МИНИСТЕРСТВОСЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА
РОССИЙСКОЙФЕДЕРАЦИИ
ДЕПАРТАМЕТКАДРОВОЙ ПОЛИТИКИ И ОБРАЗОВАНИЯ
РОССИЙСКИЙГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ ЗАОЧНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Инженерныйфакультет
Кафедраэлектрооборудования и автоматики
КОНТРОЛЬНАЯРАБОТА
по предмету «Электротехникаи электроника»
Москва, 2010
Задача 1
Вычертить схему ирассчитать основные электрические параметры однополупериодного выпрямителя сактивным сопротивлением нагрузки Rн при питании от источника синусоидальногонапряжения U:
1. Среднее значение выпрямленногонапряжения и тока Uнср Iн ср.
2. Среднюю мощность нагрузочногоустройства Рн ср.
3. Амплитуду основной гармоникивыпрямленного напряжения U ОСН m.
4. Коэффициент пульсаций р выпрямленногонапряжения.
5. Действующее значение тока нагрузки I.
6. Полную мощность S источника питания.
7. Активную мощность Р в сопротивлениинагрузки.
8. Коэффициент мощности выпрямителя.
/>
Дано: U=40 В, Rн=5 ом.
Определить: Uн.ср, Iн.ср, Uосн.м,р, I, S, P, cosφ.
Решение:
1. Среднее значениевыпрямленного напряжения
/>
Среднее значениевыпрямленного тока
/>
2. Средняя мощностьнагрузочного устройства
/>
3. Амплитуда основнойгармоники выпрямленного напряжения
/>
4. Коэффициент пульсации
/>
5. Действующее значениетока нагрузки
/>
6. Полная мощностьисточника питания
/>
7. Активная мощность всопротивлении нагрузки
/>
8. Коэффициент мощностивыпрямителя
/>
Задача 2
Трехфазный асинхронныйдвигатель с короткозамкнутым ротором включен в сеть на номинальное напряжение380В.
Определить:
1. Номинальный ток Iн.
2. Номинальныймомент Мн.
3. Пусковой ток Iпуск, пусковой момент Мпуск имаксимальный Ммакс моменты.
4. Мощность Р1потребляемую двигателем из сети при номинальной нагрузке.
5. Полные потери вдвигателе при номинальной нагрузке.
6. Построитьмеханическую характеристику двигателя n=f(M).
7. С учетомкаталожных данных нанести на график механической характеристики двигателяпусковой, максимальный и номинальный моменты и уточнить характеристику.
Трехфазный асинхронныйдвигатель 4а132М4 с короткозамкнутым ротором имеет следующие данные:
— кратность максимальногомомента Ммах/Мн=3,0
— номинальное напряжение Uн=380 В
— мощность на валу двигателяРн=11 кВт
— коэффициент мощности cosφ=0,87
— коэффициент полезногодействия ηн=87,5%
— номинальное скольжение sн=2,9%
— критическое скольжение sкр=19,5%
— кратность пусковоготока Iпуск/Iн=7,5
— кратность пусковогомомента Мпуск/Мн=2,2
Задание:
1. Определитьноминальный ток, номинальный момент, пусковой ток, пусковой и максимальныймоменты; мощность, потребляемую двигателем из сети; полные потери в двигателе;построить механическую характеристику
Решение:
1. Номинальный токдвигателя
/>
2. Номинальный момент
/>
где />
3. Пусковой ток
/>
Пусковой момент
/>
Максимальный момент
/>
4. Мощность, потребляемаяиз сети
/>
5. Полные потери вдвигателе
/>
6. Механическуюхарактеристику двигателя строим по упрощенной формуле Клосса:
/>,
где s=0,01;0,2;0,4;0,6;0,8;1
Таблица 1 – Данные дляпостроения механической характеристикиВеличина Ед.изм Скольжение 0,01 0,2 0,4 0,6 0,8 1 0,029 0,195 М Нм 22 216,3 170,4 127,2 99,5 158,7 63 216,4
n2 об/мин 1485 1200 900 600 300 1457 1208
/>
Рисунок 2 – Механическаяхарактеристика двигателя
Задача 3
Однофазный трансформаторимеет следующие номинальные данные: мощность Sн; высшее напряжение U1Н; низшеенапряжение U2н.
Кроме того, заданывеличины: мощность потерь холостого хода Р0; процентное значениенапряжения короткого замыкания uк=5%; коэффициент мощности прикоротком замыкании cos />; коэффициент мощности вторичнойобмотки />.
Определить:
1. Номинальные токи I1н и I2н.
2. Коэффициент трансформацииk.
3. Коэффициентполезного действия трансформатора />призначениях коэффициента нагрузки />=0,1;0,5; 0,75; 1; 1,25.
4. Построить графикзависимости />
Однофазный двухобмоточныйтрансформатор включен в сеть с напряжением Uн при схеме соединения Y/Yн.
Дано: Полная мощность SH=20 кВА,
Первичное линейноенапряжение U1H=10 kB,
Вторичное линейноенапряжение U2H=0,4 kB,
Напряжение короткогозамыкания UК=5%,
Мощность потерь холостогохода p0=220 Вт,
Коэффициент мощности cosφ=0,8
Коэффициент мощности прик.з. cosφ1к=0,55.
1. определить номинальные токи вобмотках, коэффициент трансформации.
2. Построить зависимость КПДтрансформатора от нагрузки η=f(β).
Решение:
1. Коэффициент трансформации
/>=10/0,4=25
2. Силы номинальных токов в обмотках трансформатора:
первичной I1н =/>=20/(1,73·10)=1,16А;
вторичной I2н = />=20/(1,73/>0,4) = 28,9 А.
3. Для построения графиков /> вычисляемКПД для ряда значений коэффициента нагрузки />,равных 0,25; 0,5; 0,75; 1,0 и /> при cos/>=0,83 и U1=const по формуле:
/>
где Рк=Uк Iк cosφ1к=500*1.16*0,55=319 Вт
Uк=(U1Ф/100%)*Uк%=(10000/100)*5=500 В
Результаты расчетов сводим в таблицу:
/> η
0,1
0,5
0,75
1
0,88
0,96
0,97
0,967
/>
Рисунок 3 – График зависимости КПД от коэффициента загрузки
По значениям /> и КПД строимграфики зависимости КПД от коэффициента загрузки (рисунок 3).
Литература
1. Касаткин А.С.,Немцов М.В. Электротехника. М.: Высш. школа. 1999.
2. Иванов И.И.,Лукин А.Ф., Соловьев Г.И. Электротехника. Основные положения, прмеры и задачи.Серия «Учебники для вузов. Специальная литература» — СПб.:Издательство «Лань», 1999.
3. Иванов И.И.,Равдоник В.С. Электротехника. М.: Высшая школа, 1984.
4. Борисов Ю.М.,Липатов Д.Н., Зорин Ю.Н. Электротехника. М.: Энергоатомиздат, 1985.
5. Справочноепособие по электротехнике и основам электроники / под ред. В.Г. Герасимова. М.:Высш. школа, 1987.