Электр тізбектерін талдау және есептеу. P1. Тұрақты токтың электр тізбегін талдау және есептеу. Тұрақты ток тізбектерінің негізгі заңдары
Төменде толық топ нөмірін (мысалы, 3ASU-2DB-202), студенттің тегі мен I. O. жазыңыз, толық коддизайн нұсқасы, мысалы, KR6-13 – тапсырмалардың 13-ші нұсқасының коды курстық жұмыс KR6.
Парақтың төменгі жағында (ортасында) қаланың атауын және ағымдағы жылды жазыңыз.
2. Келесі бетте аяқталған жұмыстың «Рефераты» (беттің 2/3 бөлігінен аспайтын) ұсынылады. қысқаша сипаттамасхемаларды жобалау схемалары, схемаларды талдау үшін қолданылатын әдістер (заңдар, ережелер және т.б.) және тапсырмаларды орындаудан алынған нәтижелер.
Мысалы, орындалған бірінші тапсырма үшін аннотация.
«1-тапсырмада күрделі электр тізбегі есептелді тұрақты токекі кернеу көзі және алты тармақтары бар. Тізбекті талдау және оны есептеу кезінде келесі әдістер қолданылды: Кирхгоф заңдары әдісі, түйіндік кернеулер әдісі (екі түйін), жалпыланған Ом заңы және эквивалентті генератор әдісі. Есептеу нәтижелерінің дұрыстығы екінші тізбектің потенциалдық диаграммасын құру және қуат балансының шартын орындау арқылы расталды».
Сол сияқты жұмыстың орындалған 2-ші және 3-ші тапсырмаларына аннотация беріледі.
3. Үшінші бетте курстық жұмыстың 1-тапсырмасының тақырыбын және оның астына (жақшаға) тапсырманың есептелген нұсқасының кодын жазыңыз, мысалы, KR6.1-13. Тізбектің электрлік диаграммасы төменде сызылған (ГОСТ 2.721-74 сәйкес) және оның астында берілген нұсқаны есептеу үшін бастапқы деректер 6.1-кестеден жазылған, мысалы: Е 1 = 10 В, Е 2 = 35 В, Р 1 = 15 Ом, Р 2 = ... т.б.
4. Әрі қарай әрбір кезеңнің (қадамның) сәйкес тақырыптарымен, тармақтардың токтары мен кернеулерінің шартты оң бағыттарымен қажетті жобалық диаграммаларды сызу арқылы электр тізбегін кезең-кезеңмен есептеу жүргізіледі. формулаларға енгізілген физикалық шамалардың сандық мәндерін алмастыру және аралық есептеу нәтижелерін жазу (мұғалімге есептеудегі мүмкін қателерді іздеу үшін) жалпы түрде теңдеулер мен формулаларды жазу. Есептеу нәтижелері үлкен немесе кіші болса, өзгермелі нүкте сандарын білдіретін төрт-бес маңызды санға дейін дөңгелектенуі керек.
Назар аударыңыз! Мәндерді есептеу кезінде түпнұсқасхемаларды есептеуге арналған деректер (тиімді ЭҚК мәндері Е, кедергі мәндері Зтармақтары) олардың мәндерін бүтін сандарға дейін дөңгелектеу ұсынылады, мысалы З= 13/3 » 4 Ом.
5. Диаграммалар мен графиктер ГОСТ бойынша графикалық қағазда (немесе ДК-де жұмыс істегенде жұқа торы бар парақтарда) осьтер бойымен және өлшемдерді көрсететін біркелкі шкалаларды пайдалана отырып салынады. Суреттер мен диаграммалар нөмірленуі және таңбалануы керек, мысалы, сур. 2.5. Электр тізбегінің кернеулері мен токтарының векторлық диаграммасы. Фигуралар мен формулалардың нөмірленуі барлық үш тапсырмада сәйкес келеді!
7. Әр тапсырма бойынша есептерді А4 пішіміндегі тігілген парақтарда жұмысты қорғау алдында оларды түптеу арқылы оқытушыға қарауға ұсыну ұсынылады.
8. Есептеулер нәтижелері бойынша және графикалық конструкцияларқорытындылар әрбір тапсырма бойынша немесе есептің соңында – бүкіл жұмыс бойынша тұжырымдалады. Қосулы соңғы бетЕсепке және жұмыстың орындалу мерзіміне студент өз қолын қояды.
Назар аударыңыз!
1. Абайсызда орындалған жұмыстар студенттерге қайта тіркеуге қайтарылады. Мұғалім сонымен қатар парақтарда белгіленген қателері бар немесе титулдық беттегі қателерді түзету бойынша ескертулер мен ұсыныстар тізімі бар қайталау үшін есептерді жекелеген студенттерге қайтарады.
2. Курстық жұмысты қорғағаннан кейін топ студенттерінің түсіндірме хаттары титулдық беттерінде оқытушының (екі оқытушының) қолы қойылған, сонымен қатар тиісті актке және студенттерді есепке алу кітапшасына енгізілген, сақтау үшін кафедраға тапсырылады. екі жылға.
Ескерту: 6.1 кестені құрастыру кезінде. 1-тапсырманың нұсқалары, Вариант 2 бағдарламасы қолданылды, доцент, т.ғ.к. Румянцева Р.А. (РГГУ, Мәскеу) және 6.2 тапсырма және 6.3 тапсырма нұсқалары. (авторлардың келісімімен) жұмысынан алынды: Антонова О.А., Карелина Н.Н., Румянцева М.Н. Электрлік тізбектерді есептеу («Электротехника және электроника» курсы бойынша курстық жұмысқа әдістемелік нұсқау. – М.: МАТИ, 1997 ж.
1-жаттығу
ЭЛЕКТР ТІЗБЕГІН ТАЛДАУ ЖӘНЕ ЕСЕПТЕУ
ТІКЕЛЕЙ ТОҚ
6.1 кестеде көрсетілген опция үшін:
6.1.1. Схема элементтерінің параметрлерінің мәндерін жазып алыңыз және тармақтардың токтары мен кернеулерінің шартты оң бағыттарын көрсете отырып, ГОСТ бойынша тізбектің жобалық диаграммасын сызыңыз. Жалпылама схеманы таңдау (1-сурет: А, б, Внемесе Г) келесідей жүзеге асырылады. Оқушы үшін KR6 орындау үшін оқытушы тағайындаған опция нөмірі болса Нқалдықсыз 4-ке бөлінеді (және №1 нұсқада), содан кейін суреттегі диаграмма. 1 А; 1 қалдығымен (және № 2 нұсқада), суреттегі схема. 1 б; 2 қалдығымен (және №3 нұсқада) - суреттегі диаграмма. 1 В; және ақырында, 3 қалдығымен, суреттегі схема. 1 Г.
6.1.2. Электр схемасының топологиялық талдауын жүргізу (тармақтардың, түйіндердің және тәуелсіз тізбектердің санын анықтау).
6.1.3. Кирхгофтың бірінші және екінші заңдарын қолданып, тізбекті есептеуге қажетті теңдеулердің санын құрастырыңыз.
6.1.4. Тізбектің пассивті үшбұрышын эквивалентті жұлдызға ауыстырып, оның сәулелерінің (тармақтарының) кедергісін есептеп, электр сызбасын жеңілдетіңіз.
6.1.7. Түпнұсқа тізбегінің барлық алты тармағының токтары мен кернеулерінің есептелуін тізбектердің біреуінің шкаласы бойынша потенциал диаграммасын құру арқылы тексеру, оның тармақтарында кем дегенде бір кернеу көзі енгізілген және қуат балансының шарты бар екенін растау. кездесті.
6.1.8. Кафедраның мамандандырылған зертханасында (сыныпта) компьютерде орнатылған Variant бағдарламасы арқылы есептелген мәліметтермен алынған мәліметтерді салыстыру арқылы 1-тапсырманың (оқытушымен бірге) есептелуінің дұрыстығын тексеру. Қысқаша нұсқауларбағдарламамен жұмыс істеу үшін дисплейдің жұмыс өрісінде бағдарлама интерфейсімен бірге көрсетіледі.
6.1.9. Орындалған 1 тапсырманың нәтижелері бойынша қорытынды жасаңыз.
6.1-кесте
Тапсырма нұсқалары 1 курстық жұмыс KR6
| Жоқ | Е 1,Б | Е 2, Б | Е 3, Б | Е 4 ,Б | Е 5 ,Б | Е 6, Б | Р 1 , Ом | Р 2 , Ом | Р 3 , Ом | Р 4 , Ом | Р 5 , Ом | Р 6 Ом | MEG филиалы | ||
| -- | -- | -- | -- | ||||||||||||
| -- | -- | -- | -- | ||||||||||||
| -- | -- | -- | -- | ||||||||||||
| -- | -- | -- | -- | ||||||||||||
| -- | -- | -- | -- | ||||||||||||
| -- | -- | -- | -- | ||||||||||||
| -- | -- | -- | -- | ||||||||||||
| -- | -- | -- | -- | ||||||||||||
| -- | -- | -- | -- | 16- | 10- | ||||||||||
| -- | -- | -- | -- | ||||||||||||
| -- | -- | -- | -- | ||||||||||||
| -- | -- | -- | -- | ||||||||||||
| -- | -- | -- | -- | ||||||||||||
| -- | -- | -- | -- | ||||||||||||
| -- | -- | -- | -- | ||||||||||||
| -- | -- | -- | -- | ||||||||||||
| -- | -- | -- | -- | ||||||||||||
| -- | -- | -- | -- | ||||||||||||
| -- | -- | -- | -- | ||||||||||||
| -- | -- | -- | -- | ||||||||||||
| -- | -- | -- | -- | ||||||||||||
| -- | -- | -- | -- | ||||||||||||
| -- | -- | -- | -- | ||||||||||||
| -- | -- | -- | -- | ||||||||||||
| -- | -- | -- | -- | ||||||||||||
| -- | -- | -- | -- | ||||||||||||
| -- | -- | -- | -- | ||||||||||||
| -- | -- | -- | -- | ||||||||||||
| -- | -- | -- | -- | ||||||||||||
| -- | -- | -- | -- | ||||||||||||
| -- | -- | -- | -- | ||||||||||||
| -- | -- | -- | -- | ||||||||||||
| -- | -- | -- | -- | ||||||||||||
| -- | -- | -- | -- | ||||||||||||
| 6.1-кесте(жалғасы) | |||||||||||||||
| Жоқ | Е 1,Б | Е 2, Б | Е 3, Б | Е 4 ,Б | Е 5 ,Б | Е 6, Б | Р 1 , Ом | Р 2 , Ом | Р 3 , Ом | Р 4 , Ом | Р 5 , Ом | Р 6 Ом | MEG филиалы | ||
| -- | -- | -- | -- | ||||||||||||
| -- | -- | -- | -- | ||||||||||||
| -- | -- | -- | -- | ||||||||||||
| -- | -- | -- | -- | ||||||||||||
| -- | -- | -- | -- | ||||||||||||
| -- | -- | -- | -- | ||||||||||||
| -- | -- | -- | -- | ||||||||||||
| -- | -- | -- | -- | ||||||||||||
| -- | -- | -- | -- | ||||||||||||
| -- | -- | -- | -- | ||||||||||||
| -- | -- | -- | -- | ||||||||||||
| -- | -- | -- | -- | ||||||||||||
| -- | -- | -- | -- | ||||||||||||
| -- | -- | -- | -- | ||||||||||||
| -- | -- | -- | -- | ||||||||||||
| -- | -- | -- | -- | ||||||||||||
| -- | -- | -- | -- | ||||||||||||
| -- | -- | -- | -- | ||||||||||||
| -- | -- | -- | -- | ||||||||||||
| -- | -- | -- | -- | ||||||||||||
| -- | -- | -- | -- | ||||||||||||
| -- | -- | -- | -- | ||||||||||||
| -- | -- | -- | -- | ||||||||||||
| -- | -- | -- | -- | ||||||||||||
| -- | -- | -- | -- | ||||||||||||
| -- | -- | -- | -- | ||||||||||||
| -- | -- | -- | -- | 10- | 16- | ||||||||||
| -- | -- | -- | -- | ||||||||||||
| -- | -- | -- | -- | ||||||||||||
| -- | -- | -- | -- | ||||||||||||
| -- | -- | -- | -- | ||||||||||||
| -- | -- | -- | -- | ||||||||||||
| -- | -- | -- | -- | ||||||||||||
| -- | -- | -- | -- | ||||||||||||
| -- | -- | -- | -- | ||||||||||||
6.1-кесте(жалғасы)
| Жоқ. | Е 1,Б | Е 2, Б | Е 3, Б | Е 4 ,Б | Е 5 ,Б | Е 6, Б | Р 1 , Ом | Р 2 , Ом | Р 3 , Ом | Р 4 , Ом | Р 5 , Ом | Р 6 Ом | MEG филиалы |
| -- | -- | -- | -- | ||||||||||
| -- | -- | -- | -- | ||||||||||
| -- | -- | -- | -- | ||||||||||
| -- | -- | -- | -- | ||||||||||
| -- | -- | -- | -- | ||||||||||
| -- | -- | -- | -- | ||||||||||
| -- | -- | -- | -- | ||||||||||
| -- | -- | -- | -- | ||||||||||
| -- | -- | -- | -- | ||||||||||
| -- | -- | -- | -- | ||||||||||
| -- | -- | -- | -- | ||||||||||
| -- | -- | -- | -- | ||||||||||
| -- | -- | -- | -- | ||||||||||
| -- | -- | -- | -- | ||||||||||
| -- | -- | -- | -- | ||||||||||
| -- | -- | -- | -- | ||||||||||
| -- | -- | -- | -- | ||||||||||
| -- | -- | -- | -- | ||||||||||
| -- | -- | -- | -- | ||||||||||
| -- | -- | -- | -- | ||||||||||
| -- | -- | -- | -- | ||||||||||
| -- | -- | -- | -- | ||||||||||
| -- | -- | -- | -- | ||||||||||
| -- | -- | -- | -- | ||||||||||
| -- | -- | -- | -- | ||||||||||
| -- | -- | -- | -- | ||||||||||
| -- | -- | -- | -- | ||||||||||
| -- | -- | -- | -- | ||||||||||
| -- | -- | -- | -- | ||||||||||
| -- | -- | -- | -- | ||||||||||
| -- | -- | -- | -- | ||||||||||
| Кесте өрістеріндегі сызықша (--) бұл кернеу көзінің жоқтығын білдіреді Екэлектр схемасында |
Жақсы жұмысыңызды білім қорына жіберу оңай. Төмендегі пішінді пайдаланыңыз
Білім қорын оқу мен жұмыста пайдаланатын студенттер, аспиранттар, жас ғалымдар сізге шексіз алғысын білдіреді.
http://www.allbest.ru сайтында жарияланған
Автоматтандыру және электротехника кафедрасы
B3.B.11 Электротехника және электроника
Практикалық жаттығуларға әдістемелік нұсқаулар
пәні бойынша Оқыту бағыты
260800 Өнімнің технологиясы және қоғамдық тамақтандыруды ұйымдастыру
Жаттығу профилі
Мейрамхана ісін ұйымдастыру технологиясы
Жоғары біліктілік (дәреже) бакалавр
Уфа 2012УДК 378.147:621.3
Құрастырған: аға оқытушы Галлямова Л.Р.
аға оқытушы Филиппова О.Г.
Рецензент: Электр машиналары және электр жабдықтары кафедрасының меңгерушісі
Техника ғылымдарының докторы, профессор Айыпов Р.С.
Мәселеге жауапты: «Автоматика және электротехника» кафедрасының меңгерушісі, т.ғ.к., доцент Галимарданов И.И.
2. Тармақталмаған синусоидалы ток тізбектерін талдау
және эквивалентті тізбектердің параметрлерін анықтау. Векторлық диаграммалар, кернеулер үшбұрыштары, кедергілер және қуаттар
Библиография
тізбекті асинхронды қозғалтқыш үш фазалы
1. Тұрақты токтың сызықтық электр тізбектерін талдау және есептеу
1.1 Теориялық ақпарат
Электр тізбегі - электр тогы үшін жол жасайтын электр құрылғыларының жиынтығы, олардың электромагниттік процестері электр қозғаушы күш ұғымдарын ескере отырып, теңдеулермен сипатталады, электр тоғыжәне электр кернеуі.
Электр тізбегінің негізгі элементтері (1.1-сурет) электр энергиясының көздері мен тұтынушылары болып табылады.
1.1-сурет Электр тізбегінің негізгі элементтері
Тұрақты токтың электр энергиясының көздері ретінде тұрақты ток генераторлары мен гальваникалық элементтер кеңінен қолданылады.
Электр энергиясының көздері олар дамытатын ЭҚК Е және ішкі кедергісі R0 сипатталады.
Электр энергиясының тұтынушылары резисторлар, электр қозғалтқыштары, электролиз ванналары, электр шамдары және т.б. Оларда электр энергиясы механикалық, жылулық, жарыққа және т.б. түрленеді. Электр тізбегінде ЭҚК оң бағыты қабылданады. оң зарядқа әсер ететін күшпен сәйкес келетін бағыт, яғни. «-» көзінен «+» қуат көзіне.
Электр тізбектерін есептеу кезінде электр энергиясының нақты көздері эквивалентті тізбектермен ауыстырылады.
ЭҚК көзінің эквивалентті тізбегінде E ЭҚК және көздің ішкі кедергісі R0 бар, ол электр энергиясын тұтынушының Rн кедергісінен (Rн >> R0) әлдеқайда аз. Көбінесе есептеулерде ЭҚК көзінің ішкі кедергісі нөлге теңестіріледі.
Энергия көзі жоқ тізбек бөлімі үшін (мысалы, 1.2-сурет, а сұлба үшін) ток I мен U12 кернеуінің арасындағы байланыс тізбек бөлімі үшін Ом заңымен анықталады:
мұндағы c1 және c2 - тізбектің 1 және 2 нүктелерінің потенциалдары;
Y R – тізбектің қимасындағы кедергілердің қосындысы;
R1 және R2 - тізбек бөліктерінің кедергілері.
1.2-сурет Электр сызбасысхеманың бөлімі: а - энергия көзі жоқ; b - энергия көзі бар
Энергия көзі бар тізбектің бөлімі үшін (1.2-сурет, б) Ом заңы өрнек ретінде жазылады.
мұндағы E – энергия көзінің ЭҚК;
R = R1 + R2 - тізбек бөліктерінің кедергілерінің арифметикалық қосындысы;
R0 – энергия көзінің ішкі кедергісі.
Электр тізбегіндегі қуаттың барлық түрлері арасындағы байланыс (қуат балансы) мына теңдеу арқылы анықталады:
UR1 = UR2 + URp, (1,3)
мұндағы UR1 = UEI – энергия көздерінің қуаттарының алгебралық қосындысы;
UR2 – тұтынушы қуатының алгебралық қосындысы (таза қуат) (P2 = UI);
URp = УI2R0 - көз кедергісіндегі жоғалтуларға байланысты жалпы қуат.
Резисторлар, сондай-ақ басқа электр құрылғыларының кедергісі электр энергиясын тұтынушылар болып табылады. Қуат балансы энергияның сақталу заңымен анықталады, ал кез келген тұйық электр тізбегінде энергия көздері қуаттарының алгебралық қосындысы электр энергиясын тұтынушылар тұтынатын қуаттардың алгебралық қосындысына тең.
Коэффицент пайдалы әрекеткөзқарастар көзқараспен анықталады
Тармақталмаған және тармақталған сызықты тұрақты ток электр тізбектерін есептеу кезінде таңдау электр тізбегінің түріне байланысты әртүрлі әдістерді қолдануға болады.
Күрделі электр тізбектерін есептеу кезінде көп жағдайда электр тізбектерін эквивалентті түрлендірулер әдісін (трансфигурациялау әдісі) пайдалана отырып, тізбектің жеке учаскелерін тізбекті, параллельді және аралас кедергісі бар бір эквивалентті кедергісі бар қосылыстармен ауыстырып, оларды бүктеу арқылы жеңілдеткен жөн.
1.1.1 Эквивалентті түрлендірулер әдісі
бар электр тізбегі сериялық қосылымкедергі (1.3, а-сурет) бір эквивалентті Rek кедергісі бар тізбекпен ауыстырылады (1.3-сурет, б), тізбектің барлық кедергілерінің қосындысына тең:
Rek = R1 + R2 +…+ Rn = , (1.5)
мұндағы R1, R2…Rn – тізбектің жеке учаскелерінің кедергілері.
Сурет 1.3 Кедергілерді тізбектей жалғау электр тізбегі
Бұл жағдайда электр тізбегіндегі I ток өзгеріссіз қалады, барлық кедергілер бірдей токпен өтеді. Тізбектей жалғанған кезде кедергілердегі кернеулер (кернеудің төмендеуі) жеке секциялардың кедергілеріне пропорционалды түрде бөлінеді:
U1/R1 = U2/R2 = … = Un/Rn.
Кедергілерді параллель қосу кезінде барлық кедергілер бірдей U кернеуінде болады (1.4-сурет). Параллель жалғанған кедергілерден тұратын электр тізбегін өрнектен анықталатын Rek эквивалентті кедергісі бар тізбекпен ауыстырған жөн.
мұндағы электр тізбегінің параллель тармақтары қималарының кедергілерінің өзара мәндерінің қосындысы;
Rj – тізбектің параллель қимасының кедергісі;
n – тізбектің параллель тармақтарының саны.
Сурет 1.4 Кедергілерді параллель қосумен электр тізбегі
Параллель қосылған бірдей кедергілерден тұратын тізбек қимасының эквивалентті кедергісі Rek = Rj/n тең. Екі кедергі R1 және R2 параллель қосылғанда, эквивалентті кедергі келесідей анықталады
және токтар осы кедергілерге кері пропорционалды таралады, ал
U = R1I1 = R2I2 = … = RnIn.
Қарсылықтардың аралас қосылуымен, т. кедергілердің тізбектей және параллель қосылған электр тізбегінің бөлімдері болған кезде тізбектің эквивалентті кедергісі өрнекке сәйкес анықталады.
Көп жағдайда үшбұрышпен қосылған кедергілерді (1.5-сурет) эквивалентті жұлдызға түрлендіру де орынды болып шығады (1.5-сурет).
Сурет 1.5 Кедергілердің үшбұрышты және жұлдызша байланысы бар электр тізбегі
Бұл жағдайда эквивалентті жұлдыздың сәулелерінің кедергісі мына формулалармен анықталады:
R1 = ; R2 = ; R3 =,
мұндағы R1, R2, R3 – эквиваленттік кедергі жұлдызының сәулелерінің кедергілері;
R12, R23, R31 - эквиваленттік қарсылық үшбұрышының қабырғаларының кедергілері. Кедергі жұлдызын балама қарсылық үшбұрышымен ауыстырған кезде оның кедергісі формулалар арқылы есептеледі:
R31 = R3 + R1 + R3R1/R2; R12 = R1 + R2 + R1R2/R3; R23 = R2 + R3 + R2R3/R1.
1.1.2 Кирхгоф заңдарын қолдану әдісі
Кез келген электр тізбегінде Кирхгофтың бірінші заңына сәйкес түйінге бағытталған токтардың алгебралық қосындысы нөлге тең:
мұндағы Ik – k-ші тармақтағы ток.
Кирхгофтың екінші заңына сәйкес электр тізбегінің кез келген тұйық тізбегіндегі қуат көздерінің ЭҚК-нің алгебралық қосындысы осы тізбектің элементтеріндегі кернеудің төмендеуінің алгебралық қосындысына тең:
Кирхгоф заңдарын қолдану әдісімен электр тізбектерін есептеу кезінде тармақтардағы токтардың шартты оң бағыттары таңдалады, содан кейін тұйық тізбектер таңдалады және тізбектерді айналып өтудің оң бағыты көрсетіледі. Бұл жағдайда есептеулердің ыңғайлылығы үшін барлық тізбектер үшін бірдей айналып өту бағытын таңдау ұсынылады (мысалы, сағат тілімен).
Тәуелсіз теңдеулерді алу үшін әрбір жаңа контур алдыңғы тізбектерге қосылмаған кем дегенде бір жаңа тармақты (В) қамтуы қажет.
Кирхгофтың бірінші заңы бойынша құрастырылған теңдеулер саны тізбектегі Ny түйіндер санынан бір кем қабылданады: NI = Ny - 1. Бұл жағдайда түйінге бағытталған токтар шартты түрде оң, ал бағытталған токтар қабылданады. түйіннен теріс ретінде.
NII = NВ - Nу + 1 теңдеулерінің қалған саны Кирхгофтың екінші заңы бойынша құрастырылған, мұндағы NВ - тармақтар саны.
Кирхгофтың екінші заңы бойынша теңдеулерді құру кезінде, егер олардың бағыттары олардағы ток бағытына қарамастан, тізбекті айналып өтудің таңдалған бағытымен сәйкес келсе, көздердің ЭҚК оң деп есептеледі. Егер сәйкессіздік болса, олар «-» белгісімен жазылады. Токтың оң бағыты айналып өту бағытымен сәйкес келетін тармақтардағы кернеу төмендейді, бұл тармақтардағы ЭҚК бағытына қарамастан - «+» белгісімен. Егер олар айналып өту бағытымен сәйкес келмесе, кернеудің төмендеуі «-» белгісімен жазылады.
Нәтижедегі N теңдеу жүйесін шешу нәтижесінде олардың таңбасын ескере отырып анықталатын шамалардың нақты мәндері табылады. Бұл жағдайда теріс белгісі бар шамалардың шын мәнінде шартты түрде қабылданғанға қарама-қарсы бағыты болады. Оң белгісі бар шамалардың бағыттары шартты түрде қабылданған бағытпен сәйкес келеді.
1.2 Практикалық сабақта шығарылатын есептер
Тұрақты ток электр тізбегіндегі ток күшін анықтаңыз (1.5, а-сурет). Қуат көзінің ЭҚК: Е1 = 40 В, Е2 = 20 В, ішкі кедергілер: R01 = 3 Ом, R02 = 2 Ом, 1 және 2 тізбектердің потенциалдары: c1 = 80 В, с2 = 60 В, резистор кедергісі R1 = 10 Ом , R2 = 10 Ом.
Жауабы: I = 1,6 А.
Сурет 1.5 Тұрақты ток электр тізбегі
Тұрақты токтың электр тізбегінің қоректену кернеуі U (1.5, б сурет), сонымен қатар Rн жүктеме кедергісін анықтаңыз, егер жүктеме қысқыштарындағы кернеу Un = 100 В, тізбектегі ток I = 10 А, кедергісі тізбек сымдарының әрқайсысы Rп = 0,6 Ом.
Жауабы: U = 112 В; Rн = 10 Ом.
Электр тізбегі үшін (1.1-сурет) I ток күшін, U тұтынушы терминалдарындағы кернеуді, қуат көзінің P1 қуатын, сыртқы тізбектің P2 қуатын, егер қуаттың ЭҚК болса, қондырғының ПӘК-ін анықтаңыз. көзі E = 10 В, оның ішкі кедергісі R0 = 1 Ом, жүктеме кедергісі Rн = 4 Ом. Жеткізу сымдарының кедергісін елемеңіз.
Жауабы: I = 2 A; U = 8 В; P1 = 20 Вт; P2 = 16 Вт; z = 80%.
Толық кедергіні R0 және тұрақты токтың электр тізбегіндегі токтардың таралуын анықтаңыз (1.6-сурет). Резистор кедергілері: R1 = R2 = 1 Ом, R3 = 6 Ом, R4 = R5 = 1 Ом, R6 = R7 = 6 Ом, R8 = 10 Ом, R9 = 5 Ом, R10 = 10 Ом. Қуат көзінің кернеуі U = 120 В.
1.6-сурет 1.2.4 есептің электрлік схемасы
Тұрақты токтың электр тізбегі үшін (1.7-сурет) эквивалентті Rek кедергісін және тізбектегі I толық токты, сонымен қатар R1, R2, R8 резисторларындағы кернеудің DU төмендеуін анықтаңыз. Резистор кедергілері: R1 = 5 Ом, R2 = 4 Ом, R3 = 20 Ом, R4 = 30 Ом, R5 = 50 Ом, R6 = 10 Ом, R7 = 5 Ом, R8 = 1,8 Ом. Қуат көзінің ЭҚК E = 50 В, көздің ішкі кедергісін елемеңіз.
1.7-сурет 1.2.5 есептің электрлік схемасы
1.2.5 есеп шарты үшін R3, R5, R6 жұлдыздық қосылымды эквивалентті үшбұрышқа түрлендіріңіз және оның қабырғаларының кедергісін есептеңіз.
1.8-суретте ток көзінің кернеуі U = 120 В болатын тұрақты ток тізбегіндегі резисторларды қосуға арналған көпір тізбегі көрсетілген. Көпір диагоналындағы I5 токтың шамасы мен бағытын анықтаңыз, егер резистор кедергілері: R1 = 25 Ом, R2 = 5 Ом, R3 = 20 Ом, R4 = 10 Ом, R5 = 5 Ом.
Сурет 1.8 Резисторларды қосуға арналған көпір тізбегі
Тұрақты ток электр тізбегі үшін (1.9-сурет) Кирхгоф заңдарын пайдаланып тармақтардағы I1 - I3 токтарын анықтаңыз. ЭҚК E1 = 1,8 В, E2 = 1,2 В; резистор кедергілері: R1 = 0,2 Ом, R2 = 0,3 Ом, R3 = 0,8 Ом, R01 = 0,6 Ом, R02 = 0,4 Ом.
1.9-сурет 1.2.8 есептің электрлік схемасы
Кирхгоф заңдарын пайдаланып, 1.10, а суретте көрсетілген электр тізбегінің тармақтарындағы I1 - I3 токтарын анықтаңыз. Қуат көздерінің ЭҚК: Е1 = 100 В, Е2 = 110 В; резистор кедергілері: R1 = 35 Ом, R2 = 10 Ом, R3 = 16 Ом.
Тұрақты ток электр тізбегінде (1.10-сурет, б) амперметр көрсеткіші PA1: I5 = 5 A. Кирхгоф заңдарын пайдаланып I1 I4 тізбегінің барлық тармақтарындағы токтарды анықтаңыз. Резистор кедергілері: R1 = 1 Ом, R2 = 10 Ом, R3 = 10 Ом, R4 = 4 Ом, R5 = 3 Ом, R6 = 1 Ом, R7 = 1 Ом, R8 = 6 Ом, R9 = 7 Ом; ЭҚК E1 = 162 В, E2 = 50 В, E3 = 30 В.
1.10-сурет Тұрақты токтың электр тізбектері: а - 1.2.9 есебіне; b - 1.2.10 мәселесіне
1.11 а суретте көрсетілген тұрақты токтың электр тізбегінде контурлық ток әдісімен тармақтардағы I1 I5 токтарын анықтаңыз; тізбектің 1-2 және 3-4 нүктелері арасындағы U12 және U34 кернеуі. Қуат балансының теңдеуін құрыңыз. Қуат көзінің ЭҚК E = 30 В, ток көзінің тогы J = 20 мА, резистор кедергілері R1 = 1 кОм, R2 = R3 = R4 = 2 кОм, R5 = 3 кОм.
1.11 б-суретте көрсетілген тұрақты токтың электр тізбегінде контурлық ток әдісі арқылы тармақтардағы токтарды анықтаңыз. Қуат көздерінің ЭҚК E 1 = 130 В, Е2 = 40 В, Е3 = 100 В; кедергі R1 = 1 Ом, R2 = 4,5 Ом, R3 = 2 Ом, R4 = 4 Ом, R5 = 10 Ом, R6 = 5 Ом, R02 = 0,5 Ом, R01 = R03 = 0 Ом.
1.11-сурет Тұрақты токтың электр тізбектері: а - 1.2.11 есебіне; b - 1.2.12 мәселесіне
2. Тармақталмаған синусоидалы ток тізбектерін талдау және эквивалентті тізбектердің параметрлерін анықтау. Векторлық диаграммалар, кернеулер үшбұрыштары, кедергілер және қуаттар
2.1 Теориялық ақпарат
Белсенді кедергісі R синусоидалы токтың электр тізбегінде (2.1-кесте), синусоидалы кернеудің әсерінен u = Умсинт, кернеудің бастапқы фазалары болғандықтан, кернеумен фазада сәйкес келетін i = Imsint синусоидалы ток пайда болады. U және ток I нөлге тең (wu = 0, wi = 0). Бұл жағдайда кернеу мен ток арасындағы фазалық ығысу бұрышы μ = ūu - ūi = 0, бұл осы тізбек үшін кернеу мен ток өзгерістерінің тәуелділіктері уақыт бойынша сызықтық диаграммада бір-бірімен сәйкес келетінін көрсетеді.
Тізбектің жалпы кедергісі Ом заңы бойынша есептеледі:
Құрамында индуктивтілігі L катушкасы бар синусоидалы токтың электр тізбегінде синусоидалы заңға сәйкес өзгеретін u = Um sin(мт + /2) кернеудің әсерінен синусоидалы ток i = Имсинчт пайда болады, бұрышпен кернеумен фазада артта қалу /2.
Бұл жағдайда кернеудің бастапқы фазасы wu = /2, ал токтың бастапқы фазасы wi = 0. Кернеу мен ток арасындағы фазалық ығысу бұрышы c = (wu - wi) = /2.
Сыйымдылығы С конденсаторы бар синусоидалы токтың электр тізбегінде (2.1-кесте), u = Umsin(ут - /2) кернеуінің әсерінен конденсатордағы кернеуді i = Imsint арқылы арттыратын синусоидалы ток пайда болады. бұрыш /2.
Токтың бастапқы фазалық бұрышы wi = 0, ал кернеу wu = - /2. U кернеу мен ток I арасындағы фазалық ығысу бұрышы I c = (wu - wi) = - /2.
Белсенді кедергісі R және индуктор L тізбектей қосылған электр тізбегінде ток кернеуден μ › 0 бұрышқа артта қалады. Бұл жағдайда тізбектің жалпы кедергісі:
Тізбектің өткізгіштігі
мұндағы G = R/Z2 – тізбектің белсенді өткізгіштігі;
BL = XL/Z2 - реактивті индуктивті өткізгіштіктізбектер.
Кернеу мен ток арасындағы фазалық бұрыш:
c = arctg XL/R = arctg BL/G. (2.4)
Сол сияқты R, L және C элементтерінің әртүрлі комбинациялары бар синусоидалы токтың электр тізбектері үшін сәйкес есептеу формулаларын алуға болады, олар 2.1-кестеде келтірілген.
Белсенді, индуктивті және сыйымдылық реактивтілігі бар тізбектің қуаты (R, L және C):
мұндағы P = I2R - белсенді қуат,
QL = I2XL - реактивті қуаттың индуктивті компоненті,
QC = I2XC - реактивті қуаттың сыйымдылық компоненті.
Индуктивтілігі L, сыйымдылығы С және белсенді кедергісі бар синусоидалы токтың тармақталмаған электр тізбегінде белгілі бір жағдайларда кернеу резонансы пайда болуы мүмкін (электр тізбегінің ерекше күйі, оның XL индуктивті реактивтілігі XC сыйымдылық реактивтілігіне тең. схема). Осылайша, кернеу резонансы тізбектің реактивтілігі тең болған кезде пайда болады, яғни. XL = XС кезінде.
Резонанс кезінде тізбектің кедергісі Z = R, яғни. Кернеу резонансындағы тізбектің жалпы кедергісі тізбектің белсенді кедергісіне тең минималды мәнге ие.
Кернеу резонансында кернеу мен ток арасындағы фазалық бұрыш
ц = су - сi = arctg = 0,
бұл жағдайда ток пен кернеу фазада болады. Тізбектің қуат коэффициенті максималды мәнге ие: cos c = R/Z = 1 және тізбектегі ток күші де I = U/Z = U/R максималды мәнге жетеді.
Кернеу резонансындағы тізбектің реактивті қуаты:
Q = QL - QC = I2XL - I2XС = 0.
Тізбектің резонанстағы активті қуаты жалпы қуатқа тең ең үлкен мәнге ие болады: P = UI cos c = S.
Кедергілері тізбектей жалғанған электр тізбегі үшін векторлық диаграмманы құру кезінде бастапқы мән ток болып табылады, өйткені бұл жағдайда тізбектің барлық бөлімдеріндегі ток мәні бірдей болады.
Ток күші сәйкес шкала бойынша (ми = n А/см), содан кейін қабылданған шкала бойынша токқа қатысты (mu = n В/см) сәйкес кедергілердегі кернеудің төмендеуі DU олардың орналасу ретімен сызылады. тізбекте және кернеуде (2.1-сурет).
2.1-сурет Векторлық диаграмманы құру
2.2 Типтік есепті шешудің мысалы
Айнымалы токтың электр тізбегіндегі аспаптардың көрсеткіштерін анықтаңыз (2.2-сурет). Қуат көзінің кернеуі U = 100 В, белсенді және реактивті кедергілер R = 3 Ом, XL = 4 Ом, XC = 8 Ом. Ток пен кернеудің векторлық диаграммасын тұрғызыңыз.
2.2-сурет Айнымалы токтың электр тізбегі
Электр тізбегінің кедергісі:
Катушканың кедергісі:
Амперметр көрсеткіші PA1 (тізбек тогы):
Uк = I?Zк = 20 ? 5 = 100 В.
UC = I?ХС = 20 ? 8 = 160 В.
Ваттметрдің көрсеткіші PW1:
Р = I2?R = 202? 3 = 1200 Вт = 1,2 кВт.
Векторлық диаграмма 2.3-суретте көрсетілген.
Сурет 2.3 Векторлық диаграмма
2.3 Практикалық сабақта шығарылатын есептер
Бір фазалы тармақталмаған айнымалы ток электр тізбегі үшін XL индуктивті реактивтіліктегі UL кернеуінің төмендеуін, тізбекте қолданылатын U кернеуін, активті P, реактивті Q және жалпы қуатты S және тізбектің қуат коэффициентін cos анықтаңыз, егер белсенді және реактивті кедергі R = XL = 3 Ом, ал белсенді элементтегі кернеудің төмендеуі UR = 60 В.
Жауабы: UL = 60 В; U = 84,8 В; P = 1,2 кВт;
Q = 1,2 кВАр; S = 1,697 кВА; cos= 0,71.
Айнымалы ток желісіне активті кедергісі R = 10 Ом және индуктивтілігі L = 133 мГн катушка және сыйымдылығы C = 159 мкФ конденсатор тізбектей қосылған. Тізбектегі I ток күшін және U = 120 В қоректену кернеуіндегі катушкалар мен UC конденсаторындағы кернеуді анықтаңыз, токтар мен кернеулердің векторлық диаграммасын құрыңыз.
Жауабы: I = 5A; Ұлыбритания = 215 В; UC = 100 В..
Құрамында активті және реактивті кедергісі бар тармақталмаған айнымалы ток электр тізбегіндегі ток күшін анықтаңыз: R = 1 Ом; XC = 5 Ом; ХL = 80 Ом, сондай-ақ кернеу резонансы пайда болатын f0 жиілігі, ток I0, конденсатордағы кернеу UC және резонанстағы индуктивтілік UL, егер қоректендіру кернеуі f = 50 Гц жиілікте U = 300 В болса.
Жауабы: I =3,4 А; f0 = 12,5 Гц; I0 = 300 А; UC = UL = 6000 В.
2.2-суреттегі тізбектегі конденсатордың қандай сыйымдылығында R = 30 Ом болғанда кернеу резонансының болатынын есептеңіз; XL = 40 Ом.
Жауабы: C = 78 мкФ.
3. Қабылдағыштарды қосудың әртүрлі әдістері үшін үш фазалы тізбектерді есептеу. Симметриялық және асимметриялық жұмыс режимдері үшін тізбекті талдау
3.1 Теориялық ақпарат
Электр тізбегінің үш фазалы электрмен жабдықтау жүйесі бір-біріне қатысты фазада 2/3 бұрышқа ығысқан, жиілігі мен амплитудасы бойынша бірдей үш синусоидалы ЭҚК немесе кернеудің қосындысы болып табылады, яғни. 120є (3.1-сурет).
3.1-сурет Векторлық диаграмма
Симметриялық қуат көздерінде ЭҚК мәндері тең. Көздің ішкі кедергісін елемей, көздің сәйкес ЭҚК-ін оның EA = UA, EB = UB, EC = UC терминалдарында әрекет ететін кернеулерге тең қабылдай аламыз.
ЭҚК немесе кернеудің үш фазалы жүйесі жұмыс істейтін электр тізбегі үш фазалы деп аталады. Бар әртүрлі жолдарүш фазалы қуат көздерінің және үш фазалы электр тұтынушыларының фазаларын қосу. Ең көп тарағандары жұлдыздық және үшбұрышты байланыстар.
Үш фазалы электр тұтынушысының фазаларын «жұлдызшамен» қосқанда (3.2-сурет) фазалық орамалардың ұштары x, y және z жалпы бейтарап N нүктесіне біріктіріледі, ал A, B фазаларының басы, C сәйкес сызықтық сымдарға қосылған.
Сурет 3.2 Қабылдағыш фазалық орамаларының қосылу схемасы «жұлдыз»
Тұтынушы фазаларының басы мен соңы арасында әрекет ететін UA, UB, UC кернеулері оның фазалық кернеулері болып табылады. Тұтынушы фазаларының басы арасында әрекет ететін UАВ, УВС, УСА кернеулері сызықтық кернеулер болып табылады (3.2-сурет). Жеткізу желілеріндегі Il сызықтық токтар (IA, IB, IC) сонымен қатар тұтынушылық фазалар арқылы өтетін Iph фазалық токтар болып табылады. Сондықтан симметриялы үш фазалы жүйе болған жағдайда тұтынушылық фазаларды «жұлдызшамен» қосқанда келесі қатынастар жарамды:
Il = Iph, (3.1)
Ul = Жоғары. (3.2)
Симметриялық жүктемесі (ZA = ZB = ZC = Zph) және жұлдызша қосылған фазалары бар электр тұтынушының белсенді P, реактивті Q және жалпы S қуаты сәйкес фазалық қуаттардың қосындысы ретінде анықталады.
R = RA + RV + RS = 3 Rf;
Рф = Uф If cos ф;
Р = 3Uф If cos cph = 3 RфUл Iл cos cph;
Q = QA + QB + QC = 3 Qph;
Q = 3Uф Егер sin ф = 3 ХфUл Iл sin ф;
Электр энергиясын тұтынушы фазасының кейінгі орамасының басы алдыңғы фазаның соңына жалғанатын қосылым (бұл жағдайда барлық фазалардың басы сәйкес сызықтық сымдарға қосылады) «үшбұрыш» деп аталады.
«Үшбұрыш» арқылы қосылған кезде (3.3-сурет) фазалық кернеулер сызықтық кернеулерге тең.
Ul = Жоғары. (3.3)
3.3-сурет Қабылдағыш фазалық орамаларының үшбұрышқа қосылу схемасы
Симметриялық қуат жүйесімен
UАВ = UВС = UА = Uф = Uл.
Тұтынушыны үшбұрышпен және симметриялы жүктемемен қосу кезіндегі сызықтық және фазалық токтар арасындағы байланыс
Il = Iph. (3.4)
«Үшбұрышты» фазалық қосылымы бар симметриялық электр тұтынушысында тұтынушының жеке фазаларының жалпы S, белсенді P және реактивті Q қуаттары «жұлдыз» фазасы қосылымы үшін алынған формулалар арқылы анықталады.
Әрқайсысының қуаты P = 100 Вт номиналды кернеуі Unom = 220 В болатын жарықтандыру шамдарының үш тобы бейтарап сыммен жұлдызды конфигурацияда қосылған (3.4-сурет, а). Бұл жағдайда А фазасында nA = 6 шам, В фазасында nA = 6 шам, С фазасында nB = 4 шам, С фазасында nC = 2 шам параллель қосылған. Қуат көзінің сызықтық симметриялық кернеуі Ul = 380 В. Электр энергиясын тұтынушының фазалық кедергісін Zph және фазалық токтарды Iph анықтаңыз, токтар мен кернеулердің векторлық диаграммасын тұрғызыңыз, бейтарап сымдағы IN токты анықтаңыз.
3.4-сурет Үш фазалы электр жүйесі: а - жұлдызды қосу схемасы; b - векторлық диаграмма
Тұтынушы фазаларының белсенді кедергісі:
RВ = = 120 Ом;
RC = = 242 Ом,
мұнда Uf = = 220 В.
Фазалық токтар:
IB = = 1,82 А;
Бейтарап сымдағы ток графикалық түрде анықталады. 3.4, б) суретте кернеулер мен токтардың векторлық диаграммасы көрсетілген, одан біз бейтарап сымдағы токты табамыз:
3.3 Практикалық сабақта шығарылатын есептер
Фазалық кедергісі ZА = ZВ = ZС = Zф = R = 10 Ом электр энергиясының үш фазалы симметриялы тұтынушысы жұлдызша арқылы қосылған және симметриялы кернеуі Ul = 220 В болатын үш фазалы желіге қосылған (3.5-сурет, а). ). В желісінің сымы үзілген кезде амперметр көрсеткішін және үш фазалы симметриялы тұтынушының жалпы қуатын анықтаңыз. Симметриялық жүктемесі бар және В желілік сымының үзілуімен кернеулер мен токтардың векторлық диаграммасын тұрғызыңыз.
Жауабы: IA = 12,7 A; P = 4839 Вт.
Белсенді және реактивті фазалық кедергілері бар электр энергиясының үш фазалы тұтынушысы: R1 = 10 Ом, R2 = R3 = 5 Ом және ХL = XC = 5 Ом, үшбұрышпен қосылған (3.5-сурет, б) және үш- симметриялы қоректендірумен сызықтық кернеуі Ul = 100 В фазалық желі. С желісінің сымы үзілген кезде амперметр көрсеткішін анықтаңыз; фазалық және сызықтық токтарды, сондай-ақ әрбір фазаның және бүкіл электр тізбегінің белсенді, реактивті және көрінетін қуатын анықтау. Токтар мен кернеулердің векторлық диаграммасын тұрғызыңыз.
Жауабы: IA = 20 А (үзіліс кезінде); IAB = 10 A, IBC = ICA = 14,2 A;
IA = 24 A, IB = 15 A, IC = 24 A; RAV = 10 кВт, RVS = RSA = 1 кВт, R = 3 кВт;
QAB = 0 VAr, QВС = - 1 kVAr, QCA = 1 kVAr, Q = 0;
САВ = 1 кВА, СВС = ССА = 1,42 кВА, S = 4,85 кВА.
3.5-сурет Электр тізбегінің сұлбасы: а - 3.3.1 есебіне; b - 3.3.2 мәселесіне
Үшбұрышпен қосылған үш фазалы симметриялы электр энергиясын тұтынушының электр тізбегінде А сызығына қосылған амперметрдің көрсетуі IA = Il = 22 А, резисторлардың кедергісі RAV = RВС = RСА = 6 Ом, конденсаторлар ХАВ = ХВС = ХСА = 8 Ом. Желінің кернеуін, активті, реактивті және көрінетін қуатты анықтаңыз. Векторлық диаграмманы құру.
Жауабы: Ul = 127 В, P = 2,9 кВт, Q = 3,88 кВАр, S = 4,85 кВА.
Белсенді және реактивті (индуктивті) фазалық кедергілері бар «жұлдыз» арқылы қосылған электр энергиясын тұтынушы: RA = RВ = RC = Rф = 30 Ом, ХА = ХВ = ХС = Хф = 4 Ом, үш фазалы симметриялы желіге кіреді. а сызықтық кернеу Ul = 220 В Фазалық және желілік токтарды және тұтынушының белсенді қуатын анықтаңыз. Кернеулер мен токтардың векторлық диаграммасын тұрғызыңыз.
Жауабы: Егер = Il = 4,2 А; P = 1,6 кВт.
4.3.1 есеп шарттары үшін фазалық кернеулер мен токтарды, В фазасының қысқа тұйықталуы кезіндегі тұтынушының Рк белсенді қуатын анықтаңыз және осы жағдайдың векторлық диаграммасын құрыңыз.
4. Асинхронды қозғалтқыштың механикалық сипаттамаларын есептеу
4.1 Теориялық ақпарат
Асинхронды машина - жұмыс кезінде айналмалы магнит өрісі қозатын, бірақ ротор асинхронды, яғни өрістің бұрыштық жылдамдығынан өзгеше бұрыштық жылдамдықпен айналатын электр машинасы.
Үш фазалы асинхронды машина екі негізгі бөліктен тұрады: тұрақты статор және айналмалы ротор.
Кез келген электрлік машина сияқты асинхронды машина қозғалтқыш немесе генератор ретінде жұмыс істей алады.
Асинхронды машиналар негізінен ротордың конструкциясында ерекшеленеді. Ротор болат біліктен, штампталған ойықтары бар электрлік болаттан жасалған парақтардан жасалған магниттік тізбектен тұрады. Ротор орамасы қысқа тұйықталған немесе фазалық болуы мүмкін.
Ең кең тарағандары роторы бар асинхронды қозғалтқыштар. Олар дизайндағы ең қарапайым, пайдалану оңай және үнемді.
Асинхронды қозғалтқыштар электр энергиясын механикалық энергияға негізгі түрлендіргіштер болып табылады және адам қызметінің барлық салаларында қолданылатын механизмдердің көпшілігін басқарудың негізін құрайды. Асинхронды қозғалтқыштардың жұмысы қоршаған ортаға теріс әсер етпейді. Бұл машиналар алатын орын аз.
LV қозғалтқышының номиналды қуаты - бұл өндіруші тағайындаған жұмыс режиміндегі біліктегі механикалық қуат. Бірқатар номиналды қуаттар ГОСТ 12139 бойынша белгіленген.
Синхронды айналу жылдамдығы nc ГОСТ 10683-73 белгіленген және 50 Гц желі жиілігінде келесі мәндерге ие: 500, 600, 750, 1000, 1500 және 3000 айн/мин.
Асинхронды қозғалтқыштың энергия тиімділігінің көрсеткіштері:
Біліктегі пайдалы қуаттың қозғалтқыштың желіден тұтынатын белсенді қуатқа қатынасын білдіретін тиімділік коэффициенті (тиімділік)
Тұтынылатын белсенді қуаттың желіден тұтынылатын жалпы қуатқа қатынасын білдіретін cosс қуат коэффициенті;
Slip номиналды n1 және синхронды nc қозғалтқыш жылдамдығы арасындағы айырмашылықты сипаттайды
Тиімділік, косс және сырғанау мәндері машинаның жүктемесіне байланысты және каталогтарда берілген. Механикалық сипаттама қозғалтқыштың айналу моментінің қоректендіру желісінің тұрақты кернеуі мен жиілігіндегі айналу жылдамдығына тәуелділігін білдіреді. Іске қосу қасиеттері іске қосу моментінің, максималды (критикалық) моменттің, іске қосу тоғының немесе олардың еселіктерінің мәндерімен сипатталады. Номиналды токқозғалтқыштың номиналды қуатының формуласынан анықталуы мүмкін
Іске қосу тогы бастапқы ток еселігінің каталог деректерімен анықталады.
Қозғалтқыштың номиналды моменті формула бойынша анықталады
Ротордың номиналды жылдамдығы pN формуламен анықталады
Іске қосу моменті каталог деректерінен анықталады.
Максималды айналу моменті каталог деректерінен анықталады.
Қозғалтқыштың желіден номиналды жүктеме кезінде тұтынатын қуаты қозғалтқыштағы жоғалтулар мөлшері бойынша номиналды қуаттан жоғары, ол тиімділік мәнімен ескеріледі.
Номиналды жүктеме кезінде қозғалтқыштағы жалпы қуаттың жоғалуы
Асинхронды қозғалтқыштың механикалық сипаттамасы формула арқылы есептеледі
мұндағы sKP – қозғалтқыш MMAX максималды (критикалық) моментін дамытатын критикалық сырғанау;
s - ток сырғуы (sKP және sН қоса алғанда, 0-ден 1-ге дейінгі 8-10 мәнді дербес алыңыз).
Білік айналу жылдамдығы сырғанау арқылы анықталады
5. Электрлік өлшемдер мен аспаптар
5.1 Теориялық ақпарат
Электрлік өлшемдердің объектілері барлық электрлік және магниттік шамалар: ток, кернеу, қуат, энергия, магнит ағыны және т.б. Электрлік емес шамаларды (температура, қысым, т.б.) өлшеу үшін де электрлік өлшеуіш аспаптар кеңінен қолданылады. Тікелей бағалау және салыстыру құрылғылары үшін электрлік өлшеу құралдары бар. Аспап шкалалары токтың түрін, аспап жүйесін, оның атауын, шкаланың жұмыс орнын, дәлдік класын және оқшаулаудың сынақ кернеуін көрсетеді.
Жұмыс принципі бойынша магнитоэлектрлік, электромагниттік, электродинамикалық, ферродинамикалық, сонымен қатар жылулық, индукциялық, электрохимиялық және басқа электрлік өлшеуіш аспаптар бар. Электрлік өлшемдерді сандық есептегіштер арқылы да жасауға болады. Цифрлық өлшеу құралдары (ЦҚҚ) әртүрлі электр шамаларын: айнымалы және тұрақты ток пен кернеуді, сыйымдылықты, индуктивтілікті, сигналдың уақыттық параметрлерін (жиілік, кезең, импульс ұзақтығы) өлшеуге және сигнал пішінін жазуға арналған көп диапазонды, әмбебап аспаптар , оның спектрі және т.б.
Цифрлық өлшеу құралдарында кіріс өлшенетін аналогтық (үздіксіз) шама автоматты түрде сәйкес дискретті шамаға түрлендіріледі, содан кейін өлшеу нәтижесі цифрлық түрде көрсетіледі.
Жұмыс принципі мен конструкциясы бойынша цифрлық құрылғылар электромеханикалық және электронды болып бөлінеді.Электромеханикалық құрылғылардың дәлдігі жоғары, бірақ өлшеу жылдамдығы төмен. Электрондық құрылғылар заманауи электроника базасын пайдаланады.
Электрлік өлшеу құралдарының маңызды сипаттамаларының бірі - дәлдік. Электр шамаларын өлшеу нәтижелері сәйкес қателердің (кездейсоқ, жүйелі, өткізіп алу) болуына байланысты олардың шынайы мәнінен сөзсіз ерекшеленеді.
Сандық өрнек әдісіне байланысты қателер абсолютті және салыстырмалы болып бөлінеді, ал индикаторлық құралдарға қатысты - сонымен қатар азайтылады.
Өлшеу құрылғысының абсолютті қателігі өлшенген Ai мен өлшенетін шаманың нақты Ad мәндерінің арасындағы айырмашылық болып табылады:
ИӘ = Ай - тозақ. (4.1)
Абсолюттік қате өлшеу дәлдігі туралы түсінік бермейді, ол салыстырмалы өлшеу қателігімен бағаланады, ол абсолютті өлшеу қателігінің өлшенетін шаманың нақты мәніне қатынасы болып табылады, бөлшек немесе пайызбен көрсетіледі. оның нақты құны
Көрсеткіш өлшеу құралдарының дәлдігін бағалау үшін төмендетілген қате қолданылады, яғни. DA көрсеткішінің абсолютті қателігінің құрылғының ең үлкен көрсеткішіне сәйкес келетін пайызбен көрсетілген Anom номиналды мәніне қатынасы:
Электрлік өлшеу құралдары сегіз дәлдік класына бөлінеді: 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2.5; 4 таразыда көрсетілген. Құралдардың дәлдік кластары берілген қате бойынша анықталады.
Жеткілікті үлкен токтарды өлшеу кезінде өлшеу құрылғысы мұндай токтарға арналмаған кезде шунттар құрылғы тізбегіне параллель жалғанады, олар белгілі шамадағы кедергі болып табылады, Rsh салыстырмалы төмен кедергісі бар, олар арқылы өлшенетін токтың көп бөлігі өткізіледі. өтті. Құрылғы мен шунт IA және Иш арасындағы токтардың таралуы сәйкес тармақтардың кедергілеріне кері пропорционалды.
бұл жағдайда өлшенетін ток I = IA + Ish, содан кейін
Есептеулерді жеңілдету үшін шунт коэффициенті Ksh = 10 тең қабылданады; 100 және 1000. Жеткілікті үлкен кернеулерді өлшеу кезінде өлшенетін кернеудің көп бөлігі берілетін құрылғымен қосымша Rd кедергісі тізбектей қосылады.
Өлшеу шунттары және қосымша кедергілер тек тұрақты токтың электр тізбегінде қолданылады. Айнымалы токтың электр тізбектерінде ток трансформаторлары (өте жоғары токтарды өлшеу үшін) және кернеу трансформаторлары (жоғары кернеуді өлшеу үшін) қолданылады.
5.2 Типтік есепті шешудің мысалы
Электр тізбегіндегі кернеуді өлшеу үшін өлшеу шегі Unom = 300 В болатын дәлдік класы 1,0 вольтметр қолданылады Вольтметрдің көрсеткіші Ui = 100 В. Абсолюттік DU және салыстырмалы өлшеу қателерін және өлшенетін кернеудің нақты мәнін анықтаңыз. .
Өлшенетін шаманың шын (нақты) мәні белгісіз болғандықтан, абсолютті қатені анықтау үшін құрылғының дәлдік класын қолданамыз (құрылғының азайтылған қателігі оның дәлдік класына тең, яғни r = 1%):
Салыстырмалы қате
Демек, өлшенген кернеу мәні Ui = 100 В оның нақты мәнінен 3% артық емес айырмашылығы болуы мүмкін.
5.3 Практикалық сабақта шығарылатын есептер
Токтың номиналды шекті мәні Inom = 5 А және дәлдік класы 0,5 амперметрмен токты өлшеудің абсолютті DI және салыстырмалы қателігін анықтаңыз. Егер оның көрсеткіші (өлшеу мәні) Ii = 2,5 А.
Жауабы: DI = 0,025 А, d = 1%.
Миллиамперметрмен өлшенетін токтың шекті мәні I = 4?10-3 А, кедергісі RA = 5 Ом. Токты өлшеу шегін I = 15А дейін кеңейту үшін қолданылатын шунттың Rsh кедергісін анықтаңыз.
Жауап: Rsh = 1,33 мОм.
К-505 электрлік өлшеуіш жинағы NV = 150 бөлімді шкаласы бар вольтметрмен және НА = 100 бөлімді шкаласымен амперметрмен жабдықталған. Аспаптар шкаласы бөлімінің мәнін, көрсеткі = 100 бөлімді көрсететін вольтметрдің көрсеткіштерін, сондай-ақ ток күшін өлшеу шектері үшін = 50 бөлімді көрсететін амперметрдің көрсеткіштерін анықтаңыз. номиналды мәндері 54.1-кестеде келтірілген кернеулер
Кесте 4.1 Құрылғы параметрлері
Электр тізбегі үшін (54.1-сурет) тармақтардағы токтарды және ішкі кедергісі Rв = 300 Ом болатын вольтметр РV1 көрсеткішін анықтаңыз. Резистор кедергілері: R1 = 50 Ом, R2 = 100 Ом, R2 = 150 Ом, R4 = 200 Ом. Қуат көздерінің ЭҚК: Е1 = 22 В, Е2 = 22 В.
Жауабы: I1 = 0,026 A, I2 = 0,026 A, I3 = 0,052 A, Uv = 15,6 В.
Сурет 5.1 Электр тізбегінің схемасы
K-505 электр өлшеу жинағы 5.2-кестеде келтірілген ток пен кернеу шектеріне есептелген ваттметрмен жабдықталған, ваттметр шкаласы N = 150 бөлімнен тұрады. CW ваттметрінің оның көрсеткіштеріне сәйкес келетін барлық кернеу мен ток шектері үшін бөлу бағасын анықтаңыз. Өлшеу кезінде ваттметр инесі барлық жағдайларда Nґ = 100 бөлімшеге ауытқиды.
Кесте 5.2 Құрал параметрлері
Максималды тұрақты токқа есептелген амперметр Inom = 20 А токты өлшеу үшін тұрақты ток электр тізбегіне кіреді Амперметр көрсеткіші I = 10 А, нақты ток Id = 10,2 А. Абсолюттік DI, салыстырмалы d және төмендетілген g өлшеу қателігін анықтаңыз .
Жауабы: DI = 0,2 А; d = 2%; r = 1%.
Кернеуі U = 220 В электр тізбегіне қосымша кедергісі Rd = 4000 Ом, вольтметрдің кедергісі RB = 2000 Ом болатын вольтметр кіреді. Вольтметрдің көрсеткіштерін анықтаңыз.
Жауабы: УБ = 73,33 В.
Өлшеу шегі Inom = 5 А болатын М-61 типті амперметр ДУА = 75?10-3 В = 75 мВ терминалдардағы кернеудің төмендеуімен сипатталады. Амперметрдің кедергісін РА және оның тұтынатын қуатын РА анықтаңыз.
Ішкі кедергісі 8 кОм болатын вольтметрге Rd = 12 кОм қосымша кедергі қосылған. Егер қосымша қарсылық болса, сіз осы вольтметрді 500 В-қа дейінгі кернеуді өлшеу үшін пайдалана аласыз. Бұл құрылғымен қосымша кедергісіз қандай кернеуді өлшеуге болатынын анықтаңыз.
Жауабы: U = 200 В.
Есептегіш тақтасында «220 В, 5 А, 1 кВт/сағ = 500 айналым» деп жазылған. Есептегіштің салыстырмалы қателігін анықтаңыз, егер тексеру кезінде келесі мәндер алынған болса: U = 220 В, I = 3 А, диск 10 минут ішінде 63 айналым жасады. Есептегішті қосу схемасын көрсетіңіз.
Жауабы: d = 14,5%.
Есептегіш тақтасында «1 кВтсағ = 2500 диск айналымы» деп жазылған. Есептегіш дискі 40 секундта 20 айналым жасаса, тұтынылатын қуат мөлшерін анықтаңыз.
Жауабы: P = 720 Вт.
Шунты жоқ магниттік амперметрдің кедергісі RA = 1 Ом. Құрылғыда 100 бөлімше бар, бөлу бағасы 0,001 А/бөлімше. RШ = 52,6?10-3 Ом кедергісі бар шунтты қосу кезінде құрылғының өлшеу шегін және бөлу мәнін анықтаңыз.
Жауабы: 2 А; 0,02 A/div.
Микроамперметрді өлшеудің жоғарғы шегі 100 мкА, ішкі кедергісі 15 Ом. Өлшеудің жоғарғы шегі 10 есе артуы үшін шунт кедергісі неге тең болуы керек?
Жауабы: 1,66 Ом.
Жалпы ауытқу тогы 3 мА және ішкі кедергісі 30 кОм болатын электромагниттік вольтметр үшін өлшеудің жоғарғы шегін және өлшеудің жоғарғы шегін 600 В-қа дейін ұзарту үшін қажетті қосымша резистордың кедергісін анықтаңыз.
Жауабы: 90 В; 170 кОм.
Библиография
1. Касаткин, А.С. Электротехника [Мәтін]: студенттерге арналған оқулық. электрлік емес маман. университеттер / А.С. Касаткин, М.В. Немцов. - 6-шы басылым, қайта қаралған. - М.: Жоғары мектеп, 2000. - 544 б.: сырқат.
2. Теориялық негізіэлектротехника [Мәтін]: оқу құралы / А.Н.Горбунов [т.б.]. - М.: ОӘК «ТРИАДА», 2003. - 304 б.: сырқат.
3. Немцов, М.В. Электротехника [Мәтін]: оқу құралы / М.В.Немцов, И.И. Светлакова. - Ростов-н/Д: Феникс, 2004. - 567 б.: ауру.
4. Рекус, Г.Г. Электротехника және өнеркәсіптік электроника негіздері мысалдардағы және шешімдерімен есептер [Мәтін]: оқу құралы. электротехникалық емес мамандықтарды оқитын университет студенттеріне арналған оқу құралы. бағыт диплом дайындау маман. техника және технология саласында: Ресей Федерациясының Білім және ғылым министрлігімен қабылданған / Г.Г. Рекус. - М.: Жоғары мектеп, 2008. - 343 б.: сырқат.
Allbest.ru сайтында жарияланған
...Ұқсас құжаттар
Электр қозғаушы күштің синусоидалы емес көзі бар сызықтық электр тізбектерін есептеу. Сызықтық электр тізбектеріндегі өтпелі процестерді анықтау. Тұрақты токтың тармақталған магниттік тізбегін дәйекті жуықтау әдісімен зерттеу.
сынақ, 16.06.2017 қосылды
Орнатылған роторы бар үш фазалы асинхронды қозғалтқыштың құрылымдық дамуы және есебі. Статорды, оның орамасын және тіс аймағын есептеу. Жаралы ротордың орама және тісті аймағы. Магниттік тізбекті есептеу. Магниттік саңылау кернеуі. Қозғалтқышты магниттеу тогы.
курстық жұмыс, 14.06.2013 қосылған
Машинаның электромагниттік есебі және оның конструкциясын әзірлеу. Беріліс қатынасын, якорь диаметрін және ұзындығын анықтау. Якорь орамасы, теңестіру қосылыстары. Коллектор және щеткалар. Магниттік тізбекті және компенсациялық орамды есептеу.
курстық жұмыс, 16.06.2014 қосылған
Тұрақты ток электр жетегінің басқару жүйесінің реттегіштерінің синтезі. Қозғалтқыш және түрлендіргіш үлгілері. Асинхронды қозғалтқыш үшін жылдамдық пен ток реттегіштерін пайдалана отырып, классикалық ток векторын басқару жүйесін есептеу және конфигурациялау.
курстық жұмыс, 21.01.2014 қосылған
Тиін торлы роторлы асинхронды қозғалтқышты есептеу. Негізгі өлшемдерді таңдау. Статор тіс аймағының және ауа саңылауының, ротордың, магниттелетін токтың өлшемдерін есептеу. Жұмыс режимінің параметрлері. Шығындарды есептеу, пайдалану және іске қосу сипаттамалары.
курстық жұмыс, 27.10.2008 қосылған
Асинхронды қозғалтқыштың негізгі нұсқасының негізгі өлшемдерін таңдау. Статор мен роторды есептеу. Статор тіс аймағының және ауа саңылауының өлшемдері. Магниттеу тогын есептеу. Жұмыс режимінің параметрлері. Шығындарды және қозғалтқыштың өнімділігін есептеу.
курстық жұмыс, 20.04.2012 қосылған
Техникалық сипаттамалараспалы кран. Жүктемедегі жұмыс уақытын және цикл уақытын есептеу. Қозғалыс механизмдерінің қозғалтқыштарының қуаты, статикалық моменті және айналу жылдамдығы. Асинхронды қозғалтқыштың табиғи механикалық сипаттамаларын есептеу.
сынақ, 24.09.2014 қосылған
Тегіс цилиндрлік қосылыс элементтерінің және калибрлердің максималды өлшемдерін есептеу. Шпонкалы және шпильді қосылыстардың шекті өлшемдерін және төзімділіктерін анықтау. Домалау подшипниктің білікке және корпусқа сәйкестігін таңдау. Құрастыру өлшемдік тізбектерін есептеу.
курстық жұмыс, 10.04.2011 қосылған
Асинхронды қозғалтқыштың жиілігін реттеу. Қозғалтқыштың механикалық сипаттамасы. Жұмыс режимдерінің ең қарапайым талдауы. Асинхронды қозғалтқышты ауыстыру схемасы. Бақылау заңдары. Электр жетегінің белгілі бір түрі үшін рационалды басқару заңын таңдау.
сынақ, 28.01.2009 қосылған
Символдық түрдегі Кирхгоф заңдары бойынша тізбекті теңдеулер жүйесі. Тізбек тармақтарындағы токтарды контурлық токтар мен түйін кернеулерінің әдістерін қолдану арқылы анықтау. Тәуелсіз түйіндерді көрсететін схема, эквивалентті генератор әдісімен таңдалған тармақтағы токты есептеу.
Кіріспе.................................................. ....... ................................................ 4
1 Бөлім 1. Тұрақты токтың күрделі электр тізбегін есептеу 5
1.1 Кирхгоф заңдары бойынша токтарды есептеу................................... 5
1.2 Кедергі үшбұрышын эквивалентті жұлдызға ауыстыру......................................... ............ ................................................. ................. ........ 6
1.3 «Цикл токтары» әдісімен есептеу......................................... ......... 8
1.4 Электр тізбегінің қуат балансы...................................... 9
1.5 Электр тізбегіндегі нүктелердің потенциалдарын есептеу................................... 10
2 Бөлім 2. Айнымалы токтың электр тізбегін есептеу және талдау 12
2.1 Кешенді әдіспен токтарды есептеу................................... 12
2.2 Ваттметрдің белсенді қуатын анықтау................................... 14
2.3 Активті және реактивті қуаттың балансы................................... 14
2.4 Токтардың векторлық диаграммасы................................................. ....... 14
3 3-бөлім. Үш фазалы электр тізбегін есептеу................................... 15
3.1 Фазалық және желілік токтарды есептеу...................................... ....... 15
3.2 Үш фазалы электр тізбегінің қуаты................................... 16
3.3 Токтар мен кернеулердің векторлық диаграммасы...................... 17
4 Бөлім 4. Үш фазалы асинхронды қозғалтқышты есептеу....... 18
Қорытынды.................................................. ................................ 23
Әдебиеттер тізімі................................................. ......... 24
Кіріспе
Электротехника ғылым ретінде электрлік және магниттік құбылыстарды және олардың практикалық қолдану. Электротехника негізінде электроника, радиотехника, электр жетектері және басқа да байланысты ғылымдар дами бастады.
Электр энергиясы адам қызметінің барлық салаларында қолданылады. Кәсіпорындардағы өндірістік қондырғылар негізінен электр жетегімен, яғни. электр қозғалтқыштары арқылы қозғалады. Электрлік және электрлік емес шамаларды өлшеу үшін электр аспаптары мен құрылғылары кеңінен қолданылады.
Әртүрлі электр және электрондық құрылғыларғылымның, техниканың және өндірістің барлық салаларындағы мамандардың электрлік және электромагниттік құбылыстар туралы негізгі түсініктерді және олардың практикалық қолданылуын білуді қажет етеді.
Студенттердің осы пән бойынша білімдері кәсіпорындарды электрмен жабдықтаудың қазіргі жағдайын ескере отырып, олардың болашақта инженер ретіндегі жемісті жұмысын қамтамасыз етеді.
Алған білімінің нәтижесінде электрлік емес мамандықтардың инженері қазіргі өндіріс жағдайында қолданылатын электр және электронды жабдықтар мен электр жетектерін шебер басқара білуі, энергияны үнемдеу жолдары мен әдістерін білуі керек.
1-БӨЛІМ. КҮРДЕЛІ ЭЛЕКТР ТҰРАҚТЫ ТЕК ТІЗБЕГІН ЕСЕПТЕУ
Схема параметрлері 1-кестеде келтірілген.
1-кесте – Электр тізбегі диаграммасының параметрлері.
|
1 қуат көзінің ЭҚК (E 1) |
|
|
Қуат көзінің ЭҚК 2 (E 2) |
|
|
Қуат көзінің ЭҚК 3 (E 3) |
|
|
Қуат көзінің ішкі кедергісі (R 01) |
|
|
Қуат көзінің ішкі кедергісі (R 02) |
|
|
Қуат көзінің ішкі кедергісі (R 03) |
|
|
Резистор 1 мәні (R 1) |
|
|
Резистор 2 (R 2) |
|
|
Резистор 3 мәні (R 3) |
|
|
Резистор 4 мәні (R 4) |
|
|
Резистор мәні 5 (R 5) |
|
|
Резистор мәні 6 (R 6) |
1.1 Кирхгоф заңдары бойынша токтарды есептеу
Біз диаграммада тармақтардағы токтардың бағытын көрсетеміз (1-сурет).
Тұрақты ток тізбектері үшін Кирхгофтың бірінші заңына сәйкес, электр тізбегінің кез келген түйініндегі токтардың алгебралық қосындысы нөлге тең, яғни. түйіннен бағытталған токтардың қосындысы түйінге бағытталған токтардың қосындысына тең.
Түйіндер үшін Кирхгофтың бірінші заңы бойынша теңдеулерді құрастырамыз, олардың саны (n–1) тең, мұндағы n – тізбектегі түйіндер саны:
A) +I 1 + I 3 – I 2 = 0; (1.1)
B) I 4 + I 6 – I 3 = 0; (1.2)
D) I 5 – I 1 – I 4 = 0. (1.3)
Кез келген тұйық тізбектегі тұрақты ток тізбектері үшін Кирхгофтың екінші заңына сәйкес резистивті элементтердегі кернеулердің алгебралық қосындысы ЭҚК алгебралық қосындысына тең.
Әрбір тізбек үшін Кирхгофтың екінші заңы бойынша теңдеулерді құрастырамыз:
I) I 3 ∙ (R 3 + R 03) – I 1 ∙ (R 1 + R 01) + I 4 ∙ R 4 = E 3 – E 1; (1.4)
II) I 1 ∙ (R 1 + R 01) + I 2 ∙ (R 2 + R 02) + I 5 ∙ R 5 = E 1 + E 2; (1.5)
III) I 6 ∙ R 6 – I 4 ∙ R 4 – I 5 ∙ R 5 = 0. (1.6)
Біз барлық белгілі мәндерді алмастыра отырып, барлық алынған теңдеулерді жүйе ретінде шешеміз:
=>
(1.7)
Матрицаны шешіп, біз тармақтардағы токтардың белгісіз мәндерін аламыз:
I 1 = – 0,615 А;
Егер тармақтағы ток теріс болып шықса, бұл оның бағыты диаграммада таңдалғанға қарсы екенін білдіреді.
1.2 Қарсылық үшбұрышын эквивалентті жұлдызға ауыстыру
Электр тізбегінің сұлбасына сәйкес «үшбұрышты» bcd эквивалентті «жұлдызға» түрлендірейік (2-сурет). Бастапқы үшбұрыш R 4, R 5, R 6 кедергілер арқылы құрылған. Трансформация кезінде тізбектің эквиваленттілігі шарты міндетті түрде сақталады, яғни. түрлендірілген тізбекке өтетін сымдардағы токтар және түйіндер арасындағы кернеулер олардың мәндерін өзгертпейді.
«Үшбұрышты» «жұлдызға» түрлендіру кезінде біз келесі есептеу формулаларын қолданамыз:
Ом. (1.10)
Трансформация нәтижесінде бастапқы схема жеңілдетілген (3-сурет).
Түрлендірілген тізбекте тек үш тармақ және сәйкесінше үш ток I 1, I 2, I 3 бар. Бұл токтарды есептеу үшін Кирхгоф заңдары бойынша құрастырылған үш теңдеу жүйесі жеткілікті:
(1.11)
Теңдеулерді құру кезінде токтың бағыты мен тізбекті айналып өту үш тізбекті тізбектегідей таңдалады.
Біз жүйені құрастырамыз және шешеміз:
(1.12)
Матрицаны шешіп, I 1, I 2, I 3 токтарының белгісіз мәндерін аламыз:
I 1 = –0,615 А;
Алынған ток мәндерін үш тізбекті тізбек үшін құрастырылған теңдеулерге ауыстыру арқылы I 4, I 5, I 6 қалған токтарды анықтаймыз:
1.3 «Цикл токтары» әдісімен есептеу
Біз бастапқы тізбектің ұяшықтарындағы контурлық токтардың бағытын ерікті түрде орнаттық. Барлық токтарды бір бағытта көрсету ыңғайлы - сағат тілімен
КІРІСПЕ
Бұл курстық жұмыстың тақырыбы: «Электр тізбектерін есептеу және талдау».
Курстық жоба 5 бөлімнен тұрады:
1) Тұрақты токтың электр тізбектерін есептеу.
2) Тұрақты токтың сызықты емес тізбектерін есептеу.
3) Айнымалы токтың бір фазалы сызықты электр тізбектерін шешу.
4) Айнымалы токтың үш фазалы сызықты электр тізбектерін есептеу.
5) Электр тізбектеріндегі өтпелі процестерді зерттеу.
Әрбір тапсырма диаграммаларды құруды қамтиды.
Курстық жобаның мақсаты - электр тізбектерін есептеудің әртүрлі әдістерін зерттеу және осы есептеулер негізінде әртүрлі түрлерідиаграммалар.
Курстық жоба келесі белгілеулерді пайдаланады: R-белсенді кедергі, Ом; L - индуктивтілік, H; С – сыйымдылық, Ф;XL, XC – реактивтілік (сыйымдылық және индуктивті), Ом; I – ток, А; U - кернеу, V; E – электр қозғаушы күш, V; ши, ши - кернеу мен токтың ығысу бұрыштары, градус; P - белсенді қуат, Вт; Q - реактивті қуат, Var; S - жалпы қуат, VA; ts - потенциал, V; NE – сызықты емес элемент.
СЫЗЫҚТЫҚ ТҰРАҚТЫ ТЕК ЭЛЕКТР ТІЗБЕЛЕРІН ЕСЕПТЕУ
Электр тізбегі (1-сурет) үшін келесі әрекеттерді орындаңыз:
1) Тізбектің барлық тармақтарындағы токтарды анықтау үшін Кирхгоф заңдарына негізделген теңдеулер жүйесін құру;
2) Контурлық ток әдісі арқылы тізбектің барлық тармақтарындағы токтарды анықтау;
3) Түйінді потенциалдар әдісі негізінде тізбектің барлық тармақтарындағы токтарды анықтау;
4) қуат балансын құру;
5) 2 және 3 тармақтар бойынша ағымдағы есептеулердің нәтижелерін кесте түрінде көрсету және салыстыру;
6) ЭҚК бар кез келген тұйық контурдың потенциалды диаграммасын құрыңыз.
E1=30 В; R4=42 Ом;
E2=40 В; R5=25 Ом;
R1=16 Ом; R6=52 Ом;
R2=63 Ом; r01=3 Ом;
R3=34 Ом; r02=2 Ом;
R1"=R1+r01=16+3=19 Ом;
R2"=R2+r02=63+2=65 Ом.
Ағымдардың бағытын таңдайық.
Контурларды кесіп өту бағытын таңдайық.
Кирхгоф заңы бойынша теңдеулер жүйесін құрайық:
E1=I1R1"+I5R5-I4R4
E2=I2R2"+I5R5+I6R6
E2=I4R4+I3R3+I2R2»
Сурет 1. Тұрақты токтың схемасы
Контурлық ток әдісімен электр тізбектерін есептеу.
Ағындарды реттейік
ЭҚК сәйкес контур токтарының бағытын таңдайық
Контурлық токтар үшін теңдеулерді құрайық:
Ik1 Х(R1"+R4+R5)-Ik2ЧR4+Ik3R5"=E1
Ik2 Х(R3+R+R2")-Ik1ЧR4+Ik3Ч=E2
Ik3 H(R6+R2"+R5)+Ik1×R5+Ik2×R2"=E2
ЭҚК және кедергінің сандық мәндерін теңдеуге ауыстырайық:
Ik1 CH86-Ik2CH42-+Ik3CH25=30
Ik1 CH42+Ik2CH141+Ik3CH65=40
Ik1 H(25)+Ik2H65+Ik3H142=40
Жүйені матрицалық әдіспен шешейік (Крамер әдісі):
D1= =5,273Х105
D2= =4,255Х105
D3= =-3,877Х105
Ik есептейміз:
Тізбек токтарын контурлық токтар арқылы өрнектеп көрейік:
I2 =Ik2+Ik3=0,482+(-44)=0,438 А
I4 =-Ik1+Ik2=0,482-0,591=-0,109А
I5 =Ik1 + Ik3=0,591+(-0,044)=0,547А
Берілген тізбек үшін қуат балансын құрайық:
Сурет=E1I1+E2I2=(30Х91)+(40Х38)=35,25 Вт
Rpr.=I12R1"+I22R2"+I32R3+I42R4+I52R5+I62R6=(91)2H16+(38)2H 63 + (82)2H H34+(-09)2H42+(47)2H25+(44)H5=t.
1 Түйінді потенциал әдісімен электр тізбектерін есептеу
2 Ағымдарды реттейік
3 Түйіндерді орналастырыңыз
4 Потенциалдар үшін теңдеу құрайық:
ts1=(1?R3+1?R4+1?R1")-ts2Ч(1/R3)-ts3-(1/R4)=E1?R1"
ts2Ч(1/R3+1?R6+1?R2")-ts1Ч(1/R3)-ts3(1/R2") =(-E2 ?R2")
ts3Ch(1/R5+1?R4+1?R2")-ts2H(1/R2")-ts1H(1/R4)=E2?R2"
ЭҚК мен кедергінің сандық мәндерін ауыстырайық:
ts1H0,104-ts2H0,029-ts3H0,023=1,57
Ts1H0,029+ts2H0,063-ts3H0,015=(-0,61)
Ts1H0,023-ts2H0,015+ts3H0,078=0,31
5 Жүйені матрицалық әдіспен шешейік (Крамер әдісі):
1= = (-7,803Х10-3)
2= = (-0,457Х10-3)
3= = 3,336Х10-3
6 c есептеңіз:
q2= = (-21Х103)
7 Ағындарды табу:
I1= (ts4- ts1+E)1?R1"=0,482А
I2= (ts2- ts3+E2) ?R2"=0,49А
I3= (ts1- ts2) ?R3=(-0,64)A
I4= (ts3- ts1) ?R4=(-0,28)A
I5= (ts3- ts4) ?R5= 0,35А
I6= (ts4- ts2) ?R6=(-0,023)A
8 Екі әдісті қолданатын ағымдағы есептеулердің нәтижелері еркін кесте түрінде берілген
1-кесте – Екі әдісті қолданып ағымдағы есептеулердің нәтижелері
ЭҚК қоса кез келген тұйық цикл үшін потенциалды диаграмманы тұрғызайық.
3-сурет – тұрақты ток тізбегі
E1=30 В; R4=42 Ом;
E2=40 В; R5=25 Ом;
R1=16 Ом; R6=52 Ом;
R2=63 Ом; r01=3 Ом;
R3=34 Ом; r02=2 Ом;
R1"=R1+r01=16+3=19 Ом;
R2"=R2+r02=63+2=65 Ом.
Тармақтық токтар мен ЭҚК шамасы мен бағытын, сондай-ақ кедергі мәндерін біле отырып, элементтен элементке көшу кезінде тізбектің барлық нүктелерінің потенциалдарын есептейміз.
Егер ток айналып өту бағытымен сәйкес келсе, онда ол - білдіреді, егер ол ЭҚК сәйкес келсе, ол + білдіреді.
ts2=ts1-I2R2"= 0 - 0,438 H 65 = - 28,47B
ts3=ts2+E2= - 28,47+40=11,53В
ts4=ts3-I4R4 = 11,58-(-4,57)=16,15Б
ts4=ts4-I3R3 = 16,15-16,32=-0,17В
Потенциалдық диаграмманы тұрғызамыз, абсцисса осі бойымен контур кедергісін, ал ордината осі бойындағы нүктелердің потенциалдарын олардың белгілерін ескере отырып сызамыз.
Электр тізбегі - электр тогы үшін жол жасайтын электр құрылғыларының жиынтығы, олардың электромагниттік процестері электр қозғаушы күш, электр тогы және электр кернеуі ұғымдарын ескере отырып теңдеулер арқылы сипатталады.
Электр тізбегінің негізгі элементтері (1.1-сурет) электр энергиясының көздері мен тұтынушылары болып табылады.
1.1-сурет Электр тізбегінің негізгі элементтері
Тұрақты токтың электр энергиясының көздері ретінде тұрақты ток генераторлары мен гальваникалық элементтер кеңінен қолданылады.
Электр энергиясының көздері олар дамытатын ЭҚК Е және ішкі кедергісі R0 сипатталады.
Электр энергиясының тұтынушылары резисторлар, электр қозғалтқыштары, электролиз ванналары, электр шамдары және т.б. Оларда электр энергиясы механикалық, жылулық, жарыққа және т.б. түрленеді. Электр тізбегінде ЭҚК оң бағыты қабылданады. оң зарядқа әсер ететін күшпен сәйкес келетін бағыт, яғни. «-» көзінен «+» қуат көзіне.
Электр тізбектерін есептеу кезінде электр энергиясының нақты көздері эквивалентті тізбектермен ауыстырылады.
ЭҚК көзінің эквивалентті тізбегінде E ЭҚК және көздің ішкі кедергісі R0 бар, ол электр энергиясын тұтынушының Rн кедергісінен (Rн >> R0) әлдеқайда аз. Көбінесе есептеулерде ЭҚК көзінің ішкі кедергісі нөлге теңестіріледі.
Энергия көзі жоқ тізбек бөлімі үшін (мысалы, 1.2-сурет, а сұлба үшін) ток I мен U12 кернеуінің арасындағы байланыс тізбек бөлімі үшін Ом заңымен анықталады:
мұндағы c1 және c2 - тізбектің 1 және 2 нүктелерінің потенциалдары;
Y R – тізбектің қимасындағы кедергілердің қосындысы;
R1 және R2 - тізбек бөліктерінің кедергілері.
1.2-сурет Тізбек бөлігінің электрлік диаграммасы: а - энергия көзі жоқ; b - энергия көзі бар
Энергия көзі бар тізбектің бөлімі үшін (1.2-сурет, б) Ом заңы өрнек ретінде жазылады.
мұндағы E – энергия көзінің ЭҚК;
R = R1 + R2 - тізбек бөліктерінің кедергілерінің арифметикалық қосындысы;
R0 – энергия көзінің ішкі кедергісі.
Электр тізбегіндегі қуаттың барлық түрлері арасындағы байланыс (қуат балансы) мына теңдеу арқылы анықталады:
UR1 = UR2 + URp, (1,3)
мұндағы UR1 = UEI – энергия көздерінің қуаттарының алгебралық қосындысы;
UR2 – тұтынушы қуатының алгебралық қосындысы (таза қуат) (P2 = UI);
URp = УI2R0 - көз кедергісіндегі жоғалтуларға байланысты жалпы қуат.
Резисторлар, сондай-ақ басқа электр құрылғыларының кедергісі электр энергиясын тұтынушылар болып табылады. Қуат балансы энергияның сақталу заңымен анықталады, ал кез келген тұйық электр тізбегінде энергия көздері қуаттарының алгебралық қосындысы электр энергиясын тұтынушылар тұтынатын қуаттардың алгебралық қосындысына тең.
Орнатудың тиімділігі коэффициентпен анықталады
Тармақталмаған және тармақталған сызықты тұрақты ток электр тізбектерін есептеу кезінде таңдау электр тізбегінің түріне байланысты әртүрлі әдістерді қолдануға болады.
Күрделі электр тізбектерін есептеу кезінде көп жағдайда электр тізбектерін эквивалентті түрлендірулер әдісін (трансфигурациялау әдісі) пайдалана отырып, тізбектің жеке учаскелерін тізбекті, параллельді және аралас кедергісі бар бір эквивалентті кедергісі бар қосылыстармен ауыстырып, оларды бүктеу арқылы жеңілдеткен жөн.
