Расчет трансформатора и электрических машин (стр. 2 )

  ,                 (1.8)

где - ЭДС вторичной обмотки.

Номинальное падение напряжения рассчитывается по следующей формуле:

                                  (1.9)

При этом принимается, что в номинальном режиме коэффициент нагрузки , сдвиг фазы во вторичной цепи положителен, причем .

Номинальное падение напряжения %

ЭДС вторичной обмотки:

В

Рассчитаем вторичное напряжение для случая () :

%

Для остальных случаев результаты расчета сведем в таблицу.

Таблица 1.1 –  Зависимость изменения напряжения вторичной обмотки от нагрузки.

cos(f2)=0.8	b,	Du, %
f2>0	0.25	1.222
0.5	2.443
0.75	3.665
1	4.886
f2<0	0.25	-0.264
0.5	-0.528
0.75	-0.792
1	-1.056

Для расчета напряжения вторичной обмотки используем формулу:

                                         (1.10)

Учитывая, что вторичные обмотки соединены звездой, получим: (т. к. у трансформатора измеряется напряжение между фазами).

Таблица 1.2 – Зависимость выходного (линейного) напряжения трансформатора от нагрузки.

cos(f2)=0.8	b,	U2л, В
f2>0	0.25	543.927
0.5	537.2
0.75	530.473
1	523.746

Окончание таблицы 1.2

f2<0	0.25	552.107
0.5	553.561
0.75	555.015
1	556.468

КПД трансформатора рассчитывается по формуле:

                         (1.11)

Ток холостого хода без особой погрешности можно вычислить, пренебрегая сопротивлением обмотки и учитывая только сопротивление ветви намагничивания (т. к. эти сопротивления в десятки раз отличаются):

                                 (1.12)

А

Мощность потерь холостого хода в одной обмотке:

                                                 (1.13)

Вт

Потери в трех фазных обмотках будут втрое больше:

                                          (1.14)

Вт

Мощность потерь короткого замыкания в одной обмотке:

                                         (1.15)

Потери в трех фазных обмотках будут втрое больше:

Вт

Рассчитаем КПД трансформатора для случая () :

Как видим, КПД трансформатора достаточно высок.

Поскольку - функция четная, то имеет смысл вычислять КПД только для одного характера нагрузки (индуктивного либо емкостного).

Для остальных случаев результат расчета КПД сведем в таблицу:

Таблица 1.3 – Зависимость КПД трансформатора от нагрузки.

cos(f2)=0.8	b,	U2л, В
f2>0	0.25	0.962
0.5	0.97
0.75	0.968
1	0.964

Рисунок 1.3 – Зависимость напряжения на выходе и КПД от коэффициента нагрузки.

РАСЧЕТ АСИНХРОННОГО ДВИГАТЕЛЯ В СИСТЕМЕ ЭЛЕКТРОПРИВОДА.

Задание:

По заданной нагрузочной диаграмме электропривода определить эквивалентную мощность и выбрать асинхронный двигатель с фазным ротором. Произвести проверку заданного двигателя на нагрев по методу средних потерь, а также проверку на перегрузочную способность при снижении напряжения в сети. Произвести расчет теплового режима выбранного двигателя по заданной нагрузочной диаграмме.

Определить сопротивление добавочного резистора, который необходимо включить в цепь ротора выбранного двигателя для снижения частоты вращения на заданную величину при номинальном моменте сопротивления. Построить естественную и реостатную механические характеристики выбранного двигателя.

Рассчитать сопротивления секций пускового реостата и потери электрической энергии при реостатном и прямом пуске.

Начертить и изучить схемы управления пуском и реверсом асинхронных двигателей.

Таблица 2.1 – Нагрузка двигателя по интервалам времени.

Мощность на ступенях нагрузки, кВт	13	6	10	5	0
Время работы двигателя на ступени, мин	7	14	10	13	6

Синхронная частота вращения двигателя об/мин.

Заданное снижение частоты вращения при номинальном моменте нагрузки

Предполагается, что на холостом ходу в пятом интервале времени двигатель включен в сеть и работает.

Нагрузочная диаграмма двигателя строится по данным таблицы. Она показана на рисунке 2.1.

Рисунок 2.1 – Нагрузочная диаграмма асинхронного двигателя.

2.1 Расчет эквивалентной мощности и выбор асинхронного двигателя.

Рассчитаем эквивалентную мощность двигателя:

                                                  (2.1)

Вт

По справочнику выбираем двигатель 4АК160М6У3, имеющий следующие параметры:

- синхронная частота вращения 1000 об/мин;

- номинальная мощность PH=10 кВт;

- номинальное скольжение SH=4,5%;

- КПД в номинальном режиме %;

- кратность максимального момента ;

- рабочее напряжение ротора В;