Электрические машины (стр. 4 )

1. Трансформаторы, мощностью до 1000 кВа снабжены устройством ПБВ, которое имеет на стороне ВН 4 ответвления: (-2* 2,5 % ­– + 2*2,5 %) номинального напряжения.

2. Трансформаторы, мощностью более 1000 кВа снабжены устройством РПН, имеющим 8 ответвлений: (- 4*2,5 % – + 4*2,5 %) номинального напряжениям

3. Схема соединения обмоток трансформаторов №№ 2, 3, 4, 6, 7, 11 -«треугольник / звезда», остальных трансформаторов в таблице - «звезда/треугольник».

Задача №2

К трехфазному трансформатору ТМН 1600 с номинальной мощностью 1600 кВА и номинальным первичным напряжением U1 ном = 10 кВ и схемой соединения обмоток «звезда/звезда» со стороны низшего напряжения подключена нагрузка, активная мощность и фазовый угол которой может меняться. Потери холостого хода трансформатора Р0 = 3,3 кВт, напряжение короткого замыкания Cos φk = 0,18.

Определить максимальное КПД и соответствующую активную мощность при углах нагрузки 0; 30; 60 градусов.

Задача №3

Для определения группы соединения трёхфазного трансформа­тора, соединённого по схеме «треугольник/звезда» при элек­трической связи между началами обмоток А и а к первичной обмотке подведено линейное напряжение Uab = 400 В. Изме­ренное значение напряжений между несоединенными выводами обмотки UBb=772В; UbC=1026 В; UcB =372 В. Определить с по­мощью векторной диаграммы соответствующую группу, если К21 = 1,65

Задача №4

Для определения группы соединения трёхфазного трансформа­тора, соединённого по схеме «звезда /треугольник», при элек­трической связи между началами обмоток А и а к первичной обмотке подведено линейное напряжение UBb=400 В. Измеренное значение напряжений между несоединёнными выводами обмотки UBb=372 В; UbC=372 В; UcB=772 В. Определить с по­мощью векторной диаграммы соответствующую группу, если К21=1,65.

Задача №5

Два трансформатора одинаковой мощности с одинаковыми на­пряжениями короткого замыкания u k = 5,5% и одинаковыми группами соединения включены на параллельную работу. При каком относительном различии коэффициентов трансформации уравнительный ток равен номинальному? Определить коэффициент трансформации второго трансформатора K12β, если K12α = 25.

Задача №6

Напряжение трёхфазного трансформатора U1 н/U2 н = 35/10 кВ; номинальная мощность Sном = 2500 кВА. Напряжение короткого замыкания u k = 6,5%, с активной составляющей u k а = 2,4%. По­тери в стали Рст = 4,35 кВт, соединение обмоток «звезда / тре­угольник - 11». Со стороны низшего напряжения трансформа­тор нагружен током 1,2 Iном при индуктивном коэффициенте мощности Cos φ – 0,9. Определить:

Номинальные токи и максимальное значение магнитного потока при частоте 50 Гц, если напряжение на виток Uвит=6,8 B/виток.

КПД при данной нагрузке и активные сопротивления обмоток, приняв r1 = r2

Номинальные потери в обмотках Рк и Cos φк.

Задача №7

Число витков первичной обмотки маломощного трансформатора W1 = 792, вторичной W2 = 264.Активно-индуктивной нагрузке (I2 = 1 A, Cosφ2 = 0,8) соответствует напряжение на вторичной обмотке U2 =110 В. С помощью векторной диаграммы определить первичный ток и напряжение трансформатора, если комплексные сопротивления обмоток трансформатора Z1 = Z2 = 11 +j20 Ом, а комплексное сопротивление цепи намагничивания Z0 = 300+j3000 Ом.

Задача №8

Найти напряжение короткого замыкания трансформатора, если известно изменения вторичного напряжения при номинальной нагрузке и двух предельных значениях угла нагрузки: ∆U = 1,8% при φ2 = 0 и ∆U = 4,1% при φ2 = 90 градусов.

Задача №9

Два силовых трёхфазных трансформатора Тα и Тβ (таблицы 1 и 2) с одинаковыми группами соединения имеют устройства регулирования напряжения, число ответвлений приводится в примечании к таблице 2. Номинальные мощности трансформаторов: Sномα и Sномβ, напряжение короткого замыкания: uк α и uк β.

Определить:

1)  Уравнительные токи при нарушении одного из условий включения трансформаторов на параллельную работу:

0 Переключающие устройства трансформаторов находятся в положении: Тα и Тβ – наименьшее число витков.

0 Маркировка фаз трансформатора Тβ выполнена неверно (выберите произвольно, типовая задача).

2) Мощность, передаваемую каждым трансформатором, если полная мощность нагрузки S=Sα+Sβ

Задача №10

Рассчитать параметры и начертить развёрнутую схему трёхфазной двухслойной обмотки статора по данным, приведённым в таблице 3. Выбрать укорочение шага обмотки, чтобы уничтожилось v-я высшая гармоника в кривой ЭДС обмотки. Соединение катушечных групп последовательное, фазы обмотки соединить звездой, катушки двухвитковые. Пренебрегая падением напряжения в обмотке статора (Е1=U1), определить максимальное значение магнитного потока при частоте питающей сети 50 Гц.

Задача №11

Пренебрегая падением напряжения на сопротивлениях обмотки статора (U1=Е1) асинхронного двигателя с фазным ротором, определить ток в обмотке вращающегося ротора, если ток статора I1=29,3А. Ток холостого хода составляет 23% от тока статора. Коэффициент мощности двигателя Cosφ1=0.86. Число витков и обмоточные коэффициенты обмоток статора и ротора равны:W1=60. К0 1=0,897; W2 =40. К0 2=0,906. Ток холостого тока считать чисто реактивным.

Таблица 3. Исходные данные к задаче №10.

Величины	Варианты
01	02	03	04	05	06	07	08	09	10
Число пазов Z1	48	60	36	48	36	36	24	60	36	54
Число полюсов 2р	8	4	4	4	2	6	2	10	6	6
Гармоника v	5	7	5	7	5	7	5	7	5	7

Задача №12

Четырёхполюсный трёхфазный асинхронный двигатель потребляет из сети активную мощность Р1 = 8,5 кВт. Частота сети 50 Гц. Определить электромагнитную мощность и электромагнитный момент двигателя по следующим данным: активное сопротивление фазы обмотки статора R1=0,53 Ом, фазный ток I1=15 А, магнитные потери в магнитопроводе статора равны половине электрических потерь в обмотке статора.

Задача №13

Потребляемая асинхронным двигателем мощность 16,7 кВт, напряжение сети 380 В, коэффициент мощности 0,88. Активное сопротивление обмотки статора, измеренное между её линейными выводами, 0,56 Ом. Скольжение - 0,033. Предположим, что магнитные потери в сердечнике статора равны половине электрических потерь в обмотках статора, механические и добавочные потери составляют 5% от суммарных потерь. Определить полезную мощность и коэффициент полезного действия двигателя.

Задача №14

Полезный вращающий момент на валу четырёхполюсного асинхронного двигателя М2=88,5 Нм. Частота вращения ротора n=1450 об/мин. Измеренное между линейными зажимами активное сопротивление обмотки статора R=0,268 Ом. Ток в сети I1=43,5 А. Частота сети 50 Гц. Определить электрические потери в обмотке ротора, потребляемую мощность и коэффициент полезного действия в рассматриваемом режиме, предполагая, что магнитные потери в сердечнике статора составляют 1/3 от электрических потерь в обмотке статора, а механические и добавочные потери пренебрежительно малы.

Задача №15

Электрические потери в обмотке статора асинхронного двигателя Рэ 1=500 Вт. Мощность, подводимая к двигателю, 13,8 кВт. Определить электромагнитную мощность, мощность на валу двигателя, электрические потери в обмотке ротора, механические и добавочные потери, если четырёхполюсный двигатель вращается с частотой n=1450 об/мин, КПД машины η=87%. Частота сети 50 Гц. Магнитные потери в магнитопроводе статора принять равными 2/3 от электрических потерь в обмотке статора.

Задача №16

Номинальное фазное напряжение четырёхполюсного асинхронного двигателя U1 н=220 В. Номинальный ток в статоре I1=16,5 А. Коэффициент мощности Cos φ=0,9. Сопротивления обмоток двигателя: R1=1,1 Ом, R2=0,37 Ом, X1=1,74 Ом, X2=3,8 Ом. Определить номинальную частоту вращения двигателя если приведённый ток ротора I2=15 А, частота питающей сети f=50 Гц.

Задача № 17

Найти наибольшее возможное значение напряжения на контактных кольцах асинхронного двигателя, если ЭДС, индуцируемая в фазе статора, Е1=216 В. Число витков обмотки статора W1=96, ротора W2=40. Обмоточные коэффициенты К01 =0,897, К02=0,906. Обмотка ротора соединена в звезду.

Задача №18

По техническим данным короткозамкнутого асинхронного двигателя (таблица 4):

Рассчитать:

5. Номинальный и пусковой ток при напряжении сети 220 В.

6. Частоту вращения и угловую скорость поля статора и ротора.

7. Номинальный, пусковой и критический момент двигателя.

8. Построить в масштабе по 4 точкам механическую характеристику двигателя: М=f(S) и w=f(M);

Таблица 4. Технические данные асинхронных двигателей (к задаче №18)

№ двигателя	Тип двигателя	Рном кВт	КПД, ηном%	Cos φн	Iп/Iном	Мп/Мном	М кр/Мном	Sн %	S к %
01	4АА50А4УЗ	0,06	50	0,6	2,5	2,0	2,2	8,1	58,5
02	4АА56В2УЗ	0,25	68	0,77	4,0	2,0	2,2	7,5	51
03	4А90L2УЗ	3,0	84,5	0,88	6,5	2,1	2,5	4,3	32,5
04	4А180S2УЗ	22,0	88,5	0,91	7,5	1,4	2,5	1,9	12,5
05	4А71В4УЗ	0,75	72	0,73	4,5	2,0	2,2	7,5	40
06	4А132М4УЗ	11,0	87,5	0,87	7,5	2,2	30	2,8	19,5
07	4А80В4УЗ	1,5	77	0,83	5,0	2,0	2,2	5,8	34,5
08	4А180М4УЗ	30,0	91	0,89	6,5	1,4	2,3	1,9	14,0
09	4АА71В6УЗ	0,55	67,5	0,71	4,5	2,0	2,2	10,0	49
10	4А100L6УЗ	2,28	81	0,73	4,5	2,0	2,2	6,4	31
11	4А160М6УЗ	15,0	87,5	0,87	6,0	1,2	2,0	2,6	14
12	4А112МВ6УЗ	4,0	82	0,81	6,0	2,0	2,5	5,1	38,0
13	4А80А8УЗ	0,37	61,5	0,65	3,5	1,6	1,7	8,9	33,0
14	4А280М10УЗ	45,0	91,5	0,78	6,0	1,0	1,8	1,7	7,5
15	4А315М12УЗ	55,0	91,5	0,75	6,0	1,0	1,8	2,5	10,5

Примечание: номинальное напряжение двигателей 380/220 В, схема соединения обмоток статора – «звезда/треугольник».