Задача 3

Задача 3 . Для трехфазного трансформатора заданы тип (ТМ-100) и номинальные напряжения обмоток Uном1 = 10кВ и Uном2 =0,4кВ. Трансформатор работает с коэффициентом мощности cosφ2 = 0,92. Пользуясь таблицей технических данных трансформатора, определить: 1) номинальные токи в обмотках; 2) токи в обмотках при заданном коэффициенте нагрузки; 3) активную и реактивную мощности, отдаваемые трансформатором; 4) потери в обмотках при заданном коэффициенте нагрузки; 5) КПД трансформатора при номинальной нагрузке и заданном коэффициенте нагрузки.

Начертить векторную диаграмму трансформатора для одной фазы в режиме холостого хода. Κн = 0,85

Тип трансформатора	Sном, кВ·А	Напряжения обмоток, Кв	Потери мощности, кВт	Uк, %	I1к,%
Uном1	Uном2	Рст	Рном
ТМ-100/6 ; 10	100		0,23; 0,4	0,33	2,27	6,8	2,6

Решение:

1)  Номинальные токи в обмотках

Iном1 = Sном·1000/(·Uном1) =

Iном2 = Sном·1000/(·Uном2) =

2)  Токи в обмотках при заданном коэффициенте нагрузки

I1 = кн·Iном1 = 0,85·5,78 = 4,9А

I2 = кн·Iном2 = 0,85·144 = 122,4А

3)  Активная и реактивная мощности отдаваемые трансформатором

Активная мощность

Р2 = Sном ·cosφ2 =100·0,92 = 92 кВт

Реактивная мощность

Q2 = Sном·sinφ2 =100·0,15 = 15 кВт

4)Потери в обмотках при заданном коэффициенте нагрузки

Кн = 0,85

Рзад. к. = к2 н· Роном =0,852·2,27 = 1,64 кВт

5)КПД трансформатора при номинальной нагрузке и заданном коэффициенте нагрузки

потери в стали Рст = 0,33 кВт, потери в обмотках Роном = 2,27 кВт, тогда

КПД

КПД при заданном коэффициенте нагрузки

Векторная диаграмма трансформатора для одной фазы в режиме холостого хода:

Задача 13. Задан тип трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором (4А112М4СУ1). Номинальное напряжение двигаВ. Пользуясь техническими данными двигателя серии 4А приведенными в таблице, определить: 1) номинальную Рном и потребляемую Р1 мощности; 2) номинальный Iном и пусковой Iпуск токи; 3) номинальную частоту вращения nном и скольжение sном ; 4) номинальный Мном пусковой моменты Мпуск. Расшифровать условное обозначение двигателя. Начертить энергетическую диаграмму асинхронного двигателя и пояснить ее.

Тип двигателя	Рном , кВт	n2 ,об/мин	Cosφном	Iпуск/Iном	Мпуск/Мном	Мmax/Mном	ηном
4А112М4СУ1	5,5	1425	0,85	7,0	2,0	2,2	0,85

Решение:

1)  Номинальная мощность Рном = 5,5 кВт из технической характеристики двигателя

Мощность, потребляемая из сети Р1 = Рном /ηном = 5,5/0,85=6,5 кВт

2)  Номинальный ток

Iном=

Iпуск = 7,0·Iном = 11,5·7,0 = 80,5 А

3)  Номинальный Мном, пусковой моменты Мпуск

Мном =

Мпуск = 2·36,9 = 73,8 Н·м

4)  номинальные частоту вращения nном и скольжения Sном

Sном = (n1-n2)/n1= ()/1500 = 0,05

Nном =

4А112М4СУ1 (расшифровка)

А-асинхронный, 4-номер серии, корпус полностью чугунный, высота оси вращения 112 мм, размеры корпуса по длине М(промежуточный), четырехполюсной для умеренного климата, первая категория размещения.

Энергетическая диаграмма асинхронного двигателя

Задача 23. Двигатель постоянного тока с параллельным возбуждением развивает полезную мощность на валу Р2, потребляя из сети ток I при напряжении Uном. Ток в обмотке якоря Iа, в обмотке возбуждения Iв. Частота вращения якоря n2. Двигатель потребляет из сети мощность Р1. Полезный вращающий момент двигателя М. В якоре двигателя наводится противо-ЭДС Е. Сопротивление потери в двигателе составляют Σр, а его КПД ηд. Определить значения указанных величин Р1 , n2 , Uном, I.

Р1, кВт	Р2 , кВт	Σр, кВт	Uном, В	Е, В	I, А	Iа, А	Iв, А	Rа, Ом	Rв, Ом	М, Н·м	n2 , об/мин	ηд
-	8,5	-	-	410	-	21,3	-	0,94	-	95,5	-	0,85

Начертить схему присоединения двигателя к сети и описать назначение всех ее элементов. Пояснить особенности рабочих характеристик двигателя.

Решение:

Из формулы Rа=(Uном-Е)/Iа находим номинальную мощность

Uном = Rа·Iа+Е = 21,3·0,94+410 = 430 В

Потребляемая мощность Р1 = Р2/ηд = 8,5 / 0,85 = 10 кВт

Ток возбуждения из формулы I 2а ·Rа+Iв·Uном

Iв =

I = Iа+ Iв = 21,3+0,99 = 22,3 А

Частота вращения якоря из формулы М=9550Р2/n, отсюда

n =

Схема присоединения двигателя к сети

Задача 31. От трансформаторной подстанции через автомат Ам получает питание по магистральной линии цеховый распределительный пункт РП, к которому присоединены электродвигатели различных механизмов. Каждый двигатель получает от РП по отдельной линии через автоматы А1, А2,… Для управления электродвигателями установлены магнитные пускатели ПМ1, ПМ2,…,ПМn с тепловыми реле. Заданы оборудование и его количество; тип электродвигателя; длины магистральной линии lм и ответвлений l1, l2… Номинальное напряжение сети 380 В. Определить: 1) расчетные активную Рр, реактивную Qр и полную Sр мощности на шипах РП методом коэффициента спроса; 2) расчетный ток Iр в магистральной линии и номинальные токи двигателей; 3) выбрать марки проводов или кабелей и способы их прокладки для магистрали и ответвлений; 4) сечения магистральной линии и ответвлений по расчетному току, пользуясь таблицами допускаемых нагрузок, и проверить их по потере напряжения; 5) выбрать автомат с комбинированным расцеплением для магистрали по расчетному току; 6) выбрать автоматы А1, А2… с комбинированными расцепителями и магнитные пускатели защищенного исполнения с тепловыми реле; 7) определить потерю напряжения в линии, отходящей от РП, питающей наиболее мощный и удаленный электродвигатель, после чего вычислить суммарную потерю напряжения а магистральной линии и ответвлении и сравнить ее с допускаемой величиной; 8) для проводов в трубах выбрать диаметр трубы.

Оборудование	Тип двигателя	Количество
Компрессор	4АН250М4У3	2
Станок карусельный	4А250М6У3	2
Конвейер	4АР160S4У3	2
Станок строгальный	4АН250М8У3	1
Станок токарный	4АР180М6У3	1
Насос	4АР160S4У3	2