Задача: Задачи по машинам вариант 5

Задача 1.1 Однофазный двухобмоточный трансформатор имеет номинальные напряжения: первичное U₁ кВ, вторичное U₂ кВ; максимальное значение магнитной индукции в стержне магнитопровода равно B Тл; площадь поперечного сечения этого стержня Q см²; коэффициент заполнения стержня сталью k_c=0,95. Определить число витков в обмотках трансформатора и коэффициент трансформации, если частота переменного тока в сети f Гц.

Задача 1.2 Номинальная мощность однофазного трансформатора S_н кВА, напряжения U_1н кВ и U_2н кВ, напряжение короткого замыкания U_1н %, ток холостого хода I₀ %, потери холостого хода P₀ кВт, потери короткого замыкания P_к кВт. Определить токи холостого хода и короткого замыкания, напряжение короткого замыкания.

Задача 1.3 Однофазный двухобмоточный трансформатор номинальной мощностью S_ном и номинальным током во вторичной цепи I_2ном (А) при номинальном вторичном напряжении U_2ном (В) имеет коэффициент трансформации k: при числе витков в обмотках w₁, w₂. Максимальное значение магнитной индукции в стержне B_max (Тл), а площадь поперечного сечения этого стержня – Q_cт. ЭДС одного витка E_втк (В). частота переменного тока в сети f (Гц). Требуется определить w₁, w₂, S_ном, Q_ст.

Задача 1.4 Номинальные данные трехфазного трансформатора при соединении обмоток по схеме «звезда-звезда»: мощность S_н (кВА), напряжение на обмотке высокого и низкого напряжения соответственно U_вн (кВ) и U_нн (кВ). Потери холостого хода — P₀ кВт, ток холостого — I₀ = 0.035 I_н, потери короткого замыкания — P_k (кВт), напряжение короткого замыкания — U_k %, активная составляющая напряжения короткого замыкания — U_ka %. Определить: коэффициент мощности при коротком замыкании и холостом ходе, сопротивления схемы замещения для режима короткого замыкания, КПД при коэффициентах мощности cosφ₁ и cosφ₂; активную мощность на вторичной стороне для cosφ₂, при которой значение КПД будет наибольшим; потери в трансформаторе при мощности S кВА; напряжение на выводах вторичной обмотки при номинальной нагрузке и коэффициентах мощности cosφ₁ и cosφ₂.

Задача 2.1 Трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором имеет следующие данные: P_ном (кВт), n_2ном (% от n₁), η_ном (%), cosφ₁, I_п/I_ном, М_п/М_ном, M_мах/М_ном, U₁ (В). Определить скольжение при номинальной нагрузке S_ном, момент на валу M_ном, начальный пусковой М_п и максимальный M_мах моменты, потребляемую двигателем из сети активную мощность P_1ном, номинальный и пусковой токи I_1ном и I_п в питающей сети при соединении обмоток статора «звездой» и «треугольником».

Задача 2.2 Трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором, работающий от сети частотой 50 Гц напряжением 380 В при соединении обмотки статора «звездой», имеет номинальные параметры: полезная мощность P_ном (кВт), частота вращения n_ном (об/мин), КПД η (%), коэффициент мощности cosф_1н ; кратность пускового тока I_п/I_н, кратности пускового М_п/М_н и максимального М_макс/М_н моментов; Сопротивление фазной обмотки статора при рабочей температуре r₁. Требуется рассчитать параметры и построить механическую характеристику двигателя n(2)=f(M). Коэффициент мощности в режиме короткого замыкания принять равным cosф_к = 0,5cosф_1н. Синхронная частота вращения двигателя для всех вариантов – 1000 об/мин.

Задача 3.1 Трёхфазный явнополюсный синхронный генератор работает параллельно на сеть большой мощности. ЭДС фазы генератора E_оф (В), напряжение сети U₁ (В), индуктивные сопротивления, по продольной оси x_d (Ом) b по поперечной оси x_q (Ом); угол сдвига между напряжением и ЭДС (нагрузочный угол) θ=30^О, тормозной момент генератора М (Нм), частота вращения n₁ (об/мин), потери в обмотках статора ΔP₁ (кВт). Схема соединений обмоток статора – «звезда». Определите КПД генератора (%).

Задача 4.1 Четырехполюсная машина постоянного тока независимого возбуждения (p=2) имеет следующие параметры: диаметр якоря D (м), длина якоря l (м), число проводников обмотки якоря N, индукция в воздушном зазоре B (Тл), обмотка якоря простая петлевая, ширина щетки равна ширине коллекторной пластины. Частота вращения машины, работающей в режиме генератора, n = 1000 об/мин, напряжение на нагрузке U_г = 220 В. Определите частоту вращения при работе этой машины в двигательном режиме, если токи возбуждения и якоря остались неизменными, а двигатель питается от сети U_д (В). В расчете индукцию в воздушном зазоре считать постоянной по всей длине зазора, падением напряжения на щетках пренебречь.