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
С.Сейфуллин атындағы Қазақ агротехникалық университеті
Кафедра: Электрмен жабдықтау
Кафедра меңгерушісі
бекітемін __________
Баиниязов Б.А.
«__»_________ 2014 ж.
«Электротехникалық теория негіздері»
пәні бойынша курстық жұмысқа
№ 4 ТАПСЫРМА
Студент: Нартай Ж
Жұмыс тақырыбы: Периодты синусоидалы емес ЭҚК бар сызықтық электр тізбектері.
Алғашқы деректер
5-нұсқа, 6-схема
|
№ |
Түсініктеме жазбалардың мәтіні |
Орындау мерзімі |
Көлемі |
|
1 |
Периодтық синусоидал емес ЭҚК бар сызықтық тізбектерді есептеу |
30 мин |
2 - бет |
|
2 |
Берілген ЭҚК үшін Фурье қатары |
10 мин |
1 - бет |
|
3 |
ЭҚК - нің, кедергілердің, тоқтардың гармоникаларын есептеу |
3 сағат |
6 - бет |
|
4 |
Синусоидалды емес периодтық функцияның актив, реактив толық қуатын есептеу |
30 мин |
2 - бет |
|
5 |
Үш фазалы тізбектеріндегі синусоидал емес режим |
1 сағат |
3 - бет |
|
№ |
Графикалық бөлім мәтіні |
Орындау мерзімі |
Парақтар саны |
Аумағы |
|
1 |
Периодты синусоидал емес ЭҚК бар сызықтық электр тізбектірі үшін бір фазалы электр тізбегінің схемасы. |
15 мин |
1 - бет |
А3 |
|
2 |
Периодты синусоидал емес ЭҚК бар сызықтық электр тізбектірі үшін үш фазалы электр тізбегінің схемасы. |
1 сағат |
1- бет |
А3 |
|
3 |
||||
|
4 |
||||
|
5 |
Әдебиеттер:
1.”Электротехниканың теориялық негіздері” Ы.Туғанбаев
2.”Теоретическая основа электротехники” Бартель Б.И.
3.“Электротехниканың теориялық негіздері - 2” З.Т.Түркебаева, Ә.Қ.Оразбекова
4.“Теоритические основы электротехники” Бессов Л.А.
5.“Электротехниканың теориялық негіздері” С.Б.Балабатыров
Тапсырма берілген күні 20.01.2014
Курстық жұмысты қорғау күні
Курстық жұмыс жетекшісі аға оқытушы З.Т. Түркебаева
Тапсырманы орындауға алдым 20.01.2014
С.Сейфуллин атындағы Қазақ агротехникалық университеті
Электрмен жабдықтау кафедрасы
Электротехниканың теориялық негіздері пәні
Курстық жұмысқа(жобаға) берілген
СЫН ПІКІР
Студент: Сейфулла Ш. 221-топ
Жұмыстың тақырыбы: Периодты синусоидалы емес ЭҚК бар сызықтық электр тізбектері
Берілген тапсырмаға мазмұнының сәйкестігі ____________________________
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________
Кемшіліктері_______________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Курстық жұмысты тексеру уақыты____________________________________
Алдын ала қойылған бағасы ________________________________________
Жұмысты қорғау уақыты_____________________________________________
Қорғағаннан кейінгі бағасы __________________________________________
Жетекшінің қолтаңбасы______________________________________________
Аннотация
Жазылған курстық жұмыстың тақырыбы “Периодтық синусоидалы емес тоқтары бар электр тізбегі”. Көлемі А4 форматында 24 парақ және 3 бөлімді құрайды.
Бірінші бөлімде қарастыратынымыз- кіріспе бөлімде периодтық синусоидал емес тоқтар туралы жалпы мәлімет. Атап айтқанда, электр тізбегін талдау, тоқтардың пайда болу себептері мен айырмашылықтары көрсетілген.
Екінші, яғни негізгі бөлім. Қарастырылатын мәселелер: тоқтарды Фурье қатарына өрнектеу, синусоидал емес периодтық функцияның әсері және орта мәндері, және үш фазалық тізбегіндегі синусоидал емес режим қарастырылады. Үш фазалы тізбектегі синусоидалды режим, яғни жоғарғы гармоникалар.
Үшінші бөлім, яғни қорытынды. Бұл бөлімде есептеулер бойынша жалпы қорытынды жазылған.
Мазмұны:
I Кіріспе ..................................................................................................................6 II Негізгі бөлім
есептеу.......................................................................................................8
III Қорытынды ......................................................................................................21
Пайдаланылған әдебиеттер ..................................................................................22
Кіріспе
Біз осы уақытқа дейін электр тізбектеріне талдау жасағанда ондағы ЭҚК-і, кернеулер және тоқтар міндетті түрде синусоидалық заңмен өзгереді деп есептедік. Шын мәнінде, көптеген қалыптасқан процесстерде ЭҚК-нің, кернеулердің және тоқтардың периодтық қисықтарының синусоидадан бірқатар айырмашылықтары болады. Мұндай жағдай генераторларда туатын ЭҚ-нің синусоидадан айырмашылығына әкеліп соғады. Сонда оның себебі неде дейтін болсақ, ал генераторлардың конструкцияларының ерекшелігінде, яғни статорда фазаның өзінде де, тізбекте қанықтырылған ферромагниттік өзекшелі катушка немесе жартылай өткізгіштік элементтер болан жағдайда, қисықтың түрінің синусоидадан күрт айырмашылығы болатыны байқалады.
Демек, бұл айтқандардан шығатын қорытынды мынадай: уақытқа байланысты периодтық синусоидалық емес заңмен өзгеретін тоқтар мен кернеулер бар, оларды периодтық синусоидалық емес тоқтар мен кернеулер деп атайды.
Демек олар электр тізбектерінің әр түрлі төрт режимдеріндегі жұмыстарында пайда болуы мыналарға байланысты:
Демек осындай жағдайларда, электр тізбектерін талдауға қажетті жоғарыдағы есептеулерімізде қолданылған өрнектерді, әдістерді векторлық және комплекстікстікті пайдалануымызға мүмкіндік болмай қалады. Сондықтан электр тізбектерінің синусоидалық емес периодтық ЭҚК-не, кернеулеріне және тоқтарына талдау жасағанда, жасанды түрде, қарастырылатын қисықтарды Фурьенің тригонометриялық қатарларына жіктеуді оындаған тиімді.
Берілген шамалар:
L
=40Oм R R
L=12мГн e
A2
C=7мкФ
k=11 I2
⍵=1000рад/с
A3
A1
Периодтық синусоидал емес ЭҚК бар сызықтық тізбектерді есептеу
Тоқтардың лездік мәндерін есептеуді мынадай кезеңдерге бөлуге болады:
1.Синусойдал емес ЭҚК Фурье қатарына жіктеу. Тоқтарды әрі қарай есептеу үшін шексіз қатардан ЭҚК жеке құрастырушыларын бөліп алу.
2. Қабаттасу тәсілдерін қолдану және бөліп алынған ЭҚК жеке құрастырушылары үшін тізбектегі тоқтарды есептеу.
3. ЭҚК әрі құрастырушыларынан алынған тоқтардың тізбек тармақтарына лездік мәндерін қосу.
Периодтық синусоидал емес ЭҚК Фурье қатарына жіктелгеннен кейін, шексіз қатардан құрастырушылардыңшекті санын таңдап аламыз. Көпшілікжаңдайда басқаларға қарағанда амплитудалары үлкен үш, төрт гармоникалық құрастырушыларды таңдап аламыз.
Сонымен, синусоидалы емес ЭҚК жуық түрде мына қосындымен ауыстырылады:
Мұндай ЭҚК көзінің әсері біз іздеп жалғанған тұрақты ЭҚК E0 және жиіліктері әр түрлі синусойдал ЭҚК e 1, е2, е3 (1.1 сурет )әсерінен ұқсас.
Қабаттасу принципін қолданып және әр ЭҚК әсерін жеке қарастыра отырып, тізбекттің барлық бөліктеріндегі тоқтардың құрастырушыларын табуға болады.
Тоқтың лездік мағынасын табу керек. Синусоидалды емес тоқтың лездік мағынасы теңестіру қағидаты бойынша кез келген тармақтағы тоқтың әсерлік мәні осы тармақтағы құрастырушылардың лездік мәндерінің қосындысына тең:
i=I0+i1+i2+i3
Тізбекте конденсатор болғандықтан, , тоқтың тұрақты құрамасы жоқ.
Тоқтардың құрастырушыларын тапқанда, белгілі, синусоидалды тоқ сызықты электр тізбегін есептеу әдісімен орындайды. Есептегенде ескеру керек , индуктивті кедергі жиілікке пропорционалды өседі, ал сыйымдылық кедергі жиілік өссе азаяды:
Активті кедергінің жиіліктен тәуелділігін ескермейміз және барлық жиіліктерде активтік кедергі тұрақты тоқтағы кедергіге тең деп санаймыз
Берілген ЭҚК үшін Фурье қатарын мына түрде жазамыз:
Фурье қатарының құрастырушыларының амплитудалары, гармоникалық нөмірі өскен сайын кеми береді. Сондықтан есепте тек алғашқы үш гармоникамен шектелеміз:
Әр құрастырушының тоқтарын есептеуді комплекстік кедергілерінің формуласы:
ЭҚК-нің, кедергінің, тоқтың бірінші гармоникасын есептеу:
ЭҚК-нің, кедергінің, тоқтың үшінші гармоникасын есептеу:
ЭҚК-нің, кедергінің, тоқтың бесінші гармоникасын есептеу:
ЭҚК-нің, кедергінің, тоқтың жетінші гармоникасын есептеу:
ЭҚК-нің, кедергінің, тоқтың тоғызыншы гармоникасын есептеу:
ЭҚК-нің, кедергінің, тоқтың он бірінші гармоникасын есептеу:
ЭҚК-нің, кедергінің, токтың он үшінші гармоникасын есептеу:
Синусоидалды емес периодтытық функцияның амперметрлерінің көрсетуін анықтау ( немесе тармақтағы тоқтардың әсерлік мәндерін есептеу:
ЭҚК-нің жалпы мәнін есептеу:
Тармақтардығы тоқтардың лездік мәндері:
Синусоидалды емес периодтық функцияның актив, реактив және толық қуатын есептеу:
Синусоидалды емес тоқтың активті қуаты дегеніміз – бірінші гармониканың Т кезіндегі лездік қуаты:
Интегралдаудан кейін:
Теңдеуден көруге болады, синусоидалды емес тоқтың активті қуаты, бөлек гармоникалар активті қуаттар қосындысына тең.
және актив қуаттарының мәні белгілі болғандықтан салыстырмалы қателігін есептеп алуға мүмкіндігіміз бар:
Осыған сәйкес реактивті қуат формуласын табуға болады:
Синусоидалды тоқтың реактивті қуаты бөлек гармоникалар реактивті қуаттарының алгебралық қосындысына тең.
Толық қуат, синусоидалды емес тоқ пен кернеудің әсерлі мағынасының көбейтіндісімен анықталады:
R L
R L
V2
R L
R R R R R R
C C C
A1
V2
Үш фазалы тізбектегі синусоидалдық емес режим.
Ток пен кернеуге жоғарғы гармониканың әсерін қарастырайық. Егерде , үш фазалы жүйеде ЭҚК жоғарғы гармоникасы пайда болса, симметриялы көп фазалы тізбекке жазылған байланыстар орындалмайды. Синусоидалды емес ЭҚК әрекет ететін симметрияны үш фазалы жүйені қарастырайық.
Үш фазалы генераторда симметриялы құрылғылар болады, оның ЭҚК қисығы абсцисс өсіне қатысты симметриялы, қатарда тек тақ гармоникалар , ал фазалы ЭҚК бір біріне қатысты үш кезеңге жылжыған. ЭҚК мұнда былай жазуға болады: Сонда бірінші гармоникаға қатысты ЭҚК-нің формуласын жазып көрейік:
Едігі, ЭҚК В және С фазалары үшін алмастыру жасайық синус аргументы бойынша, және деп
ыңғайлы мәнде аламыз.
Үш фазалы тізбектегі нөлді жалғасқан тоқ пен кернеу іс –әрекетінің ерекшеліктері бар, барлық фаза тоқтары мен кернеулер лездік мағынасының жиыны, кез келген уақытта нөлге тең емес.
Үш еселі гармоника ерекшеліктерін нақты мысалдарда қараймыз.
Генератордың фазалы ЭҚК-сы, бірінші гармоникадан, басқаларында жоғарғы гармоникада қатары бар. Үш еселі емес барлық гармоника фазалы ЭҚК лездік мағыналар жиыны, нөлге тең:
Үш еселі ЭҚК гармоникалар фаза бойынша теңеседі, және олардың қосындысы нөлге тең емес:
Симметриялы генератор мен жүктемені жұлдызша қосса бейтарап сымсыз, үш еселі гармоника тоқтары сызықты сымнан өте алмайды. Жүктеме мен генератордың бейтарап нүктелер арасында үш еселі гармоника кернеуі болуы мүмкін.
Бұл кернеудің әсерлі мағынасы:
Жұлдыз – бейтарап сымы бар жұлдызша қосылған симметриялы генератор мен жүктемесі бар, тізбекті қарастырамыз. Сымдарда барлық жалғасқан тоқтар гармоникалары бар, ал бейтарап сымда үш еселі гармоника тоқтары болуы мүмкін:
Лездік мәндері:
,
Әсерлік мәндері:
Сонымен, нөлді жалғасқан тоқтың алмастыру сұлбасы тікелей және керісінше жалғасып қосылған тоқтың алмастыру сұлбасынан өзгеше. Үш фазалы тізбекткгі жоғарғы гармоникалар, электр машиналардың тиімді пайдалануын төмендетеді.
Кері жалғасты тоқ пен пайда болатын магнит алаңы, тежеуіш уақыт туғызады және қозғалтқышта қосымша жоғалу болады.
Берілген ЭҚК үшін А фазасындағы Фурье қатарын мына түрде жазамыз :
Берілген ЭҚК үшін В фазасындағы Фурье қатарын мына түрде жазамыз:
Берілген ЭҚК үшін С фазасындағы Фурье қатарын мына түрде жазамыз:
Номинал тоқтың лездік мәнін есептеу:
Номиналды тоқтық әсерлік мәнін есептеу:
Номиналды кернеудің лездік мәнін есептеу:
Номиналды кернеудің әсерлік мәнін есептеу:
Қортынды
Бұл курстық жұмыстың негізгі мақсаты периодтық синусоидал емес ЭҚК-і бар сызықтық тізбектерді есептеу еді. Сонымен қатар схемадағы барлық тармақтардағы тоқтардың лездік мәндерін, актив, реактив және толық қуат коэффиценттерін есептедім.Қуаттар баланысының ара алшақтығы 0,61% құрады. Жалпы есептеу барысында тақырыпқа байланысты есептеулерді терең түсіне бастадым. Егер тоқ көзі тұрақты немесе бірнеше элементтері уақытқа байланысты периодты түрде өзгерсе, электр тізбектері синусоидал емес.
Периодтың ЭҚК-не кернеулеріне және тоқтарына талдау жасағанда, жасанды түрде қарастырылатын қисықтарды Фурьенің тригонметриялық қатарларына жіктеуді орындаған тиімді екен.
Үш фазалы тізбектегі жоғарғы гармоникаларды есептеп үйрендім. Режимде симметриялық гармониканың фазалық тоқтардың қосындысы нөлге тең болды. Үш фазалы жүйеде тоқтардың жоғары гармоникадағы лездік, әсерлік және номинал дәрежелерін есептедім, сонымен қатар кернеудің де осы мәндерін есептеп шығардым. Берілген ЭҚК үшін әр фазаға Фурье қатарына байланысты теңдеулер құрастырдым. Тәжірибеде кернеу мен тоқтар қисығының формалары кейбір себептермен, синусоидалдан өзгеше. Электрбайланыс тізбектерінде, электронды және жартылай, өткізгіш құрылғыларында, синусоидалды формадан өзгешелігі, құрылғылардың жұмыс үдерісіне байланысты. Жалпы берілген тапсырманы, рет- ретімен орындап шықтым. Сөзімді қорыта келе айтарым, ЭТН курсының білімін осы жұмыс арқылы ойыма бекіттім және синусоидалды есепті шығаруды үйрендім.
Пайдаланылған әдебиеттер
1.Атабеков Г.И Электртехникалық теория негіздері: Линейные электрические цепи.-М.:Энергия 1979.-592с.
2.Бессов Л.А “Теоритические основы электротехники”.: Электрические цепи.-М.:Высш шк., 1996.-638с.
3.Ахметов А.К, Қабақова Т.А “Электротехниканың теориялық негіздері”
4.Қожабеков Н. “Жалпы электроника”
5.Балабатыров “Электротехниканың теориялық негіздері”
6.Шебес М.Р “Задачник по теории линейных электрических цепей”.-М.. Высш шк.,1982.-486с.
7.Нейман Л.Р., Демирчян К.С “Теоретические основы электротехники”
8.Ы.Туғанбаев “Электротехниканың теориялық негіздері”
9.С.Б.Балабатыров “Электротехниканың теориялық негіздері”