Введение
Предмет дисциплины «Электротехника и электроника», ее базовые проблемы и структура, связь с другими дисциплинами и производством. Краткий исторический очерк развития науки об электрических и магнитных явлениях и их практическом применении. Требования к организации обучения и контроля.
Электрическая энергия и ее значение для агропромышленного комплекса. Электроэнергетические показатели Республики Беларусь. Роль электротехники и электроники в развитии перспективных технологий и производственных процессов. Развитие электротехники и электроники как ведущей области науки и техники.
Теория электрических цепей
Линейные электрические цепи постоянного тока
Постоянный электрический ток и области его применения в сельскохозяйственном производстве. Основные источники постоянного тока: аккумуляторы, гальванические, топливные, бактериальные элементы и батареи. Неразветвленные и разветвленные цепи постоянного тока с одним или несколькими источниками питания и приемниками. Применение первого и второго законов Кирхгофа и закона Ома для анализа и расчета цепей постоянного тока.
Графические методы анализа и применение ПЭВМ для расчета и моделирования цепей постоянного тока.
Переходные процессы в цепях постоянного тока с индуктивной катушкой или конденсатором. Первый и второй законы коммутации. Примеры применения переходных процессов на практике.
Магнитные цепи постоянного тока
Магнитная цепь с постоянным магнитным потоком. Законы Кирхгофа и Ома для магнитной цепи. Аналитические и графоаналитические методы расчета однородных и неоднородных магнитных цепей. Применение магнитных цепей и устройств в сельском хозяйстве.
Однофазные линейные электрические цепи
Синусоидального тока
Получение переменной синусоидально изменяющейся электродвижущей силы в однофазном генераторе. Основные информативные параметры, характеризующие электродвижущую силу, напряжение, ток: мгновенные, амплитудные, среднеквадратические, средневыпрямленные значения. Коэффициенты амплитуды и формы. Моделирование переменных синусоидальных величин временными диаграммами, вращающимися радиус-векторами и комплексными числами.
Цепи переменного синусоидального тока с резистивным, индуктивным и емкостным элементом, с индуктивной катушкой и конденсатором. Законы Кирхгофа и Ома, векторные диаграммы цепей.
Цепи переменного синусоидального тока с последовательным и параллельным соединением индуктивной катушки и конденсатора. Законы Кирхгофа и Ома, векторные диаграммы цепей. Резонансные режимы и их применение в сглаживающих и разделительных фильтрах, в усилителях и генераторах.
Мощность и энергия в однофазных цепях переменного синусоидального тока: активная, реактивная, полная. Коэффициенты активной и реактивной мощности, экономический смысл коэффициентов. Компенсация реактивной мощности (энергии) сельскохозяйственных потребителей энергии с помощью косинусных конденсаторов (установок) как один из способов экономии материально-энергетических ресурсов.
Электрические измерения и электроизмерительные приборы
Назначение, классификация и области применения электрических и электронных средств измерений. Устройство, принцип действия и основные характеристики электромеханических и электронных измерительных приборов. Основные методы измерений электрических и неэлектрических величин. Точность и погрешность электроизмерительных приборов и электрических измерений. Перспективные методы и средства измерений электрических и неэлектрических величин в сельскохозяйственном производстве.
Линейные трехфазные электрические цепи
Основные преимущества трехфазных цепей перед однофазными цепями. Источники и приемники в трехфазных цепях. Трехфазный генератор системы симметричных электродвижущих сил. Способы соединения фаз (обмоток) генератора в «звезду» или «треугольник». Линейные и фазные напряжения (токи) и количественные соотношения между ними.
Трехфазная четырехпроводная цепь генератор – потребитель типа «звезда – звезда». Законы Кирхгофа и Ома. Векторные диаграммы. Основные функции нейтрального провода (нейтрали) и ее значение для безопасной эксплуатации трехфазных электрических сетей сельскохозяйственного назначения.
Трехфазная трехпроводная цепь генератор – потребитель типа «звезда – звезда». Законы Кирхгофа и Ома. Векторные диаграммы. Напряжение смещения нейтрали и его влияние на работу сельскохозяйственных потребителей.
Трехфазная трехпроводная цепь генератор – потребитель типа «треугольник – треугольник». Законы Кирхгофа и Ома. Векторные диаграммы. Применение схем типа «треугольник» на практике.
Активная, реактивная и полная мощность (энергия) трехфазных симметричных и несимметричных потребителей.
Электрические машины
Трансформаторы
Назначение, классификация, области применения и паспортные данные трансформаторов. Устройство, принцип действия и основные характеристики силовых понижающих трансформаторов в однофазном и трехфазном исполнениях. Трансформация напряжений, токов и полных мощностей. Мощность потерь в трансформаторе и оптимальный коэффициент полезного действия.
Способы соединения обмоток трехфазных трансформаторов: «звезда», «треугольник», «зигзаг». Параллельная работа трансформаторов. Понятие «группа» для трехфазного трансформатора.
Специальные трансформаторы: разделительные, импульсные, измерительные, сварочные и автотрансформаторы.
Асинхронные машины
Назначение, классификация, области применения и паспортные данные асинхронных машин. Устройство, принцип действия и основные характеристики асинхронного электродвигателя. Вращающееся магнитное поле и скольжение. Электромагнитный момент двигателя. Пуск в ход и регулирование частоты вращения. Однофазные, двухфазные и линейные электродвигатели и их применение в сельскохозяйственном электроприводе.
Синхронные машины
Назначение, классификация, области применения и паспортные данные синхронных машин. Устройство, принцип действия и основные характеристики синхронного генератора. Синхронный электродвигатель и синхронный компенсатор. Регулирование коэффициента активной мощности и питающего напряжения потребителей. Шаговый электродвигатель в дискретном сельскохозяйственном электроприводе.
Конструкторские и эксплуатационные особенности машин переменного тока, применяемых в сельском хозяйстве.
Машины постоянного тока
Назначение, классификация, области применения и паспортные данные машин постоянного тока. Устройство, принцип действия и основные характеристики машин постоянного тока: генератора и электродвигателя. Электродвижущая сила и электромагнитный момент машины. Способы возбуждения. Пуск и регулирование частоты вращения. Бесконтактные (вентильные) машины постоянного тока и их применение.
Конструкторские и эксплуатационные особенности машин постоянного тока, применяемых в сельском хозяйстве.
Электроснабжение
Назначение и основные типы электрических станций. Электростанции на основе возобновляемых источников энергии: Солнца, воды, ветра, растительных и биологических видов топлива. Передвижные и резервные электростанции.
Назначение, основные типы и электрооборудование электрических подстанций. Основные схемы и особенности электроэнергоснабжения сельскохозяйственных потребителей.
Электрические нагрузки. Линии электропередачи воздушные и кабельные.
Государственная политика электроэнергосбережения при производстве, передаче, распределении и применении электрической энергии. Виды основных потерь электрической энергии и способы их снижения. Показатели качества электроэнергии и их влияние на работу однофазных и трехфазных электроприемников. Основные правила безопасной эксплуатации стационарных и передвижных электроустановок в сельском хозяйстве.
Варианты задач и указания
по выполнению контрольноГО ЗАДАНИЯ
Учебным планом для студентов специальности 1-74 06 01 Техническое обеспечение процессов сельскохозяйственного производства по курсу «Электротехника и электроника» предусмотрены практические занятия и выполнение контрольного задания. Задание включает решение четырех контрольных задач. Кроме того, каждое контрольное задание разбито на варианты.
Студенты должны готовить решение контрольного задания по своему варианту. Номер принципиальной электрической схемы выбирается по заданию преподавателя или по последней цифре шифра и номера варианта.
При выполнении контрольного задания необходимо соблюдать нижеприведенные правила.
1. Выполнение каждой задачи должно сопровождаться краткими объяснениями, необходимыми обоснованиями и подробными вычислениями.
2. Задачу следует решить сначала в общем виде (формулы в буквенных выражениях) и только затем, после необходимых преобразований, подставлять соответствующие числовые значения.
3. При вычислении каждого значения следует пояснить словами, какая величина определяется.
4. Размерность всех заданных в условиях задач величин и полученных результатов необходимо указать в соответствии с системой СИ.
5. Электрические схемы должны быть вычерчены согласно установленным правилам (ГОСТ 2.702–75; 2.705–70; 2.722–68; 2.723–74; 2.728–74; 2.730–73; 2.710–81 «Обозначения буквенно-цифровые в электрических схемах»).
6. Графический материал желательно оформлять на миллиметровой бумаге.
7. Решение задачи должно быть написано разборчивым почерком с ясным изображением букв и цифр текста, формул и числовых выкладок.
Чтобы получить полное представление о рассматриваемом вопросе, перед выполнением контрольного задания студент должен изучить соответствующую литературу, а также решить упражнения и задачи, приведенные в учебниках. Основные моменты решения задач, в дополнение к рекомендуемой литературе, приводятся ниже.
Задача 1
В сеть с переменным синусоидальным напряжением U и током I включены последовательно резисторы, индуктивные катушки и конденсаторы (рис. 1). Данные для расчета приведены в табл. 1, в которой указаны значения напряжения или тока, активные сопротивления, индуктивности и емкости, частота питающего напряжения.
Требуется:
1) определить показания измерительных приборов, включенных в цепь: амперметра, вольтметра, ваттметра и фазометра;
2) построить векторную диаграмму напряжений;
3) для принципиальных электрических схем № 1, 3, 5 определить собственную частоту колебаний f o;
4) для принципиальной электрической схемы № 1 определить значение емкости С, при которой в цепи наступит резонанс напряжений;
5) для принципиальной электрической схемы № 4 определить значение индуктивности L, при которой в цепи наступит резонанс напряжений.
Рекомендации по решению задачи 1.
Первая задача относится к расчету однофазной цепи переменного синусоидального тока с последовательным соединением резисторов Ri, индуктивных катушек XLj и конденсаторов ХCК. Для решения задачи необходимо изучить § 5.7, 5.8, 5.5 [1] или § 3.10, 3.11 [2, с. 65...68].
В условии задачи даны численные значения активных сопротивлений R в омах (Ом), индуктивностей катушек L в миллигенри (мГн), емкостей конденсаторов С в микрофарадах (мкФ), частот напряжения или силы тока f в герцах (Гц), входного напряжения U в вольтах (В) или силы входного тока I в амперах (А) (табл. 1).
Сопротивление индуктивной катушки X L определяется по формуле
XL = wL = 2 p × f × L, (1)
где w - угловая частота, рад/с;
L - индуктивность катушки, Гн;
f - промышленная частота, Гц.
Сопротивление конденсатора определяется по формуле
(2)
где С - емкость конденсатора, Ф.
Рис. 1. Принципиальные электрические схемы к задаче 1
Таблица 1. Исходные данные к задаче 1
| Варианты | Данные для расчета | ||||||||
| Предпоследняя цифра шифра | Последняя цифра шифра | U | I | f | R 1 | R 2 | L | C 1 | C 2 |
| В | А | Гц | Ом | Ом | мГн | мкФ | мкФ | ||
| 0…1 (схема № 1) | 0...1 | – | – | ||||||
| 2…3 | – | – | |||||||
| 4…5 | – | – | |||||||
| 6…7 | – | – | |||||||
| 8…9 | – | – | |||||||
| 2…3 (схема № 2) | 0...1 | – | 0,2 | – | – | ||||
| 2…3 | – | 0,4 | – | – | |||||
| 4…5 | – | 0,6 | – | – | |||||
| 6…7 | – | 0,8 | – | – | |||||
| 8…9 | – | 1,0 | – | – | |||||
| 4…5 (схема № 3) | 0...1 | – | |||||||
| 2…3 | – | ||||||||
| 4…5 | – | ||||||||
| 6…7 | – | ||||||||
| 8…9 | – | ||||||||
| 6…7 (схема № 4) | 0...1 | – | – | ||||||
| 2…3 | – | – | |||||||
| 4…5 | – | – | |||||||
| 6…7 | – | – | |||||||
| 8…9 | – | – | |||||||
| 8…9 (схема № 5) | 0...1 | – | – | ||||||
| 2…3 | – | – | |||||||
| 4…5 | – | – | |||||||
| 6…7 | – | – | |||||||
| 8…9 | – | – |
П р и м е ч а н и е. Чтобы получить значения реактивных сопротивлений в омах (Ом), необходимо в соответствующие формулы подставлять значения индуктивностей и емкостей соответственно в генри (Гн) и фарадах (Ф) (1мГн = 10–3 Гн, 1мкФ = 10–6 Ф).
Полное сопротивление Z последовательной цепи вычисляется по формуле
, (3)
где S- оператор, означающий суммирование;
i - порядковый номер элемента.
Сила тока в цепи определяется по заданному напряжению U и полному сопротивлению Z по закону Ома:
(4)
Входное напряжение определяется по соответствующей формуле:
(5)
Активная мощность цепи в ваттах (Вт) или в киловаттах (кВт) вычисляется по формуле
. (6)
Индуктивная мощность цепи в варах (вар) или в киловарах (квар) вычисляется по формуле
. (7)
Емкостная мощность цепи также в варах или киловарах вычисляется по формуле
(8)
Полная мощность цепи в вольт-амперах (В×А) или в киловольт-ам-перах (кВ×А):
. (9)
Показание ваттметра численно равно значению активной мощности из формулы (6), а показание фазометра определяется по формуле
(10)
где RК - активное сопротивление участка цепи, к которому подключена катушка напряжения фазометра;
ZК - полное сопротивление данного участка.
Показание вольтметра вычисляется по формуле (5), в которой сопротивление Z заменяется сопротивлением ZК участка цепи, к которому подключен вольтметр.
Показание амперметра численно равно значению силы тока I из формулы (4).
Собственная частота колебаний f 0 вычисляется по формуле
(11)
где L - общая индуктивность цепи, Гн;
С - общая емкость цепи, Ф.
Формулы для вычисления L и C:
L = L 1 + L 2 + … + Li; (12)
(13)
Значение резонансной емкости или индуктивности определяется из условия резонанса напряжений для последовательной цепи:
. (14)
Векторную диаграмму напряжений цепи необходимо строить следующим образом:
1) записать векторное уравнение напряжений на основании второго закона Кирхгофа:
.; (15)
2) выбрать базовый вектор, относительно которого строят векторную диаграмму напряжений. В последовательной цепи это, как правило, вектор тока Ī;
3) учитывать, что векторы ŪRi совпадают по фазе с вектором тока Ī; векторы ŪLi опережают вектор Ī на 90о; векторы ŪCi отстают от вектора Ī на 90о. Кроме того, следует иметь в виду, что векторные слагаемые формулы (15) подчиняются законам переместительности и сочетательности.
Задача 2
В сеть с переменным синусоидальным напряжением U и током I, частотой f = 50 Гц включены последовательно-параллельно резисторы, индуктивные катушки и конденсаторы (рис. 2). Данные для расчета параллельной цепи приведены в табл. 2, в которой указаны значения напряжения или силы тока, активные, индуктивные и емкостные сопротивления (данные к задаче выбираются согласно последней цифре шифра студента).
Требуется:
1) определить показания электроизмерительных приборов, включенных в цепь: амперметра, вольтметра, ваттметра и фазометра;
2) построить векторную диаграмму силы токов.
Рекомендации по решению задачи 2.
Вторая задача относится к расчету однофазной цепи переменного тока с последовательно-параллельным соединением резисторов, индуктивных катушек и конденсаторов. Для ее решения предварительно необходимо изучить § 5.9, 5.10 [2, с. 73...77].
Даны численные значения сопротивлений R 1, R 2, XL 1, XL 2, XC 1, XC 2. Заданы также входное напряжение U или сила входного тока I в действующих значениях (табл. 2).
Рис. 2. Принципиальные электрические схемы к задаче 2
Данную задачу можно решать методом проводимостей, поэтому необходимо определить сначала активные проводимости ветвей gi и всей цепи g, индуктивные проводимости ветвей bLj и всей цепи bL, емкостные проводимости ветвей bСk и всей цепи bС, полную проводимость всей цепи у. Если рассматриваемая ветвь содержит сопротивления какого-либо вида Ri, XLi, XCi, то проводимости вычисляются по формулам
. (16)
Если рассматриваемая ветвь содержит два и более последовательно соединенных разнотипных элемента, то проводимость i -й ветви вычисляется по формулам
, (17)
где Zi - полное сопротивление i -й ветви.
Таблица 2. Исходные данные к задаче 2
| Варианты | Данные для расчёта | ||||||||
| Предпоследняя цифра шифра | Последняя цифра шифра | U | I | R 1 | R 2 | XL 1 | XL 2 | XC 1 | XC 2 |
| В | А | Ом | Ом | Ом | Ом | Ом | Ом | ||
| 0…1 (схема № 1) | 0...1 | – | – | ||||||
| 2…3 | – | – | |||||||
| 4…5 | – | – | |||||||
| 6…7 | – | – | |||||||
| 8…9 | – | – | |||||||
| 2…3 (схема № 2) | 0...1 | – | 0,5 | – | |||||
| 2…3 | – | 1,0 | – | ||||||
| 4…5 | – | 1,5 | – | ||||||
| 6…7 | – | 2,0 | – | ||||||
| 8…9 | – | 2,5 | – | ||||||
| 4…5 (схема № 3) | 0...1 | – | – | – | |||||
| 2…3 | – | – | – | ||||||
| 4…5 | – | – | – | ||||||
| 6…7 | – | – | – | ||||||
| 8…9 | – | – | – | ||||||
| 6…7 (схема № 4) | 0...1 | – | – | – | |||||
| 2…3 | – | – | – | ||||||
| 4…5 | – | – | – | ||||||
| 6…7 | – | – | – | ||||||
| 8…9 | – | – | – | ||||||
| 8…9 (схема № 5) | 0...1 | – | – | – | |||||
| 2…3 | – | – | – | ||||||
| 4…5 | – | – | – | ||||||
| 6…7 | – | – | – | ||||||
| 8…9 | – | – | – |
Активная, индуктивная, емкостная проводимости всей цепи вычисляются по формулам
. (18)
Полная проводимость всей цепи определяется по формуле
. (19)
Сила входного тока I определяется по закону Ома:
I = U · у. (20)
Входное напряжение по заданной силе тока вычисляется из формулы (20).
Показания ваттметра и фазометра вычисляются по соответствующим формулам
(21)
(22)
Для некоторых вариантов показание фазометра вычисляется по формуле
(23)
где gК - общая активная проводимость к -го участка цепи, содержащего одну или две параллельные ветви, См;
yК - полная проводимость к -го участка цепи, См.
При построении векторной диаграммы токов необходимо:
1) записать для данной цепи векторное уравнение токов на основе первого закона Кирхгофа:
Ī = Ī 1 + Ī 2 + Ī 3 +…+ Īi, (24)
где Ī 1, Ī 2, Ī 3, … Īi - векторы общего тока и токов ветвей заданной цепи.
Численные значения силы токов ветвей определяют на основе закона Ома:
(25)
где Z 1, Z 2, Z 3 - полные сопротивления ветвей, Ом;
2) выбрать базовый вектор, относительно которого строится диаграмма токов; в параллельной цепи это вектор напряжения Ū;
3) фазовые углы между векторами токов и вектором напряжения определять по формуле
(26)
где Ri - сумма активных сопротивлений ветви, Ом;
Zi - полное сопротивление соответствующей ветви, Ом.
Задача 3
Однофазные токоприемники соединены способом «звезда» и включены в трехфазную сеть с линейным напряжением U. Тип сопротивлений, их численное значение, а также линейное напряжение U приведены в табл. 3. Приемники фаз А, В, С соединены последовательно или параллельно согласно принципиальным электрическим схемам (рис. 3).
Рис 3. Принципиальные электрические схемы к задаче 3
Требуется:
1) определить силу токов IА, IВ, I С в фазах токоприемников А, В, С;
2) определить активную, реактивную, полную мощность каждой фазы в отдельности, а также активную, реактивную и полную мощность всех трех фаз;
3) построить векторную диаграмму токов и напряжений и графически определить силу тока IN в нейтральном проводе.
Рекомендации по решению задачи 3.
Третья задача относится к расчету трехфазных цепей переменного тока, в которых потребители соединены способом «звезда».
Для ее решения необходимо изучить § 7.1...7.3 [1] или § 4.1...4.4 [2, с. 104...114].
Дана трехфазная четырехпроводная несимметричная цепь с последовательно или параллельно соединенными элементами (активными и реактивными). Задано входное линейное напряжение.
Для определения силы линейного (фазного) тока IА, IВ, IС необходимо найти полное сопротивление фазы Zi, если элементы соединены последовательно, или полную проводимость фазы Уi, если элементы соединены параллельно. Тогда сила тока определяются по формулам:
(27)
или
IА = UА · УА; IВ = UВ · УВ; IС = UС · УС, (28)
где UА, UВ, UС - фазное напряжение цепи, В;
ZА, ZВ, ZС, УА, УВ, УА - полные сопротивления или проводимости фаз (см. задачи 1, 2).
Активная мощность фазы в случае последовательно или параллельно соединенных элементов вычисляется по формулам:
(29)
где S Ri - сумма активных сопротивлений фазы, Ом;
gi - активная проводимость фазы, См.
Индуктивная мощность фазы QLi и емкостная мощность фазы QCi определяются аналогично, только вместо Ri и gi следует подставлять соответственно XLi, XCi, ВLi, ВCi.
Полная мощность фазы Si вычисляется по формуле (9), при этом следует исключать ненужные слагаемые.
Активная мощность всей цепи вычисляется по формуле
Р = S Рi. (30)
Реактивная мощность всей цепи вычисляется по формуле
Q = S QLi – S QCi. (31)
Полная мощность всей цепи определяется по формуле
(32)
Таблица 3. Исходные данные к задаче 3
| Варианты | Данные для расчета | |||||||||
| Предпоследняя цифра шифра | Последняя цифра шифра | UЛ | RА | RВ | RС | XLА | XLB | XLС | XСА | XCВ |
| В | Ом | Ом | Ом | Ом | Ом | Ом | Ом | Ом | ||
| 0…1 (схема № 1) | 0...1 | – | – | – | ||||||
| 2…3 | – | – | – | |||||||
| 4…5 | – | – | – | |||||||
| 6…7 | – | – | – | |||||||
| 8…9 | – | – | – | |||||||
| 2…3 (схема № 2) | 0...1 | – | – | – | – | |||||
| 2…3 | – | – | – | – | ||||||
| 4…5 | – | – | – | – | ||||||
| 6…7 | – | – | – | – | ||||||
| 8…9 | – | – | – | – | ||||||
| 4…5 (схема № 3) | 0...1 | – | – | – | – | – | ||||
| 2…3 | – | – | – | – | – | |||||
| 4…5 | – | – | – | – | – | |||||
| 6…7 | – | – | – | – | – | |||||
| 8…9 | – | – | – | – | – | |||||
| 6…7 (схема № 4) | 0...1 | – | ||||||||
| 2…3 | – | |||||||||
| 4…5 | – | |||||||||
| 6…7 | – | |||||||||
| 8…9 | – | |||||||||
| 8…9 (схема № 5) | 0...1 | – | – | – | ||||||
| 2…3 | – | – | – | |||||||
| 4…5 | – | – | – | |||||||
| 6…7 | – | – | – | |||||||
| 8…9 | – | – | – |
Для построения векторной диаграммы линейных и фазных напряжений и токов необходимо определить углы сдвига между фазными напряжениями и соответствующими фазными токами для всех трех фаз.
Если элементы фазы соединены последовательно, то угол вычисляется по формуле
(33)
где Xi - реактивное сопротивление i -й фазы, Ом;
Ri - активное сопротивление i -й фазы, Ом.
Реактивное сопротивление каждой фазы вычисляется по формуле
(34)
Если сопротивления фазы соединены параллельно, то угол ji определяется по формуле
, (35)
где bi - реактивная проводимость i -й фазы, См;
gi - активная проводимость i -й фазы, См.
Реактивная проводимость i -й фазы вычисляется по формуле
(36)
При построении векторной диаграммы необходимо выполнить следующие операции:
1) записать для данной цепи одно векторное уравнение по первому закону Кирхгофа для токов и три векторных уравнения для напряжений по второму закону Кирхгофа:
IА + IВ + IС = IN; (37)
(38)
2) векторную диаграмму напряжений начинать с построения симметричной «звезды» векторов фазных напряжений ŪА, ŪВ, ŪС. Линейные напряжения ŪАВ, ŪВС, ŪСА строить как векторные разности соответствующих фазных напряжений согласно системе (38);
3) линейные (фазные) токи ĪА, ĪВ, ĪС необходимо строить под соответствующими фазовыми углами ji, относительно своих фазных напряжений;
4) вектор тока ĪN в нейтральном проводе получить на диаграмме согласно уравнению (37).
Задача 4
Трехфазный понижающий силовой трансформатор имеет технические данные, приведенные в табл. 4: номинальную мощность Sн, номинальное высшее линейное напряжение U 1 Л , номинальное низшее линейное напряжение U 2 Л , мощность потерь холостого хода (при номинальном напряжении) Р о, мощность потерь короткого замыкания (при номинальном токе) РК, схемы соединения первичных и вторичных обмоток трансформатора (рис. 4).
Рис. 4. Принципиальные электрические схемы к задаче 4
Требуется:
1) определить линейный и фазный коэффициенты трансформации трансформатора;
2) определить фазные напряжения трансформатора;
3) определить линейные и фазные токи трансформатора;
4) вычислить коэффициент полезного действия при коэффициенте мощности нагрузки cos jм = 0,9 и коэффициенте нагрузки b = 75 % от номинальной;
5) вычислить годовой коэффициент полезного действия при полной нагрузке b = 1 и коэффициенте мощности cos jм = 0,8, времени работы под нагрузкой в году Т = 7000 ч;
6) построить векторную диаграмму линейных и фазных напряжений для первичных и вторичных обмоток трансформатора и определить группу соединения обмоток.
Рекомендации по решению задачи 4.
Четвертая задача относится к расчету трехфазного силового трансформатора, способ соединения обмоток которого задан. Для решения задачи необходимо изучить § 13.10 [1] или § 9.8 [2, с. 248…255].
Распространенными схемами соединения обмоток трансформаторов являются схема «звезда», обозначаемая буквой У (или символом Y), и схема «треугольник», обозначаемая буквой Д (или символом D).
Обмотка высшего напряжения (ВН) может быть соединена или в «звезду» или в «треугольник» независимо от способа соединения обмотки низшего напряжения (НН). Очевидно, что число основн