Добавил:

inrad Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники

Предмет:

Элементы и устройства систем управления

Файл:

ЭиУСУ

.docx

Скачиваний:

Добавлен:

01.04.2014

Размер:

99.8 Кб

Скачать

☆

Двигатель постоянного тока

Дано:

Номинальная мощность P_н=90 кВт.

Номинальное напряжение U_н=220 В.

Номинальный ток якоря I_ан=430 А.

Номинальная частота вращения n_н=1450 об/мин

Сопротивление обмотки якоря r_а=0.02 Ом

Номинальный ток цепи возбуждения I_вн=3.5 А.

Решение:

Найдем потери меди в номинальном режиме:

=4468 Вт

Найдем мощность, потребляемую двигателем в номинальном режиме:

=95370 Вт

Суммарные потери в номинальном режиме:

=5370 Вт

Постоянные потери

=1672 Вт

Угловая номинальная скорость двигателя:

=151.844 рад/c

Номинальный момент:

=592.714 Н.м

ЭДС в номинальном режиме:

=211.4 В

Электромагнитный номинальный момент:

=598.654 Н.м

Момент холостого хода:

=5.94 Н.м

Ток холостого хода двигателя:

=4.267 А.

КПД двигателя при номинальной нагрузке:

=0.944

Механические характеристики n(M) строим по двум точкам:

А) при отсутствии R_д

1) при M₁ = 0.1*M_n=59.271 Н.м

=46.84 А

Ток якоря:

=1502.562 об/мин

Частота вращения:

2) При M₂=1.5*M_n=889.071 Н.м

=642.867 А

Ток якоря:

=1420.799 об/мин

Частота вращения:

Б) при дополнительном сопротивлении R_д

=0.04 Ом

При М₁=01*М_н=59.271 Н.м

Частота вращения:

=1489.711 об/мин

2) При M₂=1.5*M_n=889.071 Н.м

Частота вращения:

=1244.421 об/мин

При М=0.6*М_н=355.628 Н.м

=1402.107 об/мин

Частота вращения:

Однофазный двухобмоточный трансформатор

Дано:

Напряжение первичной обмотки трансформатора U₁=220 В

Напряжение вторичной обмотки трансформатора U₂=320 В

Ток вторичной обмотки трансформатора I₂=0.16 A

Частота f= 400 Гц

Решение:

1. Мощность трансформатора

=51.2 ВА

Ток первичной обмотки

=0.233 А

2. Выбор сердечника

Принимаем стержневой ленточный магнитопровод

Амплитуда магнитной индукции для горячекатных электротехнических сталей при f=400 Гц , B_m=1.1 Тл

Плотность тока для стали Э340 толщиной 0.15 мм и для стержневого ленточного магнитопровода j_cp=5.2 А/мм²

Коэффициент заполнения стали для ленточных сердечников K_cm= 0.93

Коэффициент заполнения окна для стержневых ленточных сердечников при f=400 Гц , К_ok=0.22

Конструктивная величина для магнитопровода

=4.927 см⁴

S_cm=1.01 см² S_ok=5 см²

Выбираем сердечник ПЛ 10x12,5x40. Масса магнитопровода G_см=0.114 кг

3. Определим число витков

Относительное падение напряжения для стержневых ленточных магнитопроводов при f=400 Гц и мощности S>50 BA ΔU₁=3%

=213,4 В

ЭДС первичной обмотки

=1162,932

Число витков первичной обмотки:

Относительное падение напряжения для стержневых ленточных магнитопроводов при f=400 Гц и мощности S>50 ВА ΔU₂=4%

_E₂₌_U_2(1-_Δ_U_{2)=307.2
В.}

ЭДС вторичной обмотки :

=1674,099

Число витков вторичной обмотки:

Магнитопровод ленточный стержневой конструкции.

4. Определим параметры обмоток трансформатора

а) активное сопротивление:

=122,224 Ом

б) индуктивность:

=0,008 Гн

=0,031 Вт

Потери в меди обмоток:

Удельные потери в сердечнике при f=400 Гц p_cm=20 Вт/кг

=2.28 Вт

Потери в стали –

Ток в первичной обмотке при холостом ходе :

=0.01 А

Процентное значение:

=0,043%

5. Сечение проводов по экономической плотности токов при -

=0,045 мм²

=0,031 мм²

=0,24 мм.

=0,199 мм.

Диаметры проводов:

Выбираем марку провода ПЭВ-1.

Проверяем размещение обмотки в окне.

Площадь сечения проводов обмоток

=104,299 мм²

=2.109

Коэффициент заполнения окна:

6. Суммарные потери в трансформаторе при номинальной нагрузке

=2,311 Вт

КПД трансформатора при активной нагрузке

=0,956

7. Температура перегрева трансформатора:

Где коэффициент теплоотдачи трансформатора

α=12 Вт/м².град

поверхность охлаждения катушек для трансформаторов стержневого типа

м²

Поверхность охлаждения магнитопровода

м²

=5,4 х 10^-3

Общая поверхность охлаждения, м²

=35,664 град

Температура перегрева трансформатора :

При любой температуре окружающей среды при перегреве ΔT=35.664 град

температура не превысит допустимой для изоляции проводов ПЭВ-1 Т_доп=105 С

8. Потери на гистерезис пропорциональны частоте, потери на вихревые токи пропорциональны квадрату частоты. При неименном напряжении и конструкции в сердечнике не изменятся. При f₂=50 Гц удельные потери в стали снизятся до P_ст=3.5 Вт/кг, потери в стали -dP_ст2=P_ст2*G_ст=3,5*0,114=0,399 Вт

Т.к. конструктивная величина меньше в 8 раз, при работе с частотой f₂=50 Гц

Произойдет повышение плотности тока, увеличатся потери в меди.

Трехфазный асинхронный двигатель с фазным ротором

Дано:

Номинальное линейное напряжение U_n=220 B.

Сопротивление фаз обмоток R₁=0.07 Ом

R₂=0.21 Ом

X₁=0.25 Ом

X₂=1.5 Ом

Номинальное скольжение S_n=3.5%

Число витков на фазу обмоток w₁=60

w₂=125