Режимы узла нагрузки с электромашинами различных типов - Физика и энергетика курсовая работа

Главная

Физика и энергетика
Режимы узла нагрузки с электромашинами различных типов

Выбор асинхронного и синхронного двигателя, расчет их номинальных параметров и параметров рабочего режима. Выбор пары силовых трансформаторов. Расчет энергетической эффективности режимов. Схема замещения пары трансформаторов, работающих на общую нагрузку.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Учебная дисциплина: Электрические машины
Тема: Режимы узла нагрузки с электромашинами различных типов
Для узла нагрузки, включающего два СТ (6 кВ / 380 В) и работающие от одних шин(6 кВ) питающий асинхронный и синхронный двигатели (от общих шин 380В), необходимо:
· АД, способный развивать мощность не менее 27 кВт, приводя в действие механизм, необходимый момент, для пуска которого составляет 130 Нм при пуске и возрастает пол мере разгона на 115 Нм на каждую 1000 оборотов в минуту.
· СД, мощность на валу, которого меняется произвольно от 0 до 70 кВт.
1. минимальную стоимость каждой из 4 машин, - цена для СТ и СД предполагается пропорциональной их номинальным мощностям, а для АД - и числом пар полюсов;
2. мощность на валу АД - не ниже указанной;
3. устойчивость работы СД во всём указанном диапазоне мощностей на его валу;
4. отсутствие перегрузок по токам у всех машин во всех режимах, - в том числе при отключенном одном из двигателей;
5. чисто активный характер нагрузки на шинах 380 вольт.
При равенстве стоимости вариантов - конкурентов, - принимать тот, который обеспечивает минимум среднего значения суммарных потерь энергии.
1.2 Расчет номинальных параметров АД
1.3 Расчет параметров рабочего режима АД
2.2 Расчет номинальных параметров и рабочего режима СД
3 Выбор пары силовых трансформаторов
4 Расчет энергетической эффективности режимов
асинхронный двигатель трансформатор
Исходные данные для расчета АД: Мп = 115 Н·м (постоянный момент на валу двигателя), k = 0.12 - коэффициент, определяющие характер изменения момента нагрузки на валу, и Pmin = 27 (кВт) -- значение минимальной мощности на валу АД.
Для нахождения установившейся скорости АД приравниваю выражение для момента на валу двигателя и выражение для момента сопротивления:
Синхронная скорость: nc = 3000 об/мин.
Для выбора Pвn -- номинальной мощности на валу АД, из 14 групп АД имеющихся на складе. Требуется чтобы Pvn>Pmin(Мс < Мв). Из ряда предлагаемых двигателей выберем двигатель с Pвn = 55(кВт).
что требовалось для данных условий.
1.2 Расчет номинальных параметров АД.
Для расчета рабочего режима двигателя допускается использовать уравнения, соответствующие упрощенной схеме замещения.
Рис. 2. Упрощенная схема замещения АД.
В этой схеме все величины и параметры выражены в относительных единицах, и представляют собой
G0 -- эквивалент потерь мощности в стали;
B0 -- эквивалент действия основного поля;
Rk -- эквивалент потерь мощности в обмотках;
Xk -- эквивалент действия полей рассеивания статора и ротора;
Рассчитаем параметры схемы замещения по пятому варианту исполнения АД:
Cos5ц = 0.82 з5н = 0,845 Uн = 220 R1ое = 0,0375
Sн = 0,0315 Мпое = 0,48 Мкрое = 1,8 Uное = 1
Определим базисные значения мощности, тока, момента и сопротивления:
Определим номинальный момент на валу:
Найдем значения коэффициентов нагрузки (в ОЕ):
Критическое скольжение определяем с помощью формулы Клосса:
Мное = 2*Ммаксое5*Sн5*Sкр5+Мное5*Sн52 = 0
Находим относительные значения сопротивлений статора и ротора:
Находим сопротивление контура ротора при номинальном скольжении:
Определяем составляющие тока ротора в номинальном режиме (в ОЕ):
Вычислим составляющие тока статора в номинальном режиме (в ОЕ):
Находим параметры контура намагничивания:
ДРоен5 = Рсоен5 - Рвоен5 = 0,127 ОЕ
ДРстоен5 = G0oe5 = 0.093 OE ДPст5 = ДРстоен5*Sб5 = 7,411 кВт
Определяем значение скольжения асинхронного двигателя в рабочем режиме:
Рабочее скольжение будет равно скольжению, при котором момент сопротивления будет равен моменту на валу двигателя. Рассчитываем уравнение:
Рабочий момент на валу асинхронного двигателя равен:
Определяем активный и реактивный ток ротора в рабочем режиме:
Вычислим активный, реактивный, полный ток статора в рабочем режиме:
ДРмоер5 = ДРмоер5 + G0oe5 = 0.135 OE
Рвоен5 = Рсоер5 - ДРоер5 = 0,675 ОЕ
Определим коэффициент мощности в рабочем режиме:
Находим КПД двигателя в рабочем режиме, а также критерий оптимальности (выбираем тот двигатель, у которого наибольшее значение V):
Выбираю АД пятого поколения с одной парой полюсов и с номинальной мощностью на валу 55 кВт, так как двигатели прочих исполнений имеют перегрузку по току статора и мощности на валу в рабочем режиме.
Исходными данными для выполнения этого раздела проекта является максимальная мощность на валу СД и необходимая реактивная мощность на зажимах статора, которая должна компенсировать реактивную мощность АД.
Реактивный ток статора АД: I1p = 68.094 A
Максимальная мощность на валу СД: Рвmax = 70 кВт
Реактивная мощность на зажимах статора, которая должна компенсировать реактивную мощность, потребляемую АД:
Рассчитываем токи статора и мощность на валу для разновидности СД 8100:
I1a1 = Pвmax/(3*Uян*зн1) = 126,263 А
Рассчитываем токи статора и мощность на валу для разновидности СД 9500:
I1a2 = Pвmax/(3*Uян*зн2) = 119,617 А
Выбираю синхронный двигатель разновидности 9500 с номинальной мощностью на валу 120 кВт, так как cosц и з у двигателя этой разновидности выше, чем у двигателя разновидности 8100.
Коэффициент запаса по мощности: Кр = Рвн/Рвн2 = 1,382
Находим базисные величины тока статора (якоря) и мощности:
2.2 Расчет номинальных параметров и рабочего режима СД
Провожу расчет параметров СД разновидности 9500 пятого исполнения.
m5 = 0.042 Iвmaxoe5 = 1.7 Xp5 = 0.075 ДP05 = 0.03
Базисный и максимальный токи возбуждения:
Iвб5 = m5*Iян = 8,038 А Iвmax5 = Iвmaxое3*Iвб3 = 13,665 А
Rя5 = cosцн2 - Рвное - ДР05 = 0,02 ОЕ
Определяем активную составляющую тока якоря:
Рс5 = Uяное*Iяное5 = Рвое + ДР05 + Rя5*(I2яаое5+ I2ярое5)
Rя5* I2яаое5 - Uяное*Iяное5 + ДР05 + I2ярое5*Rя5
Определим результирующую ЭДС якоря:
Е0ое5 = 0,961 ОЕ Е05 = Е0ое5*Uян = 211,527 В
Определим результирующую МДС якоря:
Угол между векторами тока якоря и напряжения сети:
ц5 = -arccos(Iяаое5/Iяое5) ц55 = ц5*180/р
Угол сдвига результирующей ЭДС от вектора напряжения сети:
Коэффициент приведения МДС якоря по продольной оси: Кad = 0.9
Коэффициент приведения МДС якоря по поперечной оси: Кaq = 0.6
Угол выбега ротора (между векторами результирующей ЭДС и ЭДС возбуждения):
Угол сдвига вектора тока якоря от оси q (ЕВ):
Так как рабочий ток возбуждения меньше предельного для пятого варианта исполнения, то расчет по пятому исполнению продолжаю.
Находим величину потерь на возбуждение:
Определяем потери в меди в рабочем режиме:
Потери двигателя без учета возбуждения:
Рсое5 = Iяаое5*Uяное*cosцр5 = 0,634 ОЕ
Рвое5 = Рсое5 - Дрмое5 - ДР0ое5 = 0,593 ОЕ
У двигателя первого и второго исполнения рабочий ток возбуждения превышает предельно допустимое значение.
Выбираю СД пятого исполнения разновидности 9500 с Рвн = 120 кВт, так как мощность на валу двигателей третьего и четвертого исполнений в рабочем режиме меньше требуемого значения. В сравнении с двигателями третьего и четвертого исполнений двигатель пятого исполнения имеет более высокий КПД в рабочем режиме.
3. Выбор пары силовых трансформаторов
Исходными данным для выбора двух СТ, снабжающих энергией асинхронный и синхронный двигатели, являются значения сетевых мощностей этих двигателей.
Реактивная мощность, отдаваемая СД в сеть: Q = 44.94 кВАр
Рассчитываем полную мощность пары СТ:
Суммарная мощность силовых трансформаторов А и В больше расчетной суммарной мощности (S = 100+100= 200 кВА).
КА = U1Axx/U2xx = 15.71 КВ = U1Bxx/U2xx = 15.72
Находим разницу коэффициентов трансформации:
Разница напряжения короткого замыкания:
Приведем схему замещения пары трансформаторов работающих на общую нагрузку и решим её методом узловых потенциалов:
Рис. 3. Схема замещения пары трансформаторов работающих на общую нагрузку
I2А, I2В - токи вторичных обмоток трансформаторов;
RkА, RkВ - приведенные ко вторичной обмотке внутренние активные сопротивления;
XkА, XkВ - приведенные ко вторичной обмотке эквиваленты полей рассеяния;
U1А, U1В - напряжения вторичных обмоток трансформаторов.
Е2А = U1н/КА = 220,878 В Е2В = Uн1/КВ = 220,738 В
ZбА = Uн2/I2нА = 1,452 Ом ZбВ = Uн2/I2нВ = 1,452 Ом
Внутренние сопротивления трансформаторов:
RkA = ДPнмА*ZбА/SнА = 0,032 Ом RkВ = ДPнмВ*ZбВ/SнВ = 0,029 Ом
Индуктивные составляющие потерь СТ:
Суммарная активная мощность в данном случае равна мощности, потребляемой парой СТ, так как СД компенсирует потребляемую АД реактивную мощность.
P2? = Pcaд + Рссд = 144,4 кВт Q2? = 0
Угол между током и напряжением на нагрузке пары СТ:
Пара СТ работает на активную нагрузку.
Определение параметров общей нагрузки (проводимостей):
Cсуммарная мощность потерь СТ исполнения А:
Суммарная мощность потерь СТ исполнения В:
зА = Рсад/(Рсад+?ДРстА) = 0,973 зВ = Рсад/(Рсад+?ДРстВ) = 0,98
РвхА = Рсад + ?ДРстА = 66,14 кВт РвхВ = Рссд + ?ДРстВ = 81,74 кВт
4. Расчет энергетической эффективности режимов
Вариант исполнения 9500 - 5, 120 кВт
Выбранные электрические машины работают без перегрузки по токам, их мощности соответствуют требования.
1. Конспект лекций для самостоятельной работы студентов по дисциплине «Электрические машины» (в четырех частях) по специальности 7.092203 «Электромеханические системы автоматизации и электропривод» г. Кривой Рог 2002г. Автор: проф. Корнилов.
2. Методическое пособие по выполнению курсового проекта по дисциплине «Электрические машины» по специальности «Электромеханические системы автоматизации и электропривод». г. Кривой Рог 2004 г. Автор: проф. Г.И.Корнилов.
Обоснованный выбор типов и вариантов асинхронного двигателя. Пусковой момент механизма, определение установившейся скорости. Расчёт номинальных параметров и рабочего режима асинхронного двигателя. Параметры асинхронного двигателя пяти исполнений. реферат [165,2 K], добавлен 20.01.2011
Выбор элементов электроэнергетической системы: силовых трансформаторов, генераторов, сечений проводов линий электропередач. Расчет установившегося режима работы сети на компьютере. Приведение параметров схемы замещения к базисным условиям. Расчет токов. курсовая работа [1,5 M], добавлен 15.10.2012
Выбор основных размеров асинхронного двигателя. Определение размеров зубцовой зоны статора. Расчет ротора, магнитной цепи, параметров рабочего режима, рабочих потерь. Вычисление и построение пусковых характеристик. Тепловой расчет асинхронного двигателя. курсовая работа [1,9 M], добавлен 27.09.2014
Опытное определение токов нагрузки сухих силовых трансформаторов. Освоение методики и практики расчетов необходимой номинальной мощности трансформаторов. Сокращение срока службы и температуры наиболее нагретой точки для различных режимов нагрузки. лабораторная работа [1,1 M], добавлен 18.06.2015
Выбор номинального напряжения сети. Расчет тока нагрузки и выбор сечения проводов. Расчет схемы замещения и выбор силовых трансформаторов. Определение радиальной сети. Расчет установившегося режима замкнутой сети без учета потерь мощности и с ее учетом. курсовая работа [188,4 K], добавлен 17.04.2014
Выбор турбогенераторов и распределение их по напряжениям. Расчет перетоков мощности через трансформаторы связи. Выбор силовых трансформаторов. Расчет токов короткого замыкания, параметров электрической схемы замещения. Выбор электрических аппаратов. курсовая работа [1,2 M], добавлен 18.05.2016
Определение номинальных токов, КПД и зависимости изменения вторичного напряжения от коэффициента нагрузки трансформатора. Расчет коэффициента трансформации, активных потерь мощности для первого и второго трансформаторов при их параллельной работе. курсовая работа [670,8 K], добавлен 25.03.2014
Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д. PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах. Рекомендуем скачать работу .

© 2000 — 2021



Режимы узла нагрузки с электромашинами различных типов курсовая работа. Физика и энергетика.
Курсовые работы: Строительство и архитектура
Анализ Финансовых Результатов И Рентабельности Предприятия Реферат
Лем Собрание Сочинений Купить
Практическое задание по теме Регистрация SIP-софтфона в программном обеспечении FreesWITCH
Реферат На Тему Причины Падения Римской Империи. Тезисы Дугласа Норта
Курсовые Работы Екатеринбург
Реферат по теме Минеральные ресурсы сланцевого газа и проблемы охраны окружающей среды
Дипломная работа по теме Уголовно-правовая характеристика грабежа и проблемы его квалификации
Доклад по теме Посттромбофлебитическая болезнь
Шпаргалки На Тему Экономическая Теория
Курсовая Работа Анализ Финансово Хозяйственной Деятельности Людей
Образование Как Система И Процесс Реферат
Контрольная Работа На Тему Перспективы Развития Генетики
Курсовая работа: Роман А.К. Толстого "Князь Серебряный", особенности авторского взгляда на историю. Скачать бесплатно и без регистрации
Клонирование Реферат По Биологии
Сочинение На Тему Время Жизнь
Пограничные Состояния Новорожденных Реферат
Дипломная работа по теме Коллективная творческая деятельность как средство формирования взаимодействия младших школьников
Романова 3 Класс Контрольные Работы Ответы
Мцыри Любимый Идеал Лермонтова Конкурс Лучших Сочинений
Театральная Москва в романе М.А. Булгакова "Записки покойника" - Литература дипломная работа
Проектирование лифта - Производство и технологии курсовая работа
Разработка тестовых заданий по теме "Лексика и грамматика английского языка" на языке программирования Delphi - Программирование, компьютеры и кибернетика курсовая работа