Maszyny Elektryczne i Transformatory Kolokwium dodatkowe w sesji poprawkowej st. n. st. sem. III (zima) 2011/2012

Transkrypt

1 azyy lektrycze i Traformatory Wariat A Kolokwium dodatkowe w eji poprawkowej t.. t. em. III (zima 0/0 Traformator Traformator trójfazowy ma atępujące dae zamioowe: S 60 kva f 50 Hz / 5750 ± x,5% / 400 V poł. Dy i 0% 0,75 % P W u k% 6 % P k 600 W Poadto wiadomo, że: zamioowa liczba zwojów D wyoi zw., przekrój kolumy rdzeia wyoi A 0,084 m, wpółczyik zapełieia η 0,96. Obliczyć:. zamioowy prąd fazowy i przewodowy troy G,. całkowitą liczbę zwojów uzwojeia G,. parametry zailacza (apięcie, prąd do wykoaia zamioowej próby tau jałowego, 4. apięcie po troie D traformatora pracującego jałowo, zailaego po troie G a zaczepie -5% apięciem 5,0 kv o czętotliwości zamioowej, f f, 5. idukcję w kolumie traformatora przy warukach zailaia jak w pukcie 4. azya Prądu Stałego Czterobieguowy ilik boczikowy prądu tałego ma atępujące dae zamioowe: P,5 kw 0 V 500 obr/mi η 0,87 Daa jet charakterytyka biegu jałowego 0 f(i f zmierzoa dla oraz charakterytyka wewętrza obciążeia a f(i f dla oraz I a I a. Rezytacji obwodu tworika wyoi ΣR a 0,66 Ω a uzwojeia wzbudzeia R 80 Ω. Spadek apięcia a zczotkach wyoi u tc V Obliczyć: 6. zamioowy prąd tworika I a, 7. rezytację rozruzika, który powoduje ograiczeie prądu tworika w pierwzej chwili rozruchu ilika do I amax,5 I a, jeżeli apięcie zailaia 0 V, a opór obwodu wzbudzeia R f R, 8. prędkość z jaką wiruje te ilik zailoy apięciem 00 V i obciążoy zamioowym prądem tworika I a I a, jeżeli opór obwodu wzbudzeia jet zamioowy R f R f. Przy pracy jako prądica boczikowa: 9. makymale apięcie jakie moża uzykać bez obciążeia, przy prędkości, 0. rezytację krytyczą mazyy dla. azya Aychroicza Trójfazowy, czterobieguowy ilik idukcyjy ma atępujące dae zamioowe: P 90 kw f 50 Hz 400 V ( 480 obr/mi coφ 0,9 m b,6 η 9 % Obliczyć:. zamioowy prąd fazowy uzwojeia tojaa,. zamioowy momet krytyczy i poślizg krytyczy,. zamioowy momet rozruchowy, 4. prędkość z jaką będzie wirował ilik obciążoy mometem 0,75. Przy zailaiu apięciem o czętotliwości f f : 5. wpółrzęde puktu krytyczego momet, poślizg.

2 azyy lektrycze i Traformatory Wariat B Kolokwium dodatkowe w eji poprawkowej t.. t. em. III (zima 0/0 Traformator Traformator trójfazowy ma atępujące dae zamioowe: S 60 kva f 50 Hz / 5750 ± x,5% / 400 V poł. Dy i 0% 0,75 % P W u k% 6 % P k 600 W Poadto wiadomo, że: zamioowa liczba zwojów D wyoi zw., przekrój kolumy rdzeia wyoi A 0,084 m, wpółczyik zapełieia η 0,96. Obliczyć:. zamioowy prąd fazowy i przewodowy troy D,. liczbę zwojów regulacyjych,. parametry zailacza (apięcie, prąd do wykoaia zamioowej próby zwarcia, 4. apięcie po troie D traformatora pracującego jałowo, zailaego po troie G a zaczepie -,5% apięciem 5,5 kv o czętotliwości zamioowej, f f, 5. idukcję w kolumie traformatora przy warukach zailaia jak w pukcie 4. azya Prądu Stałego Czterobieguowy ilik boczikowy prądu tałego ma atępujące dae zamioowe: P,5 kw 0 V 500 obr/mi η 0,87 Daa jet charakterytyka biegu jałowego 0 f(i f zmierzoa dla oraz charakterytyka wewętrza obciążeia a f(i f dla oraz I a I a. Rezytacji obwodu tworika wyoi ΣR a 0,66 Ω a uzwojeia wzbudzeia R 80 Ω. Spadek apięcia a zczotkach wyoi u tc V Obliczyć: 6. zamioową rezytację obwodu wzbudzeia R f, 7. prąd pobieray z ieci w pierwzej chwili rozruchu, przy rezytacji rozruzika R S 7,5 Ω, jeżeli apięcie zailaia 0 V, a opór obwodu wzbudzeia R f R, 8. prąd wzbudzeia iezbędy do uzykaia prędkości 45 obr/mi przy zailaiu ilika apięciem 00 V i obciążeiu tworika prądem zamioowym I a I a. Przy pracy jako prądica boczikowa: 9. prąd wzbudzeia przy prędkości, obciążeiu zamioowym prądem tworika I a I a i apięciu a zacikach 0 V, 0. prędkość krytyczą dla R f R. azya Aychroicza Trójfazowy, czterobieguowy ilik idukcyjy ma atępujące dae zamioowe: P 90 kw f 50 Hz 400 V ( 480 obr/mi I 50, A m b,6 η 9 % Obliczyć:. zamioowy wpółczyik mocy ilika,. zamioowy momet makymaly,. zamioową prędkość krytyczą, 4. momet obciążeia dla ilika wirującego z prędkością 485 obr/mi. Przy zailaiu apięciem 0,5 o czętotliwości f 0,5 f : 5. wpółrzęde puktu krytyczego momet, poślizg.

3 azya Prądu Stałego I f A 0, 0, 0, 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 0,9 0 V a V , a [V] , 0,4 0,6 0,8 I f [A]

4 Rozwiązaia Wariat A Traformator. Zamioowy prąd przewodowy troy G: S 60 0 I,09 A 5750 połączeie, więc: I I S S 60 0, A 5750 ph ph. Zamioowa liczba zwojów uzwojeia G: ph zw. ph 400 całkowita liczba zwojów uzwojeia G:,5% tot. + a +,05 569, zw. 00%. Próbę tau jałowego wykouje ię przy zamioowy apięciu, dlatego ajlepiej zailić traformator od troy D: 400 V 0 prąd pobieray przez traformator, bez obciążeia, od troy D: i0% S i0% ,75 I0 I 6,80 A 00% 00% Przekładia apięciowa przy zailaiu a zaczepie -5% : 5% 00% tąd: ,0 V 0, ,95 5. Idukcja w kolumie przy warukach zailaia jak w pukcie 4: ph ( Bm 4,44 A f 5% η 4,44 A η f 4,44 A η f 00% 5000 B m,66 4,44 0,084 0, ,95 T lub: (Y ph Bm 4,44 A η f 4,44 A η f 4,44 A η f 40 B m,66 T 4,44 0,084 0, ,95

5 azya Prądu Stałego 6. Zamioowy prąd ilika pobieray z ieci: P,5 0 I 8,9 A η 0 0,87 I iteracja I I : a I R u 0 8,9 0,66 06,7 V a a a tc z charakterytyki a f(i f dla a 06,7 V odczytujemy: I f 0,465 A II iteracja: I I I 8,9 0,465 7,8 A a f I R u 0 7,8 0,66 07,0 V a a a tc po prawdzeiu a charakterytyce, zamioowy prąd wzbudzeia: I f 0,465 A oraz zamioowy prąd tworika: I I I 8,9 + 0,465 7,8 A a f 7. Przy rozruchu 0 a więc i a 0, apięcie przyłożoe do zacików tworika zrówoważoe jet tylko przez padki apięć w obwodzie tworika:,5 Ia ( R a + R + u tc tąd: u tc 0 R R a 0,66 7,54 Ω,5 Ia,5 7,8 waga: wartość rezytacji obwodu wzbudzeia ie ma zaczeia. 8. prąd wzbudzeia: If 00 0,465 If 0,4 A R f 0 If z charakterytyki a f(i f dla I f 0,4 A odczytujemy S przy prędkości : a ( 97 V S przy prędkości : I R u 00 7,8 0,66 87,0 V tąd: a ( a a tc a( obr./mi 97 a( 9. akymale apięcie przy pracy jako prądica boczikowa uzykamy przy miimalej rezytacji obwodu wzbudzeia R f R. Rozwiązaie graficze: ryujemy protą obrazującą padek apięcia a rezytacji wzbudzeia R f R 80 Ω. Pukt przecięcia z charakterytyką 0 f(i f (bez obciążeia wypada przy wzbudzeiu: I f 0,95 A i apięciu: I R 0, V 0 0 f

6 0. Z charakterytyki 0 f(i f, dla, odczytujemy wartość S dla prądu wzbudzeia I f 0, A (początkowy, protoliiowy odciek charakterytyki: 0( 60 V tąd rezytacja krytycza: 0( 60 R fcr( 600 Ω I 0, f azya Aychroicza (Idukcyja. Zamioowy prąd fazowy tojaa - P jet mocą mechaiczą a wale! Połączeie, więc: I I I S S P ,7 A coϕ η 400 0,9 0,9 ph. omet zamioowy (przy prędkości podaej w obr/mi: P ,7 m π π 480 zamioowy momet krytyczy (makymaly, utyku: m,6 580,7 50 m b b Zamioowa prędkość ychroicza (w obr/mi: f obr/mi p bo liczba par bieguów p (liczba bieguów 4. Poślizg zamioowy: zamioowy poślizg krytyczy: ,0 (,6 +,6 0, b mb + mb 0,0. Zamioowy momet rozruchowy: b 50 00,4 m + b + 0, , Poślizg przy obciążeiu mometem 0,75 : b b b b b mb mb b b b 0,75 0,75 0,75 0,75 0,06665,6 0,75,6 0,75 0,0098

7 prędkość: ( 500 ( 0, obr/mi 5. Przy zmiaie czętotliwości i wartości apięcia zailającego zmiaie ulega: a prędkość ychroicza: f f obr/mi f f b momet makymaly (krytyczy: f f b b 0,5 b 0, ,5 f f m b c poślizg krytyczy: f f b b b 0,5 b 0,5 0, ,0 f f

8 Rozwiązaia Wariat B Traformator. Zamioowy prąd przewodowy troy D: S 60 0 I 909, A 400 połączeie Y, więc: I S S S I 909, A ph ph. Zamioowa liczba zwojów uzwojeia G: ph zw. ph 400 liczba zwojów regulacyjych (pomiędzy odczepami regulacyjymi:,5%,5% a zw. 00% 00%. Próbę zwarcia wykouje ię przy zamioowy prądzie, dlatego ajlepiej zailić traformator od troy G: S 60 0 I k I,09 A V 0 apięcie zailaia traformatora przy zwarciu pomiarowym, od troy G: u k% 6 k V 00% Przekładia apięciowa przy zailaiu a zaczepie -,5% :,5% 00% tąd: ,7 V 0, , Idukcja w kolumie przy warukach zailaia jak w pukcie 4: ph ( Bm 4,44 A f,5% η 4,44 A η f 4,44 A η f 00% 5500 B m,674 4,44 0,084 0, ,975 T lub: (Y ph Bm 4,44 A η f 4,44 A η f 4,44 A η f 0,975

9 40,7 B m,674 T 4,44 0,084 0,96 50 azya Prądu Stałego 6. Zamioowy prąd ilika pobieray z ieci: P,5 0 I 8,9 A η 0 0,87 I iteracja I I : a I R u 0 8,9 0,66 06,7 V a a a tc z charakterytyki a f(i f dla a 06,7 V odczytujemy: I f 0,465 A II iteracja: I I I 8,9 0,465 7,8 A a f I R u 0 7,8 0,66 07,0 V a a a tc po prawdzeiu a charakterytyce, zamioowy prąd wzbudzeia: I f 0,465 A oraz zamioowa rezytacja obwodu wzbudzeia: 0 R f 47, Ω I 0,465 f 7. Przy rozruchu 0 a więc i a 0, apięcie przyłożoe do zacików tworika zrówoważoe jet tylko przez padki apięć w obwodzie tworika: Ia ( R a + R + u tc tąd: u tc 0 Ia 6,86 A R + R 0,66 + 7,5 prąd wzbudzeia: 0 If 0,786 A R 80 całkowity prąd pobieray z ieci: I I + I 6,86 + 0,786 7,65 A a S S a f 8. S przy zailaiu ilika apięciem 00 V, obciążeiu tworika prądem zamioowym I a I a i prędkości 45 obr/mi : I R u 00 7,8 0,66 87,0 V a ( a a tc S przy prędkości : 500 a( a( 87 96,8 V 45 z charakterytyki a f(i f dla a 96,8 V odczytujemy: I f 0,4 A 9. Przy pracy jako prądica boczikowa, prędkości oraz obciążeiu zamioowym prądem tworika I a I a, apięciu a zacikach 0 V, S w tworiku wyoi: + I R + u 0 + 7,8 0,66 +,0 V ag a a tc z charakterytyki a f(i f dla a V odczytujemy: I fg 0,65 A

10 0. Z charakterytyki 0 f(i f, dla, odczytujemy wartość S dla prądu wzbudzeia I f 0, A (początkowy, protoliiowy odciek charakterytyki: 0( 60 V przy prędkości krytyczej i rezytacji wzbudzeia R f R 80 Ω oraz prądzie wzbudzeia I f 0, A, apięcie a boczikowo połączoym obwodzie wzbudzeia będzie rówe S w obwodzie tworika: I R 0, 80 8 V tąd: cr f (cr 0(cr 0(cr f f 0( 8 cr f (cr obr./mi 60 0( 0( azya Aychroicza (Idukcyja. Zamioowy wpółczyik mocy ilika. P jet mocą mechaiczą a wale! Połączeie, więc: P P P 90 0 η 0,900 00% 9 % P S coϕ I co ϕ , 0,9 el.. omet zamioowy (przy prędkości podaej w obr/mi: P ,7 m π π 480 zamioowy momet makymaly (krytyczy, utyku: m,6 580,7 50 m b b. Zamioowa prędkość ychroicza (w obr/mi: f obr/mi p bo liczba par bieguów p (liczba bieguów 4. Poślizg zamioowy: zamioowy poślizg krytyczy: ,0 (,6 +,6 0, b mb + mb 0,0 tąd prędkość krytycza: 4. Poślizg przy prędkości 485 obr/mi: ( 500 ( 0, b b obr/mi ,

11 momet obciążeia: b 50 44, m b 0,0 0, , ,0 b 5. Przy zmiaie czętotliwości i wartości apięcia zailającego zmiaie ulega: a prędkość ychroicza: f 0,5 f 0,5 0, obr/mi f f b momet makymaly (krytyczy: f f 0,5 b b b 50 f 0,5 f m b c poślizg krytyczy: f f b b b b 0, , f 0,5 f

12 Rozwiązaia graficze dla mazyy prądu tałego 00 P5A 50 P4B P5B 00 P P P4A 0, a [V] P , 0,4 0,6 0,8 If [A]