Задача № 1
Определить эквивалентное сопротивление Rэк электрической цепи постоянного тока (рис. 1.6 с. 14) и распределение токов по ветвям. Вариант электрической цепи (включая её участок 1— 2, рис. 1.6, б - з, ограниченный на схеме рис. 1.6, а пунктиром), положение выключателей B1 и В2 в схемах, величины сопротивлений резисторов R1 − R12 и питающего напряжения U для каждого из вариантов задания представлены в таблице 1.1 (с. 15).
Примечание. Для расширения числа вариантов задания в вариантах 31—60
сопротивления резисторов: R6 = ∞, R12 = 0. Сделать проверку решения, используя I закон Кирхгофа и уравнение баланса мощностей.
Задача №2
Для электрической цепи постоянного тока (рис. 1.7 с. 16) определить общий ток I, токи I1, I2, I3, I4 в ветвях резисторов и ток I23 в перемычке 2 – 3 цепи при разомкнутом и замкнутом выключателе В, а также напряжение U23 между узлами 2 и 3 при разомкнутом выключателе. Напряжение U, подводимое к электрической цепи, сопротивления резисторов R1 – R7, положение выключателя В и участок электрической цепи между узлами 1 и 2 цепи, показанный на рис. 1.7 пунктиром для соответствующего варианта рис. 1.7 б – е, приведены в таблице 1.2(с. 17).
Примечание. В вариантах 31 – 60 сопротивление резистора R2=0. Сделать проверку решения, используя I закон Кирхгофа и уравнение баланса мощностей.
Задача № 3
Электрическая цепь переменного синусоидального тока с частотой
f = 50 Гц (рис. 2.4, с. 25), находящаяся под действием напряжения U, содержит активные R1 − R5 сопротивления, реактивные индуктивные ХL2, ХL3, XL6 и реактивные ёмкостные ХC1, ХC4, ХC7 сопротивления. По данным таблицы 2.1 (стр. 26 – 27) с учётом положения выключателей В1 − В7 определить для данного варианта задания приведённые в ней величины. Проверить соблюдение баланса полных S, активных Р и реактивных Q мощностей, построить векторную диаграмму напряжений и токов.
Дополнительное задание.
Определить комплексные Y, активные q и реактивные b проводимости отдельных участков и всей электрической цепи.
Примечание. Для вариантов 31 – 60 величину сопротивления R5 уменьшить в два раза.
Задача № 4
Используя данные, приведённые в таблице 2.2 (стр. 28) для электрической цепи переменного тока (рис. 2.5, с. 25) для каждого варианта задания, определить напряжение U, действующее на зажимах цепи,
показание ваттметра W, ёмкость С2 конденсатора при резонансе токов,
если амперметр А показывает ток I = 6 A, а частота тока питающей цепи
f = 50 Гц. Построить векторную диаграмму токов и напряжений для всей электрической цепи.
Дополнительное задание.
Определить активное R, реактивное Х и полное сопротивление Z и соответствующие проводимости q, b и Y, а также коэффициенты мощности cos φ, полную S, активную Р и реактивную Q мощности ветвей и всей электрической цепи переменного тока.
Примечание. Для вариантов 31 – 60 величину сопротивления R1 увеличить в
два раза.
Задача № 5
Три потребителя электроэнергии, имеющие одинаковые полные сопротивления фаз Zф, соединены «звездой» и включены в четырёхпроводную трёхфазную сеть с системой симметричных линейных напряжений Uл. Определить токи Iф по фазам и в нейтральном проводе IN, а также мощность Р трёхфазной цепи с учётом данных, приведенных в таблице 3.1 (с. 38) для каждого варианта задания. Составить электрическую схему питания. Построить векторную диаграмму напряжений и токов с учётом характера нагрузки.
Дополнительное задание.
Пояснить, в каких случаях используются трёх и четырёхпроводные трёхфазные электрические цепи? Объяснить назначение нейтрального провода в четырёхпроводных трёхфазных электрических цепях. Дать разъяснение, почему в нейтральные провода не устанавливают предохранители и выключатели?
Примечание. В вариантах 31 − 60 фазное сопротивление Z ф уменьшить в два раза.
Задача № 6.
Потребитель электроэнергии, фазы которого имеют комплексные сопротивления: и соединены в трёхфазную электрическую цепь «треугольником» (рис. 3.6), питается симметричной системой линейных напряжений: UАВ = UВС = UСА = UЛ. По данным таблицы 3.2 (с. 39) для каждого варианта задания определить фазные IФ и линейные IЛ токи потребителя и показания ваттметров W1 и W2. Определить полную и реактивную мощности всей системы, активную мощность системы определить по формуле Арона. Построить векторную диаграмму токов и напряжений.
Примечание. В вариантах 33 – 60 имеет место обрыв в фазе ВС.
Задача 7
Трёхфазный асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором единой серии 4А имеет номинальные данные, указанные для каждого варианта задания в таблице 4.2(с. 44). Номинальные: линейное напряжение питающей сети U1 НОМ , частота питающего напряжения
f = 50 Гц, мощность на валу Р2 НОМ , синхронная частота вращения магнитного поля n1 , скольжение ротора SНОМ , КПД , коэффициент мощности , отношение – начального пускового тока к номинальному току отношение начального пускового момента к номинальному моменту на валу :
отношение минимального к номинальному моменту, отношение максимального момента к номинальному моменту приведены в таблице 4.2.
Определить номинальный , начальный пусковой и максимальный моменты, номинальный и начальный пусковой токи, частоту тока в роторе при номинальной нагрузке и в момент пуска , число пар полюсов обмотки статора p, синхронную угловую частоту вращения магнитного поля а также угловую частоту вращения ротора и мощность на зажимах двигателя при номинальном режиме работы.
Дополнительное задание.
Определить максимальный момент двигателя при напряжении питающей сети, равном U1 = 0,9 U1 НОМ. Выполнить расчёт аналогично примеру решения (с. 40 – 42) с построением всех указанных характеристик.
Примечание. 1. Для вариантов 31 – 60 уменьшить мощность на валу двигателя Р2 НОМ в два раза (см. таблицу 4.2).
Объяснить маркировку типа двигателя, используя стандартные обозначения.
Стандартные обозначения трёхфазных асинхронных электродвигателей серии 4А даны на примере асинхронного двигателя 4АР160S4УЗ:
4 – номер серии; А – асинхронный (род двигателя); исполнение по степени защиты: Н – защищённый в соответствии со степенью защиты; 1Р23 – защищённое исполнение (для закрытых двигателей обозначение защиты не приводится); вторая буква Р − с повышенным пусковым моментом; исполнение двигателя по материалу станины и щита: А − алюминиевая станина и щиты, Х − алюминиевая станина и чугунные щиты (при отсутствии знака станина и щиты чугунные или стальные); две (или три) цифры – высота оси вращения, мм; L, M, S – условные размеры по длине корпуса, принятые по рекомендации МЭК; 2, 4, 6, 8 – число полюсов;
У – климатическое исполнение; З – категория размещения (для упрощения обозначений УЗ часто не указывается).