Расчет электрических цепей

Построение временных графиков гармоник напряжения и кривой тока. Выбор симметричной и несимметричной трёхфазной электрической цепи. Расчет токов и активной, реактивной и полной мощностей. Переходные процессы в цепях с одним и двумя накопителями энергии.

Рубрика Физика и энергетика
Вид контрольная работа
Язык русский
Дата добавления 18.04.2016
Размер файла 526,2 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

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

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство транспорта Российской Федерации

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Омский государственный университет путей сообщения (ОмГУПС)

Контрольная работа

по дисциплине «ТОЭ»

Студент гр.ДОТ-АТ-10324

Е.А. Гайвоненко

г. Омск 2013/2014

1. Расчет линейной электрической цепи при несинусоидальном входном напряжении

Таблица №1

U0, В

Um, В

?, 1/с

r1, Ом

r2, Ом

L1, мГн

C1, мкФ

L2, мГн

C2, мкФ

15

90

2000

10

10

10

20

15

20

Рис.1

Разложим заданное напряжение в ряд Фурье, ограничившись пятью гармониками.

Построим в одной системе координат временные графики гармоник напряжения, суммарную кривую и заданное напряжение.

- гармоники напряжения:

Рис. 2

Определим действующее значение напряжения:

гармоника ток электрический мощность

Сопротивление цепи постоянному току:

Постоянная составляющая тока на неразветвленном участке цепи:

Сопротивление цепи на частоте ? для первой гармоники:

Комплексная амплитуда тока первой гармоники на неразветвлённом участке цепи:

Ток первой гармоники на неразветвленном участке цепи:

Аналогично произведем расчеты для второй, третьей и четвёртой гармоник. Результаты сведем в табл.5

Таблица 2

1 гармоника

3 гармоника

5 гармоника

, Ом

, А

Ток третьей гармоники на неразветвленном участке цепи:

Ток пятой гармоники на неразветвленном участке цепи:

Ток на неразветвленном участке цепи:

Определим действующее значение напряжения:

Активная мощность цепи:

где ? - начальная фаза гармоники напряжения;

? - начальная фаза гармоники тока

Реактивная мощность цепи:

Полная мощность цепи:

Построим токи гармоник и суммарную кривую тока, полученную в результате графического сложения отдельных гармоник.

Рис. 3

2. Расчет симметричной трёхфазной электрической цепи

В соответствии с исходными данными, приведенными в табл. 2., выбрать симметричную трёхфазную электрическую цепь, найти токи в линии, составить баланс мощностей, построить векторную диаграмму токов и напряжений. Параметры элементов схемы замещения и значение приложенного напряжения принять в соответствии с данными в табл. 3.

Таблица 2

Последние цифры шифра

Номер рисунка

Положение ключа

К1

К2

К3

24

2.15

З

З

Р

Таблица 3

Номер предпоследней цифры шифра

Сопротивление элементов схемы замещения, Ом.

2

380

3

9

15

12

30

Рис. 4

Рис. 5

Для симметричного источника, соединенного звездой:

тогда

Для расчетной схемы:

Токи в фазах В и С получаются путем умножения токов фазы А на соответствующие фазные множители:

Активная, реактивная и полная мощности симметричной нагрузки независимо от соединения:

где - сдвиг по фазе между фазным напряжением и током.

Рассчитаем падения напряжения на всех элементах схемы замещения фазы А:

Построим векторную диаграмму. Выбираем масштаб по току и по напряжению:

Рис. 3 Векторная диаграмма токов и напряжений трёхфазной электрической цепи

3. Расчет несимметричной трёхфазной электрической цепи

В трехфазной несимметричной цепи найдём ток в ветвях при ЭДС фазы А Номера расчетной схемы замещения и положения ключей приведены в табл.1. Параметры элементов схемы замещения принимаем в соответствии с данными табл.2.

Таблица 4

Последние цифры шифра

Номер рисунка

Положение ключа

К1

К2

К3

24

3.4.з

З

P

Р

Таблица 5

Номер предпоследней цифры шифра

Сопротивление элементов схемы замещения, Ом.

ХL1

R

XL

XC

2

5

5

20

10

Рис. 4

Для симметричного источника, соединенного звездой при ЭДС фазы А ЭДС фаз В и С:

Напряжение смещения нейтрали:

Сопротивления фаз несимметричной звезды:

Линейные токи:

Ток в нейтральном проводе:

Активная мощность цепи равна суммарной мощности потерь в резисторах:

Реактивная мощность цепи:

Комплексная мощность источника:

Построим векторную диаграмму.

Рис. 5

4. Расчет переходных процессов в цепях с одним накопителем энергии

Рис. 6

В цепи с одним накопителем энергии размыкание ключа происходит в момент t=0. Определим в переходном режиме законы изменения токов и напряжений, если в цепи действует источник:

1. постоянного тока.

· Установившийся режим до коммутации.

По полученным значениям далее записываем:

· Дифференциальные уравнение, описывающие токи и напряжения в момент времени t=0.

Решение этой системы для каждой неизвестной представляется в форме:

· Принужденные составляющие находим из установившегося режима, наступившем после переходного процесса.

По второму закону Кирхгофа запишем алгебраическое уравнение:

· Получим характеристическое уравнение через входное сопротивление.

Входное комплексное сопротивление схемы для послекоммутационного состояния

Так как характеристическое уравнение имеет один корень, то свободные составляющие записываются в следующей форме:

· Определение постоянных. В результате расчета, получим выражения для неизвестных:

Для определения неизвестных постоянных А1, А2, определим начальные значения По первому правилу коммутации

Окончательно, после подстановки:

5. Расчет переходного процесса в цепи с двумя накопителями энергии

Определим независимые и зависимые начальные условия при наличии источников:

а) постоянных ЭДС(токов)

Рис. 7

1. Установившийся режим до коммутации.

По полученным значениям далее записываем:

2. Запишем систему алгебраических уравнений для схемы при новом установившемся режиме с учетом правил коммутации:

б) синусоидальных ЭДС (токов)

1. Установившийся режим до коммутации.

Входное сопротивление цепи:

Комплексная амплитуда тока

Комплексная амплитуда напряжения на ёмкости:

Мгновенное значение тока:

Мгновенное значение напряжения на ёмкости:

В момент коммутации (при t=0-)

2. Запишем систему алгебраических уравнений для схемы при новом установившемся режиме:

Найдем корни характеристического уравнения.

Получим характеристическое уравнение через входное сопротивление.

Входное комплексное сопротивление схемы для после коммутационного состояния

В этом случае имеет место колебательный режим.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Расчет электрических цепей с одним и двумя энергоемкими элементами классическим и операторным методами. Нахождение реакции линейной цепи на произвольное внешнее воздействие по ее переходной, импульсной характеристикам. Расчет напряжения на элементах цепи.

    курсовая работа [667,1 K], добавлен 30.05.2015

  • Основные методы расчета токов и напряжений в цепях, в которых происходят переходные процессы. Составление системы интегро-дифференциальных уравнений цепи, используя для этого законы Кирхгофа и уравнения связи. Построение графиков токов и напряжения.

    курсовая работа [125,4 K], добавлен 13.03.2013

  • Расчет линейной электрической цепи при периодическом несинусоидальном напряжении, активной и полной мощности сети. Порядок определения параметров несимметричной трехфазной цепи. Вычисление основных переходных процессов в линейных электрических цепях.

    контрольная работа [742,6 K], добавлен 06.01.2011

  • Расчет электрической цепи постоянного тока. Нахождение токов по законам Кирхгофа. Замена треугольника сопротивлений эквивалентной звездой. Баланс активной и реактивной мощностей приемника. Механические характеристики трехфазного асинхронного двигателя.

    курсовая работа [222,1 K], добавлен 15.02.2016

  • Основные методы решения задач на нахождение тока и напряжения в электрической цепи. Составление баланса мощностей электрической цепи. Определение токов в ветвях методом контурных токов. Построение в масштабе потенциальной диаграммы для внешнего контура.

    курсовая работа [357,7 K], добавлен 07.02.2013

  • Расчет линейной электрической цепи постоянного тока. Определение токов во всех ветвях методом узловых напряжений. Составление баланса мощностей. Векторная диаграмма симметричного треугольника, несимметричной звезды. Трехфазная цепь, показания ваттметров.

    контрольная работа [748,3 K], добавлен 21.09.2013

  • Составление системы уравнений по законам Кирхгофа и представление ее в дифференциальной и символической формах. Построение временных графиков мгновенных значений тока в одной из ветвей и напряжения между узлами электрической цепи. Расчет токов в ветвях.

    контрольная работа [128,0 K], добавлен 06.12.2010

  • Анализ электрического состояния линейных и нелинейных электрических цепей постоянного тока. Расчет однофазных и трехфазных линейных электрических цепей переменного тока. Переходные процессы в электрических цепях, содержащих конденсатор и сопротивление.

    курсовая работа [4,4 M], добавлен 14.05.2010

  • Расчет линейной электрической цепи постоянного тока. Уравнения по законам Кирхгофа для определения токов в ветвях. Уравнение баланса мощностей и проверка его подстановкой числовых значений. Расчет электрической цепи однофазного переменного тока.

    контрольная работа [154,6 K], добавлен 31.08.2012

  • Составление однолинейных и полных эквивалентных схем цепи генератора. Расчёт симметричной и несимметричной части трёхфазной цепи. Определение линейных, фазных токов и падения напряжения в линиях электропередач. Составление баланса мощности цепи.

    контрольная работа [1,4 M], добавлен 25.02.2013

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.