати з формули ККД двигуна:

Суму механічних, магнітних і додаткових втрат можна знайти сивуватим чином:

· Відповідно до Держстандарту в двигунах без компенсаційної обмотки значення потужності додаткових втрат приймають рівним 1% від корисною потужності:

, Вт.

· Сума механічних і магнітних втрат обчислюється так:

, Вт.

Потужність втрат обмотки порушення перебувають розслідування щодо формулі:

, Вт.

Значення струму порушення можна означити як ставлення номінального напруги до опору обмотки порушення :


, А.

Тоді формула потужності втрат обмотки порушення запишеться наступного вигляді:

>Подставляем отримані висловлювання на формулу ККД:

, %.

>Виразим з отриманого рівності струм якоря :

, А.


Остання формула показує, що з незмінному номінальному моменті струм якоря не змінюється.Подставляем отримане вираз сили струму якоря в формулу додаткового опору:

,Ом.

схема обмотка генератор двигун

>Подставляем числові значення:


Схожі реферати:

Навігація