Метод эквивалентных преобразований. Министерство сельского хозяйства и продовольствия

Министерство сельского хозяйства и продовольствия

Российской Федерации

Департамент кадровой политики и образования

ФГОУ ВПО «Тюменская государственная

сельскохозяйственная академия»

Механико-технологический институт

Кафедра «Энергообеспечение сельского хозяйства»

Теоретические основы электротехники

Методические указания и задание для курсовой работы

Для студентов специальности 110302 «Электрификация и автоматизация

сельского хозяйства»

Тюмень 2007

УДК 621.311.1(075)

Автор-составитель: старший преподаватель кафедры «Энергообеспечение сельского хозяйства» А.Н. Шулаков

 

 

Теоретические основы электротехники: Методические указания и задание для курсовой работы для студентов специальности 110302 «Электрификация и автоматизация сельского хозяйства»/ ТГСХА; автор-составитель А.Н. Шулаков – Тюмень, 2007, 56 стр.

 

В методических указаниях изложены общие требования к оформлению курсовой работы и дано задание на курсовую работу из четырех задач по основным темам дисциплины с пояснениями и примерами их решения.

 

Рекомендовано к изданию методическим советом Механико-технологического института ФГОУ ВПО «Тюменская государственная сельскохозяйственная академия».

 

Рецензент: Д.М. Червяков – доцент кафедры электроэнергетики Тюменского нефтегазового университета, кандидат технических наук

 

 

Печатается по решению редакционно-издательского совета Тюменской государственной сельскохозяйственной академии.

 

 

УДК 631.311.1(075)

 

 

ФГОУ ВПО «Тюменская государственная

сельскохозяйственная академия», 2007

А.Н. Шулаков, составление, 2007

 

 

Содержание

Введение ___________________________________________________4

1 Цели курсовой работы _______________________________________4

2 Общие требования к оформлению расчетно-пояснительной записки

и графической части _________________________________________5

3 Задание на курсовую работу

3.1 Задача № 1 ________________________________________________7

3.2 Задача № 2 ________________________________________________9

3.3 Задача № 3 ________________________________________________11

3.4 Задача № 4 ________________________________________________16

4 Методические указания по решению задач

4.1 К задаче № 1 _______________________________________________18

4.2 К задаче № 2 _______________________________________________23

4.3 К задаче № 3 _______________________________________________28

4.4 К задаче № 4 _______________________________________________37

 

Приложение 1 Образец титульного листа __________________________53

Приложение 2 Образец листа записки с основной надписью № 1 ______54

Приложение 3 Образец листа записки с основной надписью № 2 ______55

Список литературы ____________________________________________56

 

Введение

Дисциплина «Теоретические основы электротехники» в соответствии с учебным планом подготовки инженеров по специальности 110302 «Электрификация и автоматизация сельского хозяйства» изучается в течение третьего и четвертого семестров. По окончании третьего семестра проводится зачет; в четвертом семестре студенты защищают курсовую работу и сдают экзамен.

Курсовая работа состоит из четырех задач, которые решаются последовательно по мере изучения теоретического материала; таким образом, выполнение курсовой работы начинается в первые месяцы изучения дисциплины.

В каждой задаче предусмотрено 50 вариантов. Свой вариант студент получает на одном из первых занятий от преподавателя; исходные данные по вариантам приведены в таблицах вместе с условиями задач.

В настоящих «Методических указаниях» даны пояснения и формулы, необходимые для решения каждой задачи; для задач 1, 2 и 4 рассмотрены примеры расчетов.

Цели курсовой работы

Целями курсовой работы являются:

- закрепление знаний теоретических основ электротехники по разделам «Линейные электрические цепи постоянного тока», «Линейные электрические цепи однофазного синусоидального тока», «Трехфазные электрические цепи»,

- выработка навыков расчета электрических цепей различными методами;

- выработка навыков построения векторных и топографических диаграмм.

Общие требования к оформлению расчетно-пояснительной записки

И графической части

 

Курсовая работа выполняется на листах формата А4 с соблюдением требований Единой системы конструкторской документации (ЕСКД) к оформлению текстовых и графических документов, схем и таблиц. Основные положения ЕСКД изложены в [Л-8].

Работа должна содержать:

- титульный лист;

- содержание;

- введение;

- четыре раздела согласно числу задач;

- перечень используемой литературы;

- графическую часть – векторные и топографические диаграммы для третьей и четвертой задач.

На титульном листе указываются наименования министерства, академии, кафедры; тема курсовой работы и ее вариант; группа, фамилия и инициалы студента; дата завершения работы; звание, фамилия и инициалы преподавателя. Образец титульного листа работы дан в приложении 1.

Первым листом расчетно-пояснительной записки работы является «Содержание» с указанием страниц, с которых начинается каждый раздел.

Первые листы «Введения» и каждого раздела должны быть выполнены с основной надписью № 1, остальные листы – с надписью № 2 (приложения 2 и 3).

Во введении необходимо кратко изложить историю развития электротехники, ее роль в современном обществе. Разделом следует считать каждую задачу; на первом листе раздела размещается содержание задачи, на последующих – ее решение с необходимыми схемами и таблицами.

Каждое действие, выполняемое при решении задачи, должно сопровождаться пояснениями. Формулы размещаются в тексте отдельной строчкой, даются сначала в общем виде со ссылкой на источник, из которого они взяты; используемые в них буквенные обозначения и символы расшифровываются с указанием их размерностей. Каждая формула нумеруется.

Литература, из которой взята формула, указывается в скобках в виде числа, соответствующего ее номеру в перечне литературы.

Пример:

Падение напряжения на активном сопротивлении в соответствии с законом Ома находится по формуле 1.1.5 [2]

U1 = I1R1, (1)

где U1 – напряжение, (В)

I1 – ток через сопротивление, (А)

R1 – сопротивление, (Ом).

Расчеты производятся с точностью до второго-третьего знака после запятой; для записи многозначных чисел следует использовать показательную форму, а также применять общепринятые кратные (кило, мега) и дольные величины (санти, милли, микро).

Пример:

U1 = 36 х 258 = 9288 В = 9,23 х 10 В = 9,23 кВ.

Рисунки, схемы, диаграммы должны выполняться карандашом с применением чертежных инструментов; под каждым рисунком размещается его порядковый номер и название.

Электрические схемы вычерчиваются с использованием условных обозначений их элементов, установленных ГОСТами.

Все страницы записки нумеруются, начиная с «Содержания».

Графическая часть работы, состоящая из топографических диаграмм, векторных диаграмм токов и напряжений, выполняется на листах миллиметровой бумаги формата А3 или А4, подшиваемых в конце записки. Масштабы для токов, напряжений, других величин, принятые при построении векторных диаграмм, должны быть такими, чтобы обеспечивалась достаточная наглядность

диаграммы, а лист, на котором она построена, был занят диаграммой не менее чем на две трети.

 

 

Задание на курсовую работу

Задание на курсовую работу состоит из четырех задач. В задачах № 1 и № 2 предусмотрен расчет электрических цепей постоянного тока; в задаче № 3 – расчет электрической цепи однофазного сунусоидального тока; в задаче № 4 - расчет электрической цепи трехфазного сунусоидального тока.

Задача № 1

Определить ток I3через сопротивлениеR3приведенной на рис. 1 схемы, используя методы:

1) эквивалентных преобразований;

2) эквивалентного генератора (активного двухполюсника);

3) узловых потенциалов;

4) суперпозиции (наложения).

Данные для расчета взять из таблицы 1.

 

 

 

Рис.1. Схема к задаче 1.

 

Таблица 1 - Данные элементов схемы на рис. 1

Вариант	ЭДС, В	Сопротивления, Ом
Е1	Е2	R1	R2	R3

 

Продолжение таблицы 1

Задача № 2

Для обобщенной цепи постоянного тока, приведенной на рисунке 2, требуется выполнить следующее:

1) пользуясь данными таблицы, составить расчетную схему электрической цепи;

2) найти токи во всех ветвях, используя для расчета схемы метод контурных токов;

3) записать систему уравнений Кирхгофа, необходимых для определения токов во всех ветвях схемы и выполнить проверку расчета цепи методом контурных токов;

4) выделить в схеме три сопротивления, включенные по схеме треугольника, и

заменить их эквивалентным соединением по схеме звезды;

5) рассчитать напряжение между точками А и В схемы;

6) составить баланс мощностей для исходной схемы.

Рис.2. Исходная схема к задаче 2.

 

Таблица 2 -Данные пассивных элементов и источников питания схемы на рис. 2

 

Вариант

Значения параметров элементов схемы

Сопротивления, Ом

Напряжения, В

Токи, А

R1

R2

R3

R4

R5

R6

Е1

Е2

Е3

Е4

Е5

E6

J1

J2

J3

J4

J5

J6

Продолжение таблицы 2

 

 

Задача № 3

Для сложной схемы, данной на рисунке 3 и состоящей из источников ЭДС и тока, активных, индуктивных и емкостных сопротивлений

1) составить расчетную схему в соответствии с данными своего варианта;

2) найти линейную частоту;

3) определить действующие значения токов во всех ветвях схемы и напряжения на всех комплексных сопротивлениях и каждом пассивном элементе;

4) определить полную, активную и реактивную мощности каждого источника электроэнергии и всех действующих в цепи источников;

5) составить баланс активных мощностей;

6) записать уравнения мгновенных значений ЭДС для источников ЭДС;

7) построить векторные диаграммы токов и напряжений.

 

Рис. 3. Схема к задаче 3.

 

Параметры пассивных элементов схемы даны в таблице 3; параметры источников питания – в таблице 4.

 

Таблица 3 - Параметры элементов схемы на рис. 3

 

Ва риант

Активные сопротивления, Oм

Индуктивности, мГн

Емкости, мкФ

R1

R2

R3

R4

R5

R6

L1

L2

L3

L4

L5

L6

С1

С2

С3

С4

С5

С6

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

 

Продолжение таблицы 3

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

--

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

-

 

 

Таблица 4 - Параметры источников тока и напряжения

 

Ва ри-ант	Амплитудное значение эдс Е, В; начальная фаза, град.	Амплитудное значение тока J, А; начальная фаза, град.	Угловая частота , рад/с
Еm1	Еm2	Еm3	Еm4	Еm5	Еm6	Jm1	Jm2	Jm3	Jm4	Jm5	Jm6
	14,5	-55	-	-	-	-	-	-	5,5	-	-	-
	16,5 -75	-		-	-	-	-	-	-	-	4,25	-
	18,5	-	-	-25	-	-	-	-	-	-	3,75	-
	20,5	-	-	-		-	-	-	-	-55	-	-

 

Продолжение таблицы 4

	22,5	-	-	-	-		-	1,5 -75	-	-	-	-
	-	-80		-	-	-	-	-	-	-	5,25	-
	-		-		-	-	4,75 -40	-	-	-	-	-
	-		-	-		-	-	-	-60	-	-	-
	-	24,5	-	-	-	-10	-	-	-	-	5,5	-
		-10	-	-	-	-	-	-	-	-	-
	-	-	19,5		-	-	5,75 -45	-	-	-	-	-
	-	-	21,5	-	-65	-		-	-	-	-	-
	-	-		-	-		-	4,5 -90	-	-	-	-
	10,5 -15	-		-	-	-	-	-	-		-	-
	-	12,5 -35		-	-	-	-	-	-	1,5	-	-
	-	-	-			-	-	-70	-	-	-	-
	-	-	-	23,5	-		3,5 -85	-	-	-	-	-
	-20	-	-		-	-	-	-		-	-	-
	-		-	-40	-	-	-	-	-	2,5	-	-
	-	-	-60		-	-	-	-	-	-	-	1,25
	-	-	-	-		-80	-	-	-	-	-	2,5
	11,5	-	-	-	-25	-	-		-	-	-	-
	-	13,5 -45	-	-		-	-	-	-	-	-	3,5
	-	-	15,5 -65	-		-	-	1,25	-	-	-	-
	-	-	-	17,5	-85	-	1,75	-	-	-	-	-
	-30	-	-	-	-		-	-	-		-	-

Продолжение таблицы 4

	-	-	-	-		-50	-		-	-	-	-
	-	-	-	-90	-		-	2,75	-	-	-	-
	-	-		-	-	-70	3,25	-	-	-	-	-
	-	-50	-	-	-		7,5	-	-	-	-	-
	14,5	-45	-	-	-	-	-	-	5,5	-	-	-
	16,5 -75	-		-	-	-	-	-	-	-	4,25	-
	28,5	-	-	-25	-	-	-	-	-	-	3,75	-
	20,5	-	-	-		-	-	-	-	-55	-	-
	22,5	-	-	-	-		-	1,5 -75	-	-	-	-
	-	-80		-	-	-	-	-	-	-	5,25	-
	-		-		-	-	4,75 -40	-	-	-	-	-
	-		-	-		-	-	-	-60	-	-	-
	-	24,5	-	-	-	-20	-	-	-	-	5,5	-
		-10	-	-	-	-		-	-	-	-
	-		-	-		-	-	-	-	4,25	-	-
	-	-	-25	-	-	-	-	-	-	3,75	-	-
	-	-	-		-	-20	-	-	-55	-	-	-
	-	-	-	-		-	1,5 -75	-	-	-	-	-
	-80			-	-	-	-	-	-	5,25	-	-
		-		-	-	4,75 -40	-	-	-	-	-	1,5
		-			-	-	-	-60	-	-	-	-
	24,5	-	-	-10	-10	-	-	-	-	5,5	-	-

 

Продолжение таблицы 4

	20,5	-	-	-		-	-	-	-	-55	-	-
	22,5	-	-	-	-		-	1,5 -75	-	-	-	-

Задача № 4

 

Трехфазный приемник электрической энергии соединен звездой и включен в четырехпроводную сеть трехфазного тока с линейным напряжением Uл.

Сопротивления фаз приемника: активные - RА, RВ, RС; индуктивные - XLА, XLВ, XLС; емкостные - XСА, XСВ, XСС; сопротивления нулевого провода: активное – R0, индуктивное - X0, - даны в таблице 5.

Определить:

напряжение смещения нейтрали

а) при наличии нулевого провода;

б) при обрыве нулевого провода;

2) напряжение на каждой фазе приемника

а) при наличии нулевого провода;

б) при обрыве нулевого провода;

3) при наличии нулевого провода

а) фазные, линейные токи и ток в нулевом проводе;

б) активную, реактивную и полную мощности каждой фазы и всей цепи;

в) коэффициент мощности каждой фазы и всей цепи.

Построить:

а) векторную диаграмму токов и напряжений для цепи с неповрежденным нулевым проводом;

б) векторную диаграмму токов и напряжений для цепи с оборванным нулевым проводом

в) топографическую диаграмму напряжений при обрыве нулевого провода.

 

Таблица 5 - Данные к задаче 4

 

Вари-ант	Задаваемые величины
Напря-жение, В	Сопротивления
Фаза А	Фаза В	Фаза С	Нулевой провод
RА, Ом	XLАОм	XСА Ом	RВ Ом	XLВ Ом	XСВ Ом	RС Ом	XLС Ом	XСС Ом	R0 Ом	X 0 Ом
											0,6	0,8
											0,8	0,6
											0,6	0,8
											0,8	0,6
											0,6	0,8
											0,8	0,6
											0,6	0,8
											0,8	0,6
											0,6	0,8
		1234Следующая ⇒ Поделиться с друзьями: Дата добавления: 2016-12-31; Мы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 512 | Нарушение авторских прав Поиск на сайте: Лучшие изречения: Начинайте делать все, что вы можете сделать – и даже то, о чем можете хотя бы мечтать. В смелости гений, сила и магия. © Иоганн Вольфганг Гете ==> читать все изречения... 1513 - | 1350 - © 2015-2024 lektsii.org - Контакты - Последнее добавление

Ген: 0.085 с.