Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ
ГОУ ВПО «МАТИ» - РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ имени К. Э. ЦИОЛКОВСКОГО
Курсовая работа
по электротехнике и электронике
Группа: 2АВС-3ДБ-217
Студент: Генералов Н.В.
Преподаватель: Пяткин А.А.
Москва 2013
Генератор постоянного тока параллельного возбуждения
Дано:
Pн=11,5 кВт, Uн=220 В, nн=1450 В, (Pмех+Pмаг)/Pн =0,045;
Rа=0,45 Ом, Rв=33 Ом ;
Найти:
а) электрическую схему генератора с нагрузкой;
б) ЭДС генератора Eа;
в) номинальную мощность на валу первичного двигателя Pнд;
г) вращающий момент на валу первичного двигателя Mнд;
д) номинальный кпд генератора нг;
е) построить энергетическую диаграмму.
Решение:
а) Расчетная электрическая схема генератора постоянного тока с параллельным возбуждением с выбранными направлениями токов и напряжений приведена ниже. Rа – сопротивление обмотки якоря
рис. 1. Расчетная электрическая схема генератора постоянного тока с параллельным возбуждением.
б) Из выражения для номинальной нагрузки находим ток нагрузки:
(А);
Т.к. напряжение на обмотке возбуждения равно напряжению на нагрузке – определяем ток в обмотке возбуждения:
(А);
Для узлов 1 и 2 сумма токов равна 0 (правило токов Кирхгофа):
Iа-Iв-Iн=0 (для узла 1);
Iв+Iн-Iа=0 (для узла 2);
Iа=Iв+Iн= 52,27+6,67=58,94 (А);
Падение напряжения на сопротивлении обмотки якоря при номинальной нагрузке Uа:
(В);
Для замкнутого контура алгебраическая сумма падений напряжений на всех ветвях, принадлежащих любому замкнутому контуру цепи, равна алгебраической сумме ЭДС ветвей этого контура (правило напряжений Кирхгофа):
Rн*Iн+Rа*Iа= Еа ;
Rн*Iн= Uн=220 (В);
Rа*Iа= Uа=26,523 (В);
Еа=220+26,523=246,523 (В) - ЭДС генератора;
в) мощность на валу первичного двигателя равна полной электрической мощности генератора плюс потери на трение в подшипниках, на трение о воздух, затраты на обдув и потери в магнитопроводах. Полная электрическая мощность генератора равна номинальной электрической мощности на нагрузке и потерям электрической мощности на обмотке возбуждения и на обмотке якоря:
Pэлг= Pн + Uн * Iв +Uа * Iа= Еа* Iа =246,523*58,94=14530,066 (Вт);
Потери на трение в подшипниках, на трение о воздух, затраты на обдув и потери в магнитопроводах заданы в процентах от мощности нагрузки:
(Pмех+Pмаг)/Pн =0,045;
(Pмех+Pмаг)=Pн *0,045=11500*0,045=517,5 (Вт);
Мощность на валу первичного двигателя :
Pнд= Pн + Uн * Iв +Uа * Iа+(Pмех+Pмаг);
Pнд=11500+220*6,67+26,523*58,94+517,5=11500+1467,4+1563,266+517,5=
=15048,166 (Вт);
г) вращающий момент на валу первичного двигателя Mнд:
(Нм);
д) номинальный кпд генератора нг
В машинах постоянного тока различают следующие основные виды потерь мощности:
Потери ΔРмаг, ΔРмех , ΔРв при изменении нагрузки машин меняются незначительно, вследствие чего их называют постоянными потерями мощности.
КПД машин постоянного тока
η = Pн/Pнд,
где Рн — полезная мощность машины (у генератора — это электрическая мощность, отдаваемая нагрузке); Рнд — подводимая к машине мощность (у генератора — это механическая мощность, сообщаемая ему первичным двигателем). Очевидно, мощность Рнд может быть выражена следующим образом: Рнд = Рн + ΣΔP,
где ΔP — сумма перечисленных выше потерь мощности.
С учетом последнего выражения
η = Pн/(Pн + ΣΔP).
Когда машина работает вхолостую, полезная мощность Рн равна нулю и η = 0. Характер изменения КПД при увеличении полезной мощности зависит от значения и характера изменения потерь мощности
номинальный кпд генератора:
ηнг = Pн/Pнд=11500/15048,166=0,764
электрический кпд генератора:
ηэлг = Pн/Pэлг=11500/14530,066=0,791
е) построить энергетическую диаграмму.
Энергетическая диаграмма генератора параллельного возбуждения представлена на рисунке 2. Получаемая от первичного двигателя механическая мощность Pнд за вычетом потерь механических Pмех, и магнитных Pмаг, преобразуется в якоре в электромагнитную мощность Pэлг. Мощность Pэлг частично тратится на электрические потери Pа в цепи якоря (в обмотках якоря и в переходном сопротивлении щеточного контакта) и частично в обмотке возбуждения ΔРв, а остальная часть этой мощности представляет собой полезную мощность Pн, отдаваемую нагрузке.
рис. 2. Энергетическая диаграмма генератора постоянного тока с параллельным возбуждением.