Задаемся масштабом: по току МI=5 А/см; по напряжению МU=100 В/см. Длина векторов фазных (линейных) напряжений:
lUФ=UФ: МU=380: 100=3,8 см;
Длина векторов фазных токов в масштабе:
lZФ=IФ: МI=5: 15=3 см.
При построение векторной диаграммы вначале откладываем три вектора фазных (линейных) напряжений со сдвигом относительно друг друга на 120°. Векторы фазных токов отстоят от векторов фазных напряжений на угол φ=30° (cos φ=,87), т.к. нагрузка активно-индуктивная. Соединив концы векторов фазных токов, получаем треугольник линейных токов; при этом векторы линейных токов являются разностью векторов соответствующих фазных токов:
IА=IАВ – IАС; IВ=IАС – IАВ; IС=IСА – IВС.
|
Векторная диаграмма приведена на рис. 38.
Рис. 38.
Задания на домашнюю контрольная работа № 2.
Таблица вариантов.
Таблица №1.
| № Вари анта | Две последние цифры шифра | Номера задач | № Вари анта | Две последние цифры шифра | Номера задач |
| 01 51 | 1 11 21 32 | 26 76 | 6 18 26 38 | ||
| 02 52 | 2 12 22 33 | 27 77 | 7 19 27 39 | ||
| 03 53 | 3 13 23 34 | 28 78 | 8 20 28 40 | ||
| 04 54 | 4 14 24 35 | 29 79 | 9 1 29 31 | ||
| 05 55 | 5 15 25 36 | 30 80 | 1 13 30 34 | ||
| 06 56 | 6 16 26 37 | 31 81 | 2 14 21 35 | ||
| 07 57 | 7 17 27 38 | 32 82 | 3 15 22 36 | ||
| 08 58 | 8 18 28 39 | 33 83 | 4 16 23 37 | ||
| 09 59 | 9 19 29 40 | 34 84 | 5 12 24 38 | ||
| 10 60 | 10 20 30 31 | 35 85 | 6 13 25 39 | ||
| 11 61 | 1 12 22 31 | 36 86 | 7 20 26 40 | ||
| 12 62 | 2 13 23 32 | 37 87 | 8 11 27 31 | ||
| 13 63 | 3 14 24 33 | 38 88 | 9 12 28 32 | ||
| 14 64 | 4 15 25 34 | 39 89 | 10 13 29 33 | ||
| 15 65 | 5 16 26 35 | 40 90 | 1 14 30 35 | ||
| 16 66 | 6 17 27 36 | 41 91 | 2 15 21 36 | ||
| 17 67 | 7 18 28 37 | 42 92 | 3 16 22 37 | ||
| 18 68 | 8 19 29 38 | 43 93 | 4 17 23 38 | ||
| 19 69 | 9 20 30 39 | 44 94 | 5 18 24 39 | ||
| 20 70 | 10 11 21 40 | 45 95 | 6 11 25 40 | ||
| 21 71 | 1 13 21 33 | 46 96 | 7 12 26 31 | ||
| 22 72 | 2 14 22 34 | 47 97 | 8 13 27 32 | ||
| 23 73 | 3 15 23 35 | 48 98 | 9 14 28 33 | ||
| 24 74 | 4 16 24 36 | 49 99 | 10 15 29 32 | ||
| 25 75 | 5 17 25 37 | 50 100 | 10 16 30 31 |
Задача 1.
Понижающий однофазный двухобмоточный трансформатор с естественным воздушным охлаждением подключен к сети напряжением U1н=220 В; напряжение вторичной обмотки U2н=22 В. Трансформатор работает в номинальном режиме и используется для питания специальной аппаратуры, имеющей активное сопротивление R=2,2 Ом (рис. 39).
|
Определить: токи первичной и вторичной обмоток I1н, I2н; коэффициент трансформатора Sн. Начертить электрическую схему включения трансформатора.
Рис. 39
Задача 2.
Трехфазный трансформатор типа ТМ 25/6 имеет следующие данные: номинальная мощность Sн=25 кВА, номинальные напряжения обмоток U1н=6 кВ; U2н= 0,4 кВ. Максимальный магнитный поток в сердечнике Фmax=0,02 Вб; схема соединения обмоток звезда—звезда с нулевым выводом.
Начертить электрическую схему соединения обмоток трансформатора; определить коэффициент трансформации К, число витков обмоток w1; w2; линейные токи в обмотках. Частота тока питающей сети f=50 Гц.
Задача 3.
Однофазный трансформатор, номинальная мощность которого Sн=600 кВА, включен в сеть с напряжением Uн=5 кВ и частотой f= 50 Гц. Число витков вторичной обмотки w2 = 32, максимальный магнитный поток в сердечнике Фmax=0,06 Bб.
Определить токи в обмотках; напряжение вторичной обмотки; коэффициент трансформации. Начертить электрическую схему соединений для проведения опыта холостого хода трансформатора.
Задача 4.
Двухобмоточный однофазный трансформатор используется для питания пониженным напряжением осветительной аппаратуры (рис. 40). Первичная обмотка трансформатора подключена к сети напряжением U1=220 В. Вторичная обмотка питает лампы накаливания одинаковой мощности. Число витков первичной обмотки w1=6000; чисто витков вторичной обмотки w2 = 600; ток вторичной обмотки I2=10 А. Режим работы трансформатора нe номинальный.
Определить напряжение вторичной обмотки трансформатора; коэффициент трансформации трансформатора К; активную мощность, отдаваемую вторичной обмоткой трансформатора Р2. Начертить электрическую схему включения трансформатора.
|
Рис. 4
Задача 5.
Трехфазный трансформатор тина ТМ 160/10 имеет следующие номинальные данные: номинальная мощность Sн=l60 кВА; напряжение первичной обмотки U1н=l0 кВ; напряжение вторичной обмотки U2h=0,4 kB; потери мощности в опыте холостого хода — Рст=0,565 кВт, потери мощности в опыте короткого замыкания Рαн=2,65 кВт; коэффициент мощности cos φ2н=0,8; схема соединении обмоток—звезда-звезда с нулевым выводом.
Определить номинальные токи в обмотках; номинальный КПД; коэффициент трансформации и суммарные потери мощности в трансформаторе. Начертить электрическую схему соединения обмоток трансформатора.
Задача 6.
Трехфазный трансформатор, обмотки которого рассчитаны на номинальное напряжение U1н=6 кВ и U2н=0,23 кВ, отдает со вторичной обмотки активную мощность Р2=40кВт и реактивную Q=20 квар; номинальный ток вторичной обмотки I2н=158 А. Схема соединения обмоток звезда-«звезда» с нулевым выводом.
Определить номинальную мощность трансформатора Sн; коэффициент трансформации К; его коэффициент нагрузки Кн; номинальный ток первичной обмотки I1н и КПД трансформатора при номинальной нагрузке —ηн. Начертить электрическую схему соединения обмоток трансформатора.
Задача 7.
Однофазный трансформатор работает в номинальном режиме и имеет следующие характеристики: номинальная мощность Sн=100 кВ·А; токи в обмотках 1|„=-16,7 А; 12н = 250 А. Трансформатор работает на нагрузку с cos qp2=0,8. В сердечнике создается магнитный поток Фтах = 0,017 Вб. Частота тока в сети f = 50 Гц. Потери в стали составляют РСт = 400-Втг потери в обмотках Р0.н. =12000 Вт.
Определить: ЭДС в обмотках Е» и Е2; коэффициент трансформации К; число витков обмоток w!f w2; КПД трансформатора. Начертить электрическую схему включения трансформатора.
Задача 8.
Трехфазный трансформатор типа ТМ 400/6 имеет следующие данные: номинальная мощность Sн=400 кВ·А; номинальное напряжение обмоток U1h=6 kB; U2h=0,4 kB. Схема соединения обмоток звезда-звезда с нулевым выводом. Коэффициент нагрузки его равен Кн= 0.8; потери мощности в стали Рст=0,9 кВт; потери в мощности в обмотках Р0·н=5,5 кВт.
Определить коэффициент трансформации К; номинальные токи в обмотках I1н, I2н; действительные токи в обмотках при заданном значении Кн; суммарные потери мощности в трансформаторе ΣР при номинальной нагрузке. Начертить электрическую схему соединения обмоток трансформатора.
Задача 9.
Понижающий однофазный двухобмоточный трансформатор с естественным воздушным охлаждением подключен к сети напряжением U1н=220 В. Трансформатор работает в номинальном режиме и используется для питания стенда, имеющего активно-индуктивную нагрузку z (рис. 41). Номинальная мощность трансформатора Sн=220 В·А; напряжение вторичной обмотки U2H=44 В. КПД трансформатора η=0,8; коэффициент мощности вторичной цепи cos φ2н=0,91.
Определить ток вторичной обмотки I2н; коэффициент трансформации К; активную номинальную мощность, потребляемую трансформатором из сети, Р1н; активную номинальную мощность Р2н, отдаваемую трансформатором. Начертить электрическую схему включения трансформатора.
|
Рис. 41
Задача 10.
Двухобмоточный однофазный трансформатор используется для питания ламп накаливания, освещающих рабочие
места в цехе сборки вагонов. Первичная обмотка трансформатора подключена к сети напряжением U1=240 В. К вторичной обмотке подключены лампы одинаковой мощности
Рл=12 Вт (мощность одной лампы). Коэффициент трансформации трансформатора К=10; активная мощность, отдаваемая трансформатором Р2=240 Вт; режим работы трансформатора не номинальный. '
Определить напряжение вторичной обмотки трансформатора U2; ток вторичной обмотки трансформатора I2; ток одной лампы Iл; число ламп nл. Начертить электрическую схему включения трансформатора.
Задача 11.
Трехфазный шестbполюсный асинхронный двигатель (р=3), включенный в сеть с напряжением U1=380 В, частотой f1=50 Гц, развивает полезный вращающий момент М2=41 В·м при скольжении S=5%. Мощность, потребляемая двигателем, Р1=5,2 кВт; ток I1=11 A.
Определить частоту вращения ротора n2, полезную мощность двигателя Р2, КПД η и коэффициент мощности cos φ1, суммарные потери мощности в двигателе ΣР.
Задача 12.
Трехфазныйасинхронный двигатель серии 4А имеет следующие номинальные характеристики: номинальная мощность Рн=11 кВт; частота вращения ротора n2н=2900об/мин; номинальный КПД — ηн=0,88; коэффициент мощности cos φн=0,9. Номинальное напряжение двигателя Uн=380 В. Частота тока в сети f1н=50Гц.
Определить частоту вращения магнитного поля n1; скольжение Sн; номинальный момент Мн двигателя.
Задача 13.
На заводе для работы вентиляторов используются асинхронные двигатели. Двигатели работают в номинальном режиме и подключены к электрической сети напряжением Uл=380 В. Число полюсов двигателей: 2р=6, номинальная мощность P2н=55 кВт; скольжение Sн=4,4% коэффициент мощности cos φн=0,88; КПД ηн==0,93; частота тока в сети f1=50 Гц.
Определить частоту вращении магнитного поля статора n1; частоту вращения ротора n1н; ток двигателя I1н; номинальный момент вращения Мн активную мощность, потребляемую двигателем из сети Р1н.
Здача 14.
Трехфазный двухполюсный асинхронный двигатель (2р=2) питается от сети напряжением U1=380 В, частотой f1=50 Гц. Двигатель имеет следующие данные: полезная мощность P2=17 кВт; скольжение S=2%; КПД—η=88%; коэффициент мощности cos φ=0,88.
Определит ток и мощность, потребляемые двигателем из сети, I1, P1; частоту вращения магнитного поля статора n1 и частоту вращения ротора n2, полезный вращающий момент М2 и суммарные потери мощности в двигатели ΣР.
Задача 15.
Трехфазные асинхронные двигатели используются для работы токарных станков металлообрабатывающего завода. Все двигатели работают в номинальном режиме и подключены к сети с линейным напряжением Uл=380 В, промышленной частоты f=50 Гц. Число полюсов двигателей 2р=8; номинальная, мощность Р2н=15 кВт; частота вращения ротора n2н= 735 об/мин; коэффициент мощности cos φн=0,91 и КПД—ηн=0,89.
Определить частоту вращения магнитного поля статора n1, скольжение Sн; ток двигателя I1н; номинальный момент вращения Мн; активную мощность, потребляемую двигателем из сети, Р1н.
Задача 16.
Трехфазный четырехполюсный асинхронный двигатель (р=2) имеет следующие номинальные данные: номинальная мощность Р2н=115 кВт; напряжение сети U1н=220 В; частота тока в сети f1=50 Гц; коэффициент мощности cos φн=0,86; КПД—ηн= 0,91; частота вращения ритора n2н=1455 об/мин.
Определить мощность, потребляемую двигателем Рн1, ток двигателя I1н; вращающий момент Мн; номинальное скольжение SH.
Задача 17.
Трехфазный восьмиполюсный асинхронный двигатель (р=4) включен в сеть напряжением U1=380 В и частотой f1=50 Гц. Двигатель развивает вращающий момент М2=911 Н·м при скольжении S=2%. Потребляемая из сети мощность P1=81 кВт, ток I1=l40 A.
Определить частоту вращения магнитного поля статора n1; частоту вращения ротора n2; коэффициент мощности двигателя cos φ1; КПД—η; полезную мощность двигателя Р2 и суммарные потери мощности в нем ΣP.
Задача 18.
Трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором работает в номинальном режиме и подключен к электрической сети напряжением Uл=380 В. Двигатель развивает номинальную мощность на валу Р2н=20 кВт и имеет число полюсов 2р=10. Скольжение SH=2,5%, коэффициент мощности cos φ=0,88; КПД—ηn=0,93. Частота, тока f1=50Гц.
Определить частоту вращения магнитного поля статора n1 и частоту вращения ротора n2н; ток двигателя I1н; номинальный момент вращения Мн; активную мощность, потребляемую двигателем из сети, P1н.
Задача 19.
Трехфазный шестиполюсный асинхронный двигатель (р=3) подключен к сети напряжением U1=220 В, частотой f1=50 Гц. Двигатель потребляет мощность P1=40 кВт при частоте вращения ротора n2=960 об/мин и коэффициенте
мощности cos φ1=0,75. Суммарные потери мощности в двигателе ΣР=7 кВт.
Определить полезную мощность двигателя Р2, КПД−η и полезный вращающий момент М2; ток, потребляемый двигателем, I1; частоту вращения магнитного поля статора n1 и скольжение S.
Задача 20.
Трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором работает в номинальном режиме и подключен к сети с линейным напряжением Uл=380 В, промышленной частоты =50 Гц. Число полюсов двигателя 2р=12; номинальная мощность Р2н=45 кВт; частота вращения ротора n2н=490 об/мин; коэффициент мощности cos φн=0,91; КПД—ηн=0,94.
Определить частоту вращения магнитного поля статора n1; скольжение Sн; ток двигателя I1н; номинальный момент вращения Мн; активную мощность, потребляемую двигателем из сети Р1н.
Задача 21.
Номинальная мощность генератора постоянного тока независимого возбуждения Р2н=50 кВт; коэффициент полезного действия ηн=0,86; ток во внешнейцепи (ток нагрузки) Iн=Iн=109 А; напряжение возбуждения Uв=230 В, сопротивление цепи возбуждения Rв=40,9 Ом; сопротивление цепи якоря Rя=0,15 Ом.
Определить напряжение на зажимах генератора Uн; ЭДС генератора Е; мощность Р1н, потребляемую генератором от первичного двигателя; сопротивление внешней цепи Rн, ток возбуждения Iв, суммарные потери мощности в генераторе ΣР. Начертить схему соединений генератора независимого возбуждения.
Задача 22.
Двигатель постоянного тока последовательного возбуждения потребляет из сети напряжением U=220 В мощность P1=21,5 кВт. Частота вращения якоря n=1000 об/мин; КПД—η= 0,79; сопротивление цепи двигателя Rя+Rв=0,217 Ом.
Определить полезную мощность на валу двигателя Р2; ток п обмотке якоря Iя; противо-ЭДС—Е в обмотке якоря, момент вращения двигателя М, суммарные потери мощности ΣР. Начертить схему соединений, двигателя последовательного возбуждения.
Задача 23.
Генератор постоянного тока с параллельным возбуждением (рис. 45) используется для питания специальной аппаратуры предприятия. Напряжение на зажимах генератора U=250 В; ток в нагрузке I=95 А. Сопротивление обмотки якоря Rя=0,1 Ом; возбуждение Rв=50 Ом; КПД генератора η=0,9.
Определить ЭДС генератора— Е; токи в обмотке якоря Iя в обмотке возбуждения Iв; полезную мощность, отдаваемую генератором, Р2; мощность, затраченную электродвигателем на работу генератора, Р1. Начертить схему соединений генератора с параллельным возбуждением.
Задача 24.
Двигатель постоянного тока с параллельным возбуждением используется для приведении в движение центробежного насоса. Противо-ЭДС, которая индуцируется в обмотке якоря при работе двигателя, Е =265 В; ток в обмотке якоря Iя=100 А; сопротивление обмотки якоря Rя=0,l Ом; возбуждение Rв=55 Ом; КПД двигателя η=0,85; частота вращения якоря n=956 об/мин.
Определить напряжение сети, от которой питается двигатель, U; момент вращения двигателя М; ток в обмотке возбуждения Iв; общий ток двигателя I; мощности: на валу двигателя Р2 и потребляемую из сети Р1. Начертить схему соединений двигателя с параллельным возбуждением.
Задача 25.
Номинальная мощность генератора постоянного тока параллельного возбуждения Р2н=100 кВт; КПД—η= 0,9; ток во внешней цепи I=235 А; ЭДС генератора Е—460 В; сопротивление цепи возбуждения Rв=48 Ом.
Определить мощность, потребляемую генератором, Р1н; напряжение на зажимах генератора Uн; сопротивление цепи якоря Rя: ток в обмотке возбуждения Iв; потери мощности в цепи возбуждения Рв. Начертить схему соединений генератора параллельного возбуждения.
Задача 26.
Двигатель постоянного тока параллельного возбуждения, полезная мощность которого Р2=60 кВт, питается от сети напряжением U=100 В, потребляя ток из сети I=608 А. Ток в цепи возбуждения Iв=8 А, частота вращения якоря n=980 об/мин.
Определить вращающий, момент двигателя М2; потребляемую двигателем мощность Р1, КПД—η, ток в обмотке якоря Iя; сопротивление обмотки возбуждения Rв; потери мощности в обмотке возбуждения Рв. Начертить схему соединений двигателя параллельного возбуждения. Задача 27.
Генератор постоянного тока параллельного возбуждения потребляет от первичного двигателя мощность Р1н= 84 кВт;
напряжение на зажимах генератора Uн=230 В; сопротивление внешней цепи Rн=0,7 Ом; сопротивление обмотки якоря Rя=0,03 Ом; ток в обмотке возбуждения Iв= 10 А.
Определить номинальную мощность генератора Р2н; КПД—η; ток, отдаваемый во внешнюю цепь, Iн; ток в обмотке якоря Iя; потери мощности в обмотках: якоря Ря и возбуждения Рв; ЭДС генератора—Е. Начертить схему соединений генератора параллельного возбуждения.
Задача 28.
Генератор постоянного тока с независимым возбуждением отдает в нагрузку мощность Р2н=8,17 кВт. Сопротивление нагрузки Rн=1,62 Ом, сопротивление обмотки якоря
Rя=0,12Om. КПД генератора ηг=0,85.
Определить напряжение на зажимах генератора—Uн: ток нагрузки Iн; ЭДС генератора—Е; мощность Р1д двигателя, приводящего генератор во вращение. Начертить схему такого генератора.
Задача 29.
Двигатель постоянного тока с последовательным возбуждением включен в сеть напряжением Uн=220 В; частота вращения якоря n=1000 об/мин. КПД двигателя: ηд=0,882;
ток в обмотке якоря Iя=77,3 А; противо-ЭДС Е =205,5 В.
Определить полезный момент М двигателя; полезную мощность на валу Р2; потребляемую из сети мощность Р1; сопротивление обмотки якоря и последовательной обмотки возбуждения Rя+Rпо; суммарные потери мощности в двигателе ΣР. Начертить схему такого двигателя.
Задача 30.
Двигатель постоянного тока с параллельным возбуждением развивает номинальную мощность Рн=40 кВт при напряжении Uн=220 В. КПД двигателя ηн=0,9. Частота вращения якоря nн=800 об/мин; сопротивление обмотки якоря Rя=0,1 Ом, обмотки возбуждения Rв=55 Ом.
Определить потребляемую из сети мощность Р1н; ток двигателя Iн; суммарные потери мощности в двигателе ΣP; токи в обмотках якоря Iя и возбуждения Iв; номинальный момент Мн; противо-ЭДС—Е двигателя. Начертить схему такого двигателя.
Задача 31.
Потребитель подключен к однополупериодному выпрямителю и потребляет ток Id=3 А при мощности Pd=450 Вт.
Подберите полупроводниковые диоды по допустимому току Iдоп и обратному напряжению Uобр (табл. 2) для работы в качестве вентилей такой схемы выпрямителя. Начертите схему выпрямителя и кратко опишите назначение её элементов.
Задача 32.
От двухполупериодного выпрямителя, собранного по мостовой схеме, потребителю подается выпрямленное напряжение Ud=80 В при мощности Pd= 400 Вт.
Подберите полупроводниковые диоды по допустимому току Iдоп и обратному напряжению Uобр (табл. 2) для работы в качестве вентилей в заданной схеме выпрямления. Начертите схему выпрямителя, кратко опишите назначение её элементов.
Задача 33.
От двухполупериодного выпрямителя, собранного по схеме с выводом от средней точки вторичной обмотки трансформатора, потребителю подается выпрямленное напряжение Ud=90 В при мощности Рd=450 Вт.
Подберите полупроводниковые диоды по допустимому току Iдоп и обратному напряжению, Uобр для работы в качестве вентилей в заданной схеме выпрямления. Начертите схему выпрямителя, кратко опишите назначение её элементов.
Задача 34.
Подобрать диоды по допустимому току Iдоп и обратному
напряжению Uобр (табл. 2) для работы в качестве вентилей
в схеме однополупериодного выпрямителя при значениях
выпрямленного напряжения Ud=30 В и мощности Pd=60 Bт.
Начертить схему выпрямителя и кратко описать назначение её элементов.
Задача 35.
Выпрямленное напряжение выпрямителя, собранного по однополупериодной схеме, Ud=l00 В при мощности Pd=50 Вт. Подобрать диоды по допустимому току Iдоп и обратному напряжению Uобр (табл. 2) для работы в качестве вентилей, такой схемы. Начертить схему выпрямителя и кратко описать назначение её элементов.
Задача 36.
От двухполупериодного выпрямителя, собранного по мостовой схеме, потребителю подается выпрямленное напряжение Ud=30 В при мощности Р = 300 Вт..
Подберите полупроводниковые диоды по допустимому току и обратному напряжению (табл.2) для работы в качестве вентилей в заданной схеме. Начертите схему выпрямителя, кратко опишите назначение её элементов.
Задача 37.
Потребитель подключен к однополупериодному выпрямителю и потребляет ток Id=8 А при мощности Pd=480 Вт.
Подберите полупроводниковые диоды по допустимому току Iдоп и обратному напряжению Uобр (табл. 2) для работы в качестве вентилей такой схемы выпрямления. Начертите схему выпрямителя и кратко опишите назначение её элементов.
Задача 38.
От двухполупериодного выпрямителя, собранного по схеме с выводом от средней точки вторичной обмотки трансформатора, потребителю подается выпрямленное напряжение Ud=25 В при мощности Pd=250 Вт.
Подберите полупроводниковые диоды по допустимому току Iдоп и обратному напряжению Uобр (табл. 2) для работы в качестве вентилей в заданной схеме выпрямления. Начертите схему выпрямителя, кратко опишите назначение ее элементов.
Задача 39.
Подобрать диоды по допустимому току Iдоп и обратному напряжению Uобр (табл. 2) для работы в качестве вентилей в схеме однополупериодного выпрямителя при значениях выпрямленного напряжения Ud=60 В и мощности Рd=120Bт. Начертить схему выпрямителя и кратко описать назначение её элементов.
Задача 40.
Выпрямленное напряжение выпрямителя, собранного по однополупериодной схеме, Ud=150 В при мощности Pd=15 Вт.
Подобрать диоды по допустимому току Iдоп и обратному напряжению Uобр (табл. 2) для работы в качестве вентилей такой схемы. Начертить схему выпрямителя и кратко описать назначение её элементов.
