1 Структура и правила оформления отчета расчетных заданий

1.1 Общие положения

Расчетные задачи является итоговым документом работы студента по курсу в семестр. Отчет к экзамену должен быть полностью оформлен и защищен. В конце отчета приводится список литературы, которой студент использовал в процессе работы. Необходимые схемы и графики следует строить на миллиметровке. Вариант задания следует выбирать по двум последним цифрам зачетной книжки. Если номер шифра больше количества вариантов, то номер выбираем, отнимая от двух последних цифр шифра количество вариантов. Если в зачетке студентов нет номера, то вариант надо выбирать по номеру в журнале группы.

Отчет включает 5 заданий по разделам:

Задача № 1. Трансформаторы.

Задача № 2. Общие вопросы теории машин переменного тока.

Задача № 3. Асинхронные машины.

Задача № 4. Синхронные машины.

Задача № 5. Машины постоянного тока.

В приложении А приведен пример оформления титульного листа расчетных заданий. В приложении Б - типовая программа дисциплины.

1.2 Перечень умений, которые должны быть сформованы у студентов в процессе изучения данной дисциплины

Студент должен знать типы, конструкции, принцип действия, характеристики трансформаторов и электрических машин, особенности их пуска, регулирования частоты вращения и торможения; уметь аргументировано выбирать мощность, тип трансформатора или электрической машины. Студент по внешнему виду должен уметь установить тип электрооборудования, уметь объяснить почему для привода и питания конкретной установки использовали именно эту электрическую машину или трансформатор.

Студент должен уметь диагностировать качество работы электрических машин и трансформаторов, предложить, в случае необходимости, средства ремонта, знать основные сборные элементы, основы процесса сборки и испытания электрических машин и трансформаторов, их основные характеристики, уметь оценить новые серии электрооборудования. Студент должен при выборе электрических машин и трансформаторов для конкретного промышленного предприятия уметь учитывать не только технические, но и экономические требования, уметь находить лучшее решение.

2 Расчетные задания

2.1 Задание № 1. Трансформаторы

Постановка задания.

1) Составить схему «Классификация трансформаторов».

2) Выполнить эскиз трехфазного двухобмоточного трансформатора с масляным охлаждением, обозначить все элементы, описать их назначения.

3) Сделать эскизы основных возможных конструкций сердечников и катушек силовых трансформаторов.

4) Сформулировать условия включения трехфазных трансформаторов на параллельную работу. Проанализировать, что будет, если не выполняется какое-то одно из указанных условий.

5) Дать определение понятиям:

- Коэффициент трансформации трансформатора;

- Группа соединения обмоток трехфазных трансформаторов;

- Напряжение короткого замыкания трансформатора.

Постановка задачи

Для трехфазного трансформатора (m = 3, где m – количество фаз), который работает в сети с частотой напряжения f = 50 Гц и имеет параметры, приведенные в табл. 1:

1) Рассчитать параметры Т-образной схемы замещения трансформатора в режимах холостого хода, лабораторного короткого замыкания (КЗ) и номинального режиму (активное сопротивление первичной обмотки R_р, реактивное сопротивление первичной обмотки X_р, приведенное активное сопротивление вторичной обмотки R_s, приведенное реактивное сопротивление вторичной обмотки X_s, сопротивление намагничивающего контура, R_m и X_m, параметры которого определяются током намагничивания), по данным опытов холостого хода и лабораторного короткого замыкания (КЗ). Построить схемы замещения трансформатора в указанных режимах и обозначить численные значения их элементов.

2) Построить векторные диаграммы трансформатора для режимов холостого ходу і лабораторного короткого замыкания.

3) Рассчитать и построить характеристики холостого хода трансформатора P_о, I_о, cosφ_о = f(U_p) и лабораторного КЗ P_k, I_k, cosφ_k = f(U_p);

4) Рассчитать номинальное значение КПД трансформатора и значения нагрузки (в частях от номинальной мощности), при которой КПД трансформатора достигает максимального значения. Определить максимальное значения КПД и сравнить его значение с номинальным значением КПД.

Таблица 1 – Параметры трехфазных трансформаторов

Номер варианта	Номинальная полная мощность	Номинальное напряже-ние первичной обмотки	Номинальное напряже-ние вторичной обмотки	Количество витков вторичной обмотки	Диаметр стержня	Площадь сечения стержня	Площадь сечения ярма	Высота стержня	Высота ярма	Расстояние между осями стержней	Напряжение короткого замыкания.	Коэффициент мощности нагрузки	Потери мощности в режиме лабораторного КЗ	Схемы и группы соединения обмоток
	SN кВА	UрN кВ	UsN кВ	Ns	dс, см	Sс см2	Sj, см2	hс см	hj см	L, см	uk, 	cosφs, в.о.	Рk, кВт
1	50	3,0	0,525	192	12	89	90	25	12	25	5,5	0,82	1,70	Y/-11
2	100	35,0	6,0	200	16	580	570	41	14	35	6,5	0,82	2,86	Y/ Y-0
3	180	31,5	6,0	280	18	410	400	52	16	39	6,5	0,83	4,52	Y/ Y-0
4	320	10,0	6,0	360	20	330	326	39	18	35	5,5	0,80	5,60	Y/ Y-0
5	5600	35,0	6,0	200	22	580	570	72	19	45	6,5	0,81	17,8	Y/ Y-0
6	1000	10,0	3,15	470	30	220	210	83	41	46	5,5	0,80	8,54	Y/-11
7	1800	35,0	6,0	640	32	310	300	85	28	57	6,5	0,85	9,22	Y/Y-0
8	3200	35,0	6,0	660	36	300	310	100	31	62	7,0	0,84	16,5	Y/Y-0
9	5600	35,0	6,0	600	43	320	300	110	37	70	7,5	0,85	19,6	Y/Y-0
10	20	6,0	0,40	100	9	75	72	30	19	21	5,5	0,83	0,85	Y/ Y-0
11	60	35,0	6,0	200	13	580	600	41	34	31	6,5	0,83	2,10	Y/ Y-0
12	100	6,0	0,66	150	15	86	84	38	34	46	5,5	0,80	3,26	Y/ Y-0
13	180	35,0	3,15	300	19	200	180	42	36	49	5,5	0,84	4,10	Y/-11
14	320	35,0	6,0	330	20	350	340	63	47	51	6,5	0,85	4,23	Y/ Y-0
15	20	35,0	6,0	380	12	322	316	40	50	20	6,5	0,83	0,54	Y/ Y-0
16	180	10,0	6,0	388	17	300	310	35	26	24	5,5	0,83	5,64	Y/-11
17	560	35,0	6,3	400	23	290	280	42	49	44	6,5	0,80	5,30	Y/-11
18	1000	35,0	6,3	390	26	300	290	56	52	50	6,5	0,80	6,12	Y/Y-0
19	50	10,0	6,3	400	12	280	270	25	22	25	5,5	0,85	1,14	/Y-11
20	100	10,0	6,3	600	16	320	310	41	24	35	6,5	0,84	3,04	Y/Y-0
21	180	35,0	6,3	350	17	350	340	52	26	39	6,5	0,85	4,20	Y/Y-0
22	320	35,0	6,3	390	20	310	300	40	28	35	5,5	0,83	3,96	Y/-11
23	560	35,0	6,3	400	22	340	330	72	39	45	6,5	0,85	5,32	Y/-11
24	1000	110	10	550	30	346	340	83	61	46	5,5	0,84	4,98	Y/Y-0
25	75	35,0	6,0	400	13	100	280	270	21	31	6,5	0,85	1,58	Y/Y-0
26	320	10,0	0,4	50	20	154	150	39	28	35	5,5	0,83	4,98	Y/Y-0