Задания к домашней контрольной работе № 1

Задание состоит из 5 задач. Условия задач выбираются по последней цифре шифра.

1-я задача на тему «Генератор ПТ» (выполняют студенты, имеющие последние цифры шифра от 1 до 5);

2-я задача – тема «Генератор ПТ» (выполняют студенты, имеющие последние цифры шифра от 6 до 10);

3-я задача – тема «Двигатель ПТ» (выполняют студенты, имеющие последние цифры шифра от 1 до 5);

4-я задача – тема «Двигатель ПТ» (выполняют студенты, имеющие последние цифры шифра от 6 до 10);

5-я задача на тему «Однофазный трансформатор» (выполняют все студенты);

6-я задача – тема «Трехфазные трансформаторы» (выполняют все студенты).

7-я задача – тема «Понижающий автотрансформатор» (выполняют все студенты).

Обратите внимание, после решения задач, необходимо ответить на теоретический вопрос.

Генераторы постоянного тока

Задача 1. Генератор постоянного тока независимого возбуж­дения мощностью Р_ном и напряжением U_ном имеет сопротивление обмоток в цепи якоря, приведенное к рабочей температуре, ; в генераторе применены электрографитированные щетки марки ЭГ

( = 2,5 В). Определить номинальное изменение напряжения при сбросе нагрузки. Данные взять из таблицы 2

Таблица 2

Параметр	Варианты
	1	2	3	4	5
Рном, кВт	20	45	15	90	80
Uном, В	230	460	230	460	460
, Ом	0,12	0,22	0,15	0,12	0,11

Вопрос. Что показывает регулировочная характеристика генератора ПТ с независимым возбуждением?. Покажите ее вид.

Задача 2. Генератор постоянного тока параллельного возбуж­дения имеет номинальные данные: мощность Р_ном напряжение U_ном, частота вращения n_ном сопротивление обмоток в цепи якоря, приве­денное к рабочей температуре, , падение напряжения в щеточном контакте пары щеток = 2 В, сопротивление цепи обмотки воз­буждения r_в, КПД в номинальном режиме ток генератора I_ном ток в цепи возбуждения I_в, ток в цепи якоря ЭДС якоря Е_аном, электромагнитная мощность Р_эм электромагнитный момент при номинальной нагрузке M_ном мощность приводного двигателя P_1ном. Значения перечисленных параметров приведены в табл. 3. Тре­буется определить значения параметров, не указанных в таблице.

Вопрос. При каких условиях возможно самовозбуждение генераторов постоянного тока?

Таблица 3.

Параметр	Варианты
	6	7	8	9	10
Рном ,кВт	10	-	-	18	45
Uном ,В	230	230	460	230	-
nном ,об/мин	1450	-	-	1500	1000
,Ом	0,3	0,15	-	-	-
rв ,Ом	150	100	-	-	92
%	86,5	-	88	-	88
Iном ,А	-	87	-	-	97,8
Iв ,А	-	-	4	-	-
,А	-	-	-	75	-
Еа ,В	-	-	480	240	477
Рэм.ном ,кВт	-	-	55	-	-
Mном ,Н·м	-	280	525	-	-
P1ном ,кВт	-	23	-	21	-

Двигатели постоянного тока

Задача 3. Двигатель постоянного тока параллельного возбужде­ния имеет следующие данные: номинальная мощность Р_ном напряжение питания U_ном, номинальная частота вращения n_ном сопро­тивление обмоток в цепи якоря , сопротивление цепи возбужде­ния r_в, падение напряжения в щеточном контакте щеток = 2 В. Значения перечисленных параметров приведены в табл. 4.

Таблица 4.

Параметр	Варианты
	1	2	3	4	5
Рном ,кВт	25	15	45	4,2	18
Uном ,В	440	220	440	220	220
nном ,об/мин	1500	1000	1500	1500	1200
%	85	83,8	88	78	84
,Ом	0,15	0,12	0,13	0,15	0,12
rв ,Ом	88	73	88	64	73

Требуется определить потребляемый двигателем ток в режиме номинальной нагрузки I_ном, сопротивление пускового реостата R_п.р, при котором начальный пусковой ток в цепи якоря двигателя был бы равен 2,51 начальный пусковой момент M_п частоту вращения n₀ и ток I₀ в режиме холостого хода, номинальное изменение частоты вращения якоря двигателя при сбросе нагрузки. Влиянием реакции якоря пренебречь.

Вопрос. Начертить схему присоединений такого двигателя к сети и пояснить назначение каждого элемента схемы.

Задача 4. В табл. 5 даны значения параметров двигателя по­стоянного тока независимого возбуждения: номинальная мощность двигателя Р_ном напряжение питания цепи якоря U_ном напряжение питания цепи возбуждения U_в, частота вращения якоря в номиналь­ном режиме n_ном сопротивления цепи якоря и цепи возбужде­ния r_в, приведенные к рабочей температуре, падение напряжения в щеточном контакте при номинальном токе = 2 В, номиналь­ное изменение напряжения при сбросе нагрузки n_ном= 8,0 %, ток якоря в режиме холостого хода I₀. Требуется определить все виды потерь и КПД двигателя.

Таблица 5

Параметр	Вариант
	6	7	8	9	10
Рном ,кВт	25	40	53	75	16
Uном ,В	440	440	440	440	220
Uв ,В	220	220	220	220	220
I0 ,А	6,0	7,5	8,0	10,8	8,7
,Ом	0,30	0,17	0,12	0,70	0,18
rв ,Ом	60	55	42	40	60
nном ,об/мин	2200	1000	2360	3150	1500

Вопрос. Начертить схему присоединений такого двигателя к сети и пояснить назначение каждого элемента схемы.

Задача 5 Однофазный трансформатор включен в сеть с частотой тока 50 Гц. Номинальное вторичное напряжение U_2ном, а коэффициент трансформации k (табл. 6. Определить число витков в обмотках ω₁ и ω_2, если в стержне магнитопровода трансформатора сечением Qст максимальное значение магнитной индукции Вmax. Коэффициент заполнения стержня сталью kс = 0,95.

Вопрос. Вычертить векторную диаграмму МДС трансформатора при активно-индуктивной нагрузке и пояснить какое влияние МДС вторичной обмотки оказывает на магнитопровод трансформатора.

Таблица 6

параметр	варианты
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
U2ном, В	230	400	680	230	230	400	400	680	230	230
k	15	10	12	8	10	6	8	12	14	8
Qст, м2	0,049	0,08	0,12	0,18	0,065	0,08	0,12	0,076	0,06	0,085
Вmax, Тл	1,3	1,6	1,8	1,3	1,4	1,5	1,2	1,3	1,5	1,2

Задача 6. В табл. 7 приведены данные трехфазных силовых трансформаторов серии ТМ: полная номинальная мощность S_ном ; номинальные потери холостого хода Р_0ном и короткого замыкания Р_к.ном ; коэффициент мощности нагрузки . Требуется опреде­лить величину снижения КПД при номинальной нагрузке по срав­нению с его максимальным значением.

Таблица 7.

Вариант	Тип трансформатора	Sном, кВ·А	Р0ном, кВт	Рк.ном, кВт
1	ТМ-100/35	100	0,465	1,97	0,80
2	ТМ-160/35	160	0,70	2,65	0,85
3	ТМ-250/35	250	1,0	3,70	0,85
4	ТМ-400/35	400	1,35	5,50	0,80
5	ТМ-630/35	630	1,90	7,60	0,75
6	ТМ-1000/35	1000	2,75	12,2	0,70
7	ТМ-1600/35	1600	3,65	18,0	0,80
8	ТМ-2500/35	2500	5,10	25,0	0,75
9	ТМ-4000/35	4000	6,70	33,5	0,85
10	ТМ-63000/35	6300	9,40	46,5	0,80

Вопрос. Составить энергетическую диаграмму трансформатора и пояснить её.

Задача 7 В табл. 8 указаны значения следующих парамет­ров понижающего автотрансформатора: номинальная (проходная) мощность S_ном, коэффициент трансформации k_A, токи в первичной I_1ном и вторичной I_2ном цепях, ток в общей части витков I₁₂, напряже­ния первичное U₁ и вторичное U₂, мощности расчетная S_расч и переда­ваемая электрическим путем S_э. Используя указанные в таблице зна­чения параметров, определить недостающие значения параметров.

Таблица 8

Параметр	Варианты
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Sном, кВ·А	2,64	-	-	2,2	-	3,5	-	3,5	-	2,8
Sэ, кВ·А	-	-	1,3	0,85	-	-	0,65	-	-	-
Sрасч, кВ·А	-	-	0,5	-	0,8	-	-	-	1,1	-
U1, В	-	220	380	-	-	380	-	380	-	-
U2, В	127	-	-	250	-	-	300	-	220	-
I1ном, А	12	8	-	-	-	-	-	-	-	12,7
I2ном, А	-	-	-	-	-	12	-	11	15	-
I12ном, А	-	-	-	-	6	-	-	-	-	-
kA	-	1,35	-	-	1,25	-	1,30	-	-	1,80