Курсовая работа: Виконання розрахунку лінійних електричних кіл змінного струму

Малюнок

Перша гармоніка

Визначаємо активний і реактивний опори всього ланцюга:

R = R2 + R3 = 14+56 = 70 Ом. X1 = -XC11+ XL21- XC31 = - 65+56–23 =

= -32 Ом.

Повний опір ланцюга:

Z1 =  =  = 76,7 Ом.

Амплітудні значення напруги й струму:

 Im1 = 7 A, Um1 = Im1*Z1= 7*76.7 =537 B.

Діючі значення напруги й струму:

U1 = Um1 /  = 537 / 1,41 = 381 B.

I1 = Im1 /  = 7/1,41 = 4.96 A.

Кут зрушення фаз між напругою й струмом визначаємо по синусі:

Sinφ1 = X1/Z1 = -32/76.7 = - 0.4172. j1= - 24.66°, Cosφ1=0.9088.

Активна й реактивна потужності першої гармоніки:

P1 = I12 * R = 4.962 * 70 =1722 Вт.

Початкова фаза струму визначається зі співвідношення:

φ1 = yU1 – yI1, звідси yU1 =yI1 + j1 = 13°- 24.66°= - 11.66°

Миттєве значення напруги першої гармоніки

u1= Um1 * Sin (ωt + yU1) = 537 * Sin (ωt - 11.66() B.

Друга гармоніка. Для інших гармонік напруги розрахунки приводимо без додаткових роз'яснень.

X2= XC11/2 + XL21* 2 - XC31/2 = -65/2 + 56* 2 - 23/2 = 68 Ом.

Z2= = =97.6 Ом,

Im2=1.2 A, Um2= Im2 *Z2=1.2*97.6 =117 B.

U2= Um2/ =117 / 1,41 = 83 B.I2= Im2/ = 1.2 / 1,41 = 0.85 A.

Sin φ2= X2/ Z2= 68/97.6= 0,6967.j2 = 44.16°, Cos φ2 = 0,7173.

P2 = I22 * R2 = 0.852 *70 = 51 Вт.

yU2 =yI2 + j2 = -86°+ 44.16°= - 41.9°

u2= Um2 * Sin (2ωt + yU2) = 117 * Sin (2ωt - 41.9() B.

Третя гармоніка

X3= XC11/3 + XL11* 3 – XC31/3 = - 65/3 + 56* 3 - 23/3 =139 Ом.

Z3 = = 156 Ом. Im3 =0.4 A, Um3 = Im3 *Z3 =0.4 *156 =

= 62.4 B.

U3= Um3/  =62.4/  = 44.3 B. I3 = Im3/ = 0.4 / 1,41 = 0.28 A.

Sin φ3 = X3 / Z3 =139 /156 = 0,891. j3 = 63°. Cos φ3 = 0,454.

P3 = I32 * R = 0.282 *70 = 0.5 Вт.

yU3 =yI3 + j3 = 63°.

u3= Um3 * Sin (3ωt + yU3) =44.3 * Sin (3ωt +63() B.

Визначаємо діючі значення струму й напруги:

I =  =  = 5.04 A.

U =  =  = 559 B.

Активна й реактивна потужності ланцюга:

P = P1+P2+P3=1722+51+0.5=1774 Вт.

Середньозважений коефіцієнт потужності ланцюга:

Cos Х = Р / (U * I) = 1774/ (559 *5.04) = 0,6296.

Рівняння миттєвих значень напруги між затисками ланцюга

u=u1+u2+u3=537 * Sin (ωt - 11.66()+117 * Sin (2?t - 41.9()+

+44.3 * Sin (3?t +63() B.

Висновок

Метою курсової роботи було розрахувати режими роботи електроприймачів. У ході роботи були виконанані такі задачі:

1. Приєднали приймачі послідовно до джерела з напругою U = 300 В. Визначили повний опір ланцюга Z, струм I, напруги на ділянках, кут зрушення фаз, потужності ділянок і всього ланцюга, індуктивності і ємності ділянок. Побудували топографічну векторну діаграму ланцюга.

2.  Приєднали приймачі паралельно до джерела з напругою U = 300 У. Визначили струми в галузях і в нерозгалуженій частині ланцюга, кути зрушення фаз у галузях і у всім ланцюзі, потужності галузей і всього ланцюга. Побудували векторну діаграму ланцюга.

3. Склали із приймачів ланцюг із двома вузлами, включивши в кожну галузь відповідно електрорушійної силі E2=230 У и Е3 = j240 B. Розрахували в комплексній формі струми в галузях, напруги на ділянках, потужності джерел і приймачів, скласли рівняння балансу потужностей. Побудувати векторну діаграму в комплексній площині. Для розрахунку застосували Кут зрушення фаз між напругою й струмом

4. З'єднали приймачі в зірку з нульовим проведенням (ZN = -j32 Ом), і підключити їх до трифазного джерела з лінійною напругою UЛ =380 У. Визначили фазні струми й напруги джерела, напруга зсуву нейтралі й струм у нульовому проведенні. Побудували топографічну векторну діаграму в комплексній площині.

5. З'єднали приймачі в трикутник і підключили його до того ж джерелу трифазної напруги. Визначили фазні й лінійні напруги й струми, потужності фаз і всього ланцюга. Побудувати векторну діаграму ланцюга в комплексній площині.

6. Приєднали приймачі послідовно до джерела несинусоїдального струму i=7Sin(wt+130)+1,2Sin(2wt-860)+0,4Sin3wt A. Визначили діючі значення струму й напруги, активну потужність ланцюга. Записати рівняння миттєвих значень напруги в ланцюзі. Усі необхідні роботи виконані в повному обсязі.

Література

1. Ф.Е. Євдокимов. Теоретичні основи електротехніки. – К., 2003.

2. В.С. Попов. Теоретична електротехніка. – К., 2005

3. Ю.В. Буртаєв, П. И. Овсянников. Теоретичні основи електротехніки. – К., 2000

4. Л.А. Частоєдов. Електротехніка. – К., 2005.

5. М.Ю. Зайчик. Збірник завдань і вправ по теоретичній електротехніці. – К., 2002