6. Расчет напряжения на вторичной обмотке U 2 при активно-индуктивной нагрузке.
7. Процент активной части напряжения короткого замыкания uка, %:
uка = Ркз100/Sн;
uка = 2,48 %; uка = 2,3 %.
8. Процент реактивной части напряжения короткого замыкания uкр, %:
uкр = (uкз2 − uка2)0,5;
uкр = 0,94 %; uкр = 2,15 %.
9. Относительные потери напряжения Du21, % при cosj1:
Du21 = b1(uкаcosj1 + uкрsinj1);
Du21 = 1,57 %; Du21 = 2,17 %.
10. Относительные потери напряжения Du22, % при cosj2:
Du22 = b1(uкаcosj2 + uкрsinj2);
Du22 = 1,44 %; Du22 = 2,11 %.
11. Напряжение на вторичной обмотке U21 при cosj1:
U21 = U2н(1 - Du21/100);
U21 = 226,39 В; U2 = 130,11 В.
12. Напряжение на вторичной обмотке U22 при cosj2:
U21 = U2н(1 - Du22/100);
U21 = 226,69 В; U2 = 130,20 В.
13. Значение КПД при cosj2 и нагрузке составляющей b2 от номинальной:
h = b2Sнcosj2/(b2Sнcosj2 + P0 + b22Pкз);
h = 0,947; h = 0,952.
14. Расчет значения годового (за Т = 8760 час) КПД hг при полной нагрузке.
15. Полезная мощность, отдаваемая трансформатором потребителю электроэнергии при номинальной нагрузке (b = 1) при cosj1: Р2н = Sнcosj1;
Р2н = 3,15 кВт; Р2н = 12,5 кВт.
16. Энергия, отдаваемая трансформатором потребителю за год:
W2 = Р2нtр; tр =7200 час;
W2 = 22680 кВт×ч; W2 = 90000 кВт×ч.
17. Энергия, потребляемая трансформатором за год в режиме холостого хода: W0 = Р0Т;
W0 = 396,0 кВт×ч; W0 = 1375,3 кВт×ч.
18. Энергия, теряемая в проводах обмотки трансформатора при номинальной нагрузке за время tр: Wкз = tрPкз;
Wкз = 1123,2 кВт×ч; Wкз = 4147,2 кВт×ч.
19. Суммарная энергия, потребляемая трансформатором за год
W1 = W2 + W0 + Wкз;
W1 = 24199 кВт×ч; W1 = 95523 кВт×ч.
20. Годовой КПД hг: hг = 100W2/W1, %;
hг = 93,7 %; hг = 94,2 %.
Задача № 3.2
Примерные технические данные трехфазного короткозамкнутого асинхронного двигателя представленные в таблице 3.3 [10], [16]. Двигатель длительно подключен к сети с промышленной частотой f1 = 50 Гц. Заданы: номинальная активная мощность Рн, номинальная частота вращения ротора nн, кратность максимального (критического) момента Км = Mmax/Mн, активное сопротивление r1 обмотки статора при 20 оС. Двигатель исполняется на напряжение U1ф/U1л = 220/380 В (фазное / линейное).
Рис. 3.1. Схема к задаче № 3.2
С учетом приведенных данных двигателя требуется определить:
- сопротивление обмотки статора в нагретом состоянии при температуре t с учетом температурного коэффициента сопротивления a меди;
- число пар полюсов обмотки статора;
- частоту f2 колебаний тока в обмотке ротора;
- электромагнитную мощность двигателя Рэм;
- электромагнитные моменты двигателя Мmax и Мн;
- параметры упрощенной Г-образной схемы замещения (рис. 3.1) асинхронного двигателя, в том числе: приведенное сопротивление фазы обмотки ротора r2¢ в нагретом состоянии; реактивное сопротивление xк, равное xк = x1 + x2¢ , и другие.
Таблица 3.3
Задание к задаче № 3.2
Параметры | Последняя цифра номера зачетки | Пример | |||||||||
0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | ||
Параметры асинхронного двигателя | |||||||||||
Рн, кВт | 7,5 | 15 | 11 | 4,0 | 15 | 1,1 | 30 | 3,0 | 7,5 | 37 | 17 |
nн , об/мин | 1440 | 2940 | 960 | 1420 | 720 | 2920 | 580 | 1430 | 730 | 575 | 965 |
Км | 2,2 | 1,9 | 2,0 | 2,2 | 2,0 | 1,9 | 1,8 | 2,2 | 1,7 | 1,8 | 2,1 |
r20, мОм | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 15 |
Предпоследняя цифра номера зачетки | |||||||||||
0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | ||
t, o C | 85 | 84 | 83 | 82 | 81 | 80 | 79 | 78 | 77 | 76 | 75 |
Таблица 3.4
Зависимость синхронной частоты W и частоты вращения поля n1 от числа пар полюсов р
р | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
n1, об/мин | 3000 | 1500 | 1000 | 750 | 600 |
W, рад/с | 314 | 157 | 105 | 78,5 | 63 |
Для условий задачи, соответствующей номеру варианта, выполнить следующие этапы расчета.
1. Записать задание, соответствующее номеру варианта. Письменно пояснить схему замещения, физическое значение параметров Р, Км, Mmax, Мн, р, r20, r1, r2¢, x1, x2¢ , xк, x0, r0 (рис. 3.1, табл. 3.3, 3.4).
2. Определить (рассчитать) следующие параметры.
3. Активное сопротивление r1 обмотки статора машины в нагретом состоянии c учетом a = 0,00428 град-1:
r1(t) = r20[1 + a(t − 20)]; r1(t) = 0,0185 Ом.