Расчет трансформатора и электрических машин (стр. 1 )

МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«ОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ»

Кафедра «Электрические машины и общая электротехника»

РАСЧЕТ ТРАНСФОРМАТОРА И ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАШИН

Пояснительная записка к курсовой работе

по дисциплине «Электрические машины»

Вариант-46

Студентка группы 23а

_______

_____________________

(дата)

Руководитель

__________

___________________

(дата)

___________________

(оценка)

Омск 2016

Реферат

УДК 621.311: 621.314.632:621.331

Курсовая работа содержит 29 страниц, 11 рисунков, 9 таблиц, 5 источников,1 приложение.

Трехфазный трансформатор, асинхронный двигатель в системах электропривода, асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором, реверс асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором, двигатель постоянного тока.

Объектом исследования является трехфазный трансформатор, асинхронный двигатель в системах электропривода, двигатель постоянного тока.

Цель работы - рассчитать трехфазный трансформатор, а именно: начертить схему трансформатора; определить номинальные токи в обмотках трансформатора; вычислить коэффициент трансформации фазных и линейных напряжений; рассчитать значение КПД трансформатора при значениях нагрузки 0.25; 0.50; 0.75; 1.0 и , построить график зависимости КПД от коэффициента нагрузки; определить характер нагрузки; для асинхронного двигателя необходимо выполнить: рассчитать мощность и выбрать АД; проверить выбранный двигатель по нагреву; проверить на перегрузку при снижении напряжения; рассчитать тепловое состояние АД; рассчитать механические характеристики; рассчитать резисторы пускового реостата; рассчитать электрические потери при пуске двигателя; разобраться с принципом управления пуска АД с короткозамкнутым ротором; разобраться с принципом управления пуска АД с фазным ротором в функции времени; разобраться с принципом управления реверсом АД с короткозамкнутым ротором; рассчитать двигатель постоянного тока, а именно: начертить схему двигателя постоянного тока с параллельным возбуждением и пусковым реостатом; построить семейство механических характеристик n = f (M) при значениях добавочного сопротивления в цепи якоря, определить КПД двигателя при указанных значениях добавочного сопротивления; построить график зависимости КПД от частоты вращения.

Методы исследования - графические и аналитические.

Содержание

Введение. 4

1 Расчет трехфазного трансформатора. 5

2. Расчет асинхронного двигателя в системе электропривода. 9

2.1. Расчет эквивалентной мощности и выбор асинхронного двигателя. 9

2.2. Проверка выбранного двигателя по нагреву. 10

2.3. Проверка на перегрузку при снижении напряжения. 11

2.4. Расчет теплового состояния АД.. 12

2.5. Расчет механических характеристик. 14

2.6. Расчет резисторов пускового реостата. 17

2.7. Расчет электрических потерь при пуске двигателя. 18

3. Расчет двигателя постоянного тока. 20

Заключение. 23

Библиографический список. 24

. 25

Введение

Трансформатором называется статический электромагнитный аппарат, предназначенный для преобразования одной (первичной) системы переменного тока в другую (вторичную), имеющую другие характеристики. Трансформатор состоит из магнитопровода и насаженных на него обмоток. Принцип действия трансформатора основан на законе электромагнитной индукции, открытом английским физиком Фарадеем в 1831 г. Явление электромагнитной индукции состоит в том, что если внутри замкнутого проводникового контура изменяется во времени магнитный поток, то в самом контуре индуктируется электродвижущая сила и возникает индукционный ток.

Асинхронный двигатель имеет в своём составе две основные детали: статор и ротор, разделённые воздушным зазором. Статор - неподвижная часть двигателя, взаимодействующая с подвижной частью-ротором. Активными частями статора являются обмотки и магнитопровод (сердечник). Ротор - подвижная часть двигателя. В асинхронных двигателях это короткозамкнутая обмотка, которую часто называю "беличьей клеткой" из-за схожести конструкции. Принцип действия АД заключается в следующем: при включении обмотки статора АД в трёхфазную сеть создается вращающееся магнитное поле, индуктирующее в обмотке ротора ЭДС, под ее действием в замкнутом контуре обмотки ротора протекает ток, который, взаимодействуя с тем же магнитным полем, создает электромагнитный момент, приводящий ротор во вращение вслед за вращением поля.

Электрические машины постоянного тока широко применяются в различных отраслях промышленности. Значительное распространение электродвигателей постоянного тока объясняется их ценными качествами: высокими пусковым, тормозным и перегрузочным моментами, сравнительно высоким быстродействием, что важно при реверсировании и торможении, возможностью широкого и плавного регулирования частоты вращения. В зависимости от схемы питания, обмотки возбуждения машины постоянного тока разделяются на несколько типов (с независимым, параллельным, последовательным и смешанным возбуждением). Однако двигатели постоянного тока имеют существенные недостатки, накладывающие ограничение на область их применения.

1 Расчет трехфазного трансформатора

1.1. Задание для самостоятельной работы

Трехфазный двухобмоточный трансформатор характеризуют следующие величины: мощность S; высшее линейное напряжение ; низшее линейное напряжение ; мощность потерь холостого хода ; мощность потерь короткого замыкания ; напряжение короткого замыкания ; ток холостого хода ; коэффициент полезного действия , определенный при коэффициенте нагрузки и ; параметры упрощенной схемы и ; параметры намагничивающей ветви и .

Числовые значения заданных величин, схема соединения обмоток и номера пунктов задания, подлежащих выполнению по варианту 46, указаны в таблице 1.

Таблица 1 – Исходные данные для варианта 46

Пункты задания, подлежащих выполнению: 1, 2, 3, 7, 18
S, кВ∙А	, кВ	, кВ	, кВт	, Ом	, Ом	Схема соединения Υ/Δ
250	35	0,23	1,000	75,9	301,2

1.2. Схема трансформатора.

Схема трансформатора, соединенной типом Υ/Δ, представлена на рисунке 1.

Рисунок 1 – Схема соединения Υ/Δ

1.3. Определение номинальных токов в обмотках трансформатора.

Рассмотрим обмотку высшего напряжения, которая соединена звездой.

В соединении звездой линейный и фазный токи равны, а фазное напряжение в раз меньше линейного.

В. (1.1)

Номинальный ток первичной обмотки:

А. (1.2)

Номинальное (фазное) напряжение вторичной обмотки совпадает с линейным:

В.

Номинальный ток вторичной обмотки:

А. (1.3)

1.4. Вычисление коэффициента трансформации фазных и линейных напряжений.

Коэффициент трансформации линейных напряжений вычисляется по формуле:

(1.4)

Коэффициент трансформации фазных напряжений вычисляется по формуле:

(1.5)

Проверка: коэффициент фазных напряжений в раз меньше коэффициента линейных напряжений.