Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Скачиваний:
0
Добавлен:
26.02.2023
Размер:
400.55 Кб
Скачать

2896

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ «ЛИПЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра электрооборудования

В.И. БОЙЧЕВСКИЙ А.Н. ШПИГАНОВИЧ А.В. БОЙЧЕВСКИЙ

АНАЛИЗ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ ОДНОФАЗНЫХ И ТРЁХФАЗНЫХ

ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ СИНУСОИДАЛЬНОГО ТОКА

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ И КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ К КУРСОВОЙ РАБОТЕ №1

ПО ДИСЦИПЛИНЕ «ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОТЕХНИКИ»

Липецк

Липецкий государственный технический университет

2019

УДК 621.31 (07)

Б779

Рецензент: д-р техн. наук, проф. Мещеряков В.Н.

Бойчевский, В.И.

Б779 Анализ электрического состояния однофазных и трёхфазных электричес-

ких цепей синусоидального тока [Текст]: метод. указ. и контрольные задания к кур-

совой работе №1 по дисциплине «Теоретические основы электротехники / В.И. Бой-

чевский, А.Н. Шпиганович, А.В. Бойчевский. – Липецк: Изд-во Липецкого госу-

дарственного технического университета, 2019. – 27 с.

Содержат 120 вариантов, скомпонованных из 41 различной расчетной схемы, и исходных данных к ним, а также краткие указания к выполнению кур-

совой работы № 1 по дисциплине «Теоретические основы электротехники».

Предназначено для студентов очной, очно-заочной и заочной форм обучения по направлению подготовки 13.03.02 «Электроэнергетика и электротехника».

Табл. 2. Ил. 41. Библиогр.: 9 назв.

© ФГБОУ ВО «Липецкий государственный технический университет», 2019

2

1. Общие сведения

Тематика курсовой работы охватывает основные положения разделов

«Линейные электрические цепи синусоидального тока с сосредоточенными па-

раметрами», «Методы расчета линейных электрических цепей синусоидального тока с сосредоточенными параметрами», «Круговые и линейные диаграммы», «Электрические цепи с взаимной индуктивностью» и «Трёхфазные электриче-

ские цепи» учебной дисциплины «Теоретические основы электротехники» [1-8].

Курсовая работа состоит из трёх частей.

В первой части (раздел 2.1) осуществляется анализ однофазной электри-

ческой цепи синусоидального тока без индуктивных связей.

Во второй части (раздел 2.2) рассчитывается электрическая цепь сину-

соидального тока с индуктивно связанными элементами.

В третьей части (раздел 2.3) анализируется трёхфазная цепь, соединенная по схеме «звездазвезда» без нулевого провода.

Расчетные схемы с исходными данными к курсовой работе представлены:

по первой и второй частям работы – в табл. 1 и на рис. 1-40; по третьей части – в табл. 2 и на рис. 41.

Выполняется курсовая работа в соответствии с выданным преподавателем вариантом, который состоит из цифры (от 1 до 40) и буквы (« k », « n », « m »).

При этом для первой и второй частей курсовой работы по цифре определяются параметры расчетной схемы (графы 1-20 в табл. 1), а по букве – номер рисунка расчетной схемы. Для третьей части курсовой работы по цифре определяется модуль линейного напряжения трёхфазного источники питания, а по букве – соп-

ротивления нагрузок в фазах « a », « b » и « c » (см. табл. 2).

2.Задание на курсовую работу

2.1.Для заданной (согласно варианту) электрической схемы, считая, что

3

индуктивная связь между катушками индуктивности отсутствует, а коммута-

тор К замкнут, необходимо:

а) на основании непосредственного применения законов Кирхгофа составить в общем виде систему уравнений для расчета токов во всех ветвях электрической це-

пи, записав её в двух формах – дифференциальной и символической;

б) определить комплексы действующих значений токов во всех ветвях элек-

трической цепи методом узловых потенциалов;

в) построить векторно-топографическую диаграмму напряжений и токов;

г) построить круговую диаграмму для тока, протекающего через один из пас-

сивных элементов электрической цепи, при изменении модуля его сопротивления от нуля до бесконечности (пассивный элемент с изменяющимся сопротивлением отме-

чен на расчетной схеме стрелкой).

2.2. Для исследуемой в пункте 2.1 электрической схемы, считая, что ком-

мутатор К разомкнут, а между катушками индуктивности существует индук-

тивная связь, определяемая коэффициентами связи К1-2, К1-3 и К2-3 (см. табл. 1,

графы 18-20), определить комплексы действующих значений токов во всех ветвях электрической цепи методом контурных токов.

2.3. Для электрической схемы (рис. 41), параметры которой приведены

(согласно заданному варианту) в табл. 2, рассчитать и построить совмещенную векторно-топографическую диаграмму фазных и линейных напряжений и токов на трёхфазной нагрузке, указав на ней напряжение смещения нейтрали.

3.Методические указания к выполнению курсовой работы

3.1.Отчетная документация по курсовой работе оформляется в виде по-

яснительной записки в соответствии с требованиями, изложенными в [7], и

должна включать в себя: титульный лист; задание на курсовую работу; аннота-

цию; оглавление; основную часть, состоящую из разделов отражающих основ-

ное содержание работы; список использованных источников.

4

Таблица 1

Исходные данные к первой и второй частям курсовой работы

 

В

Номер рисунка

 

 

 

 

 

 

Параметры расчетной схемы

 

 

 

 

 

 

 

А

расчетной схемы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Р

 

 

 

Е1m

Е2m

Im

ΨЕ1

ΨЕ2

ΨIm

f

R1

R2

R3

R4

L1

L2

L3

C1

C2

C3

 

 

 

 

И

 

 

 

К1-2

К1-3

К2-3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k

n

m

 

 

 

град.

град.

град.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А

В

В

В

Гц

Ом

Ом

Ом

Ом

мГн

мГн

мГн

мкФ

мкФ

мкФ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Н

 

 

 

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

 

Т

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

15

30

112,8

225,6

14,1

175

40

-155

50

11

8

14

6

100

58

35

75

140

205

0,84

0,72

0,35

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

2

16

31

84,6

105,8

7,05

35

-75

165

50

9

18

12

16

30

65

50

98

200

105

0,25

0,42

0,52

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

3

17

32

98,7

282

15,51

-160

110

-35

50

17

11

16

9

90

35

75

110

170

85

0,50

0,17

0,44

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

4

18

33

70,5

1,65

4,32

285

15

170

50

13

6

5

8

70

30

85

290

250

165

0,84

0,55

0,32

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

5

19

34

141

04,5

12,69

65

-135

160

50

14

17

11

13

80

70

55

185

275

125

0,43

0,37

0,70

5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

6

20

35

56,4

70,5

2,82

-225

295

65

50

10

7

8

18

65

45

30

90

300

200

0,74

0,22

0,16

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

7

21

36

126,9

268

8,46

195

60

-55

50

18

15

19

12

85

82

90

165

80

130

0,24

0,88

0,56

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8

8

22

37

91,65

49,4

5,65

-45

115

70

50

8

10

15

17

45

115

65

120

125

110

0,19

0,75

0,33

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

9

23

38

169,2

253,8

11,28

80

-160

-20

50

12

9

10

14

55

26

45

65

160

260

0,30

0,57

0,18

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10

10

24

39

77,6

134

6,35

140

30

245

50

7

12

9

5

35

50

25

140

110

280

0,85

0,42

0,74

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11

11

25

40

197,4

11,5

9,87

255

-60

55

50

15

26

17

11

75

68

80

210

90

300

0,38

0,40

0,62

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12

12

26

1

42,3

63,5

4,94

325

145

80

50

6

13

19

10

25

75

40

240

145

170

0,58

0,28

0.46

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13

13

27

2

183,3

249,7

16,92

25

230

-75

50

16

5

13

15

95

55

100

130

180

250

0,77

0,38

0,26

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

14

14

28

3

28,2

225,6

3,53

160

-100

45

50

5

14

18

7

72

48

60

130

150

120

0,64

0,53

0,90

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Продолжение табл. 1

Исходные данные к первой и второй частям курсовой работы

 

В

Номер рисунка

 

 

 

 

 

 

Параметры расчетной схемы

 

 

 

 

 

 

 

А

расчетной схемы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Р

 

 

 

Е1m

Е2m

Im

ΨЕ1

ΨЕ2

ΨIm

f

R1

R2

R3

R4

L1

L2

L3

C1

C2

C3

 

 

 

 

И

 

 

 

К1-2

К1-3

К2-3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

k

n

m

 

 

 

град.

град.

град.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А

В

В

В

Гц

Ом

Ом

Ом

Ом

мГн

мГн

мГн

мкФ

мкФ

мкФ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Н

 

 

 

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

 

Т

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

15

15

29

4

225,6

282

11,28

250

-80

160

50

6

11

9

16

84

62

28

300

240

135

0,32

0,74

0,63

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

16

16

30

5

105,8

42,3

7,05

35

150

-45

50

16

8

12

5

38

54

36

86

120

220

0,84

0,56

0,32

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

17

17

31

6

282

126,9

16,92

-25

115

180

50

9

7

15

11

74

25

40

250

280

160

0,92

0,28

0, 44

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

18

18

32

7

70,5

77,6

2,82

105

-65

225

50

8

15

13

9

40

35

75

350

160

300

0,18

0,52

0,76

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

19

19

33

8

204,5

169,2

9,87

10

90

-60

50

13

12

14

17

62

45

50

78

140

100

0,88

0,61

0,22

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6

20

20

34

9

91,65

112,8

4,32

130

-20

70

50

4

3

10

12

96

70

15

100

380

190

0,28

0,80

0,53

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

21

21

35

10

268

338,4

15,51

-60

215

50

50

15

10

7

14

58

80

60

125

180

95

0,64

0,16

0,82

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

22

22

36

11

49,4

197,4

3,53

270

-90

-15

50

7

9

8

10

28

30

55

176

250

260

0,49

0,34

0,91

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

23

23

37

12

253,8

310,2

12,69

-70

45

-50

50

12

20

11

8

86

90

33

115

320

85

0,52

0,90

0,17

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

24

24

38

13

77,6

56,4

5,65

25

-30

110

50

11

12

4

7

46

48

80

160

170

320

0,74

0,48

0,24

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

25

25

39

14

211,5

352,5

8,46

-80

110

80

50

5

14

16

13

78

20

44

110

300

150

0,16

0,70

0,38

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

26

26

40

15

63,5

105,8

4,94

130

-65

150

50

10

4

6

15

20

50

85

350

290

340

0,26

0,50

0,76

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

27

27

1

16

249,7

225,6

14,1

230

-35

45

50

18

13

5

6

65

46

22

190

150

330

0,38

0,83

0,42

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Окончание табл. 1

 

 

 

 

 

 

Исходные данные к первой и второй частям курсовой работы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В

Номер рисунка

 

 

 

 

 

 

Параметры расчетной схемы

 

 

 

 

 

 

 

расчетной схемы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

А

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Р

 

 

 

Е1m

Е2m

Im

ΨЕ1

ΨЕ2

ΨIm

f

R1

R2

R3

R4

L1

L2

L3

C1

C2

C3

 

 

 

 

И

 

 

 

К1-2

К1-3

К2-3

 

k

n

m

В

В

В

град.

град.

град.

Гц

Ом

Ом

Ом

Ом

мГн

мГн

мГн

мкФ

мкФ

мкФ

 

А

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Н

 

 

 

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

 

Т

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

28

28

2

17

282

112,8

12,69

-15

180

-90

50

10

12

11

8

70

65

52

80

260

115

0,22

0,74

0,38

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

29

29

3

18

42,3

84,6

2,82

20

135

-25

50

8

15

7

13

58

22

38

95

240

135

0,44

0,26

0,66

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

30

30

4

19

126,9

98,7

9,87

190

-30

170

50

7

13

15

6

94

53

72

200

150

250

0,62

0,35

0,22

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

31

31

5

20

77,6

98,7

3,53

120

40

-60

50

13

14

12

15

26

60

80

220

120

210

0,14

0,64

0,52

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

32

32

6

21

310,2

141

16,92

-30

265

60

50

15

10

9

7

84

30

47

340

320

160

0,36

0,54

0,80

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7

33

33

7

22

112,8

56,4

4,94

150

215

-30

50

6

7

10

12

32

75

63

135

290

100

0,58

0,16

0,32

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

34

34

8

23

338,4

126,9

11,28

45

-10

120

50

11

9

14

18

68

40

20

185

200

225

0,72

0,41

0,58

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

35

35

9

24

197,4

91,65

7,05

-90

160

-30

50

9

21

17

10

120

50

90

145

300

95

0,90

0,33

0,64

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

36

36

10

25

169,2

126,9

14,1

110

-15

225

50

17

16

13

6

44

35

20

75

190

180

0,28

0,48

0,28

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

37

37

11

26

56,4

77,6

4,32

60

120

-130

50

12

17

3

16

110

20

75

45

90

230

0,84

0,73

0,32

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

38

38

12

27

352,5

197,4

15,51

-75

245

40

50

14

5

6

9

52

80

40

150

165

330

0,68

0,46

0,82

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

39

39

13

28

105,8

42,3

5,65

35

110

-80

50

5

8

4

11

115

45

28

80

110

300

0,42

0,67

0,28

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

40

40

14

29

225,6

183,3

8,46

-85

65

195

50

16

11

12

17

65

90

50

260

140

120

0,34

0,58

0,77

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R1

 

 

e1(t)

С2

 

R2

 

R4

 

 

 

 

 

 

 

 

І(t)

С3

К

 

 

 

 

 

 

 

L1

 

*

L3

*

 

 

*

С1

L2

e2(t)

 

R3

 

 

 

Рис. 1. Расчетная схема

 

 

 

*

 

L1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

*

 

R1

С1

 

 

 

 

L2

L3

К

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

*

 

 

 

 

 

 

 

R4

e1(t)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R

2

 

 

 

 

С3

І(t)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С2

 

e2(t)

R3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 2. Расчетная схема

 

 

 

 

L2

*

 

R4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

К

 

 

 

 

 

 

 

e1(t)

 

С2

 

 

 

І(t)

e2(t)

 

 

 

 

 

R3

 

 

С1

 

 

 

 

 

 

 

R2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L1

 

 

 

 

 

 

 

 

R1

 

 

 

 

 

 

 

 

*

 

 

С3

 

 

*

L3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 3. Расчетная схема

 

8

С1 R1

e1(t)

К

e2(t)

*L1

С2

 

*

 

 

L2

І(t)

 

 

R2

 

 

 

L3

R4

 

 

R3

*

 

С3

 

Рис. 4. Расчетная схема

 

 

С1

 

 

L1

 

R1

 

*

*

 

 

 

 

 

 

R4

 

L3

 

 

 

І(t)

R2

К

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L2

 

e2(t)

 

 

 

 

 

e1(t)

*

С2

С3

 

 

 

 

 

R3

 

 

 

Рис. 5. Расчетная схема

 

 

 

R3

 

 

 

 

 

 

К

e2(t)

 

С1

 

 

 

 

*

 

 

 

С3

L1

 

 

 

 

 

 

R4 І(t)

 

 

 

R1

С2

 

L2

 

 

 

*

 

 

 

 

 

 

R2

 

L3 *

 

 

 

 

 

 

e1(t)

 

 

Рис. 6. Расчетная схема

9

R1

R2

L1 *

e1(t)

С1

С2

L2

*

 

 

 

К

 

 

 

С3

І(t)

 

 

R4

 

L3 *

e2(t)

 

 

 

R3

Рис. 7. Расчетная схема

 

*

L3

R2

С2

 

 

 

 

 

 

*

e2(t)

 

 

 

 

 

 

К

І(t)

L1

R1

 

 

 

 

 

 

 

e1(t)

С1

 

С3

 

 

R4

 

L2

 

 

*

R3

 

 

 

 

Рис. 8. Расчетная схема

 

 

 

*

L2

 

R4

 

 

 

 

 

 

 

 

L1

 

 

 

 

 

 

*

С1

 

І(t)

 

С3

e1(t)

 

 

 

L3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

*

 

R3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

R1 К

 

 

 

 

 

 

 

R2

 

 

e2(t)

 

С2

 

 

 

 

 

Рис. 9. Расчетная схема

10

Соседние файлы в папке новая папка 1