Расчёт характеристик трансформатора и электрических двигателей

Введение 5
1. Двигатель постоянного тока с независимым возбуждением 7
1.1 Теоритический материал двигателя постоянного тока. 7
1.1.1 Общие сведения. 7
1.1.2 Конструкция и принцип работы. 8
1.1.3 Механические характеристики ДПТ ПВ. 9
1.1.4 Режимы торможения двигателя. 12
1.2 Расчет характеристик двигателя постоянного тока. 13
1.2.1 Электрическая схема включения двигателя параллельного возбуждения. 13
1.2.2 Приведение к расчетной температуре сопротивлений. 14
1.2.3 Определение номинального тока возбуждения и номинального тока якоря. 14
1.2.4 Определение номинального момента на валу двигателя: 14
1.2.5 Расчёт и построение на одном графике естественной и трех искусственных механических характеристик. 15
1.2.6 Расчёт сопротивления пускового реостата. 19
1.2.7 Определение величины сопротивления динамического торможения 20
1.2.8 Определение полных потерь мощности в двигателе при работе в номинальном режиме. 21
1.2.9 Изменение КПД двигателя. 21
2.Траснформатор 23
2.1 Теоритический материал трансформатора 23
2.1.1 Назначение и история развития трансформатора. 23
2.1.2 Принцип действия трансформатора. 24
2.1.3 Опыт холостого хода и короткого замыкания трансформатора. 25
2.2 Расчет характеристик трансформатора. 26
2.2.1 Электрическая схема соединения обмоток трансформатора (рисунок 2.1): 27
2.2.2 Номинальные фазные напряжения. 27
2.2.3 Коэффициент трансформации. 27
2.2.4 Номинальные линейные и фазные токи. 28
2.2.5 Изменение напряжения . 28
2.2.6 Коэффициент полезного действия трансформатора. 31
2.2.7 Нагрузку, при которой КПД трансформатора имеет наибольшее значение. 32
2.3 Исследовательская часть трансформатора. 34
3.Асинхронный двигатель. 38
3.1 Теоритическая часть асинхронный двигателя. 38
3.1.1 История создания и применение асинхронного двигателя. 38
3.1.2 Устройство и принцип работы АД. 39
3.1.3 Пуск АД. 40
3.1.4 Регулирование скорости АД. 43
3.2 Расчет и исследование характеристик асинхронного двигателя. 46
3.2.1 Электрическую схема включения обмотки статора асинхронного двигателя. 46
3.2.2 Активная, реактивная и полная мощности двигателя. 47
3.2.3Номинального и пускового токов; номинального, пускового и максимального моментов двигателя. 48
3.2.4 Частоты вращения магнитного поля статора, номинального и критического скольжений. 49
3.2.5 Полные потери мощности в двигателе при номинальном режиме работы. 50
3.2.6 Расчёт зависимости частоты вращения ротора двигателя от величины механического момента, приложенного к его валу. 50
3.2.7 Исследование зависимости частоты ЭДС и тока, электрических потерь в роторе от скольжения. 51
Заключение 54
Список использованной литературы: 56

Известно, что уровень жизни и культуры человечества в первую очередь определяется уровнем получения и использования различных видов энергии. Именно использование энергии многократно увеличивает возможности человека. Экономический и военный потенциал любой страны в значительной степени определяется ее энергетическими ресурсами. Из всех видов энергии (механической, тепловой, химической, лучистой и др.) наиболее универсальной и удобной в применении является электрическая энергия.
Электрические машины в основном объёме любого производства занимают первое место. Они являются самыми массовыми приёмниками электрической энергии и одним из основных источников механической и электрической энергий. Поэтому очень важная роль отведена электрическим машинам в экономике и производстве.
Сделать электрические машины менее энергоёмкими, более дешёвыми с лучшими электрическими и механическими свойствами. Данная проблема, решаемая постоянно при проектировании машин новых серий. Проектирование электрических машин процесс творческий требующий знания ряда предметов общетехнического цикла, новинок производства в области создания новых конструкционных, изоляционных материалов, требований спроса рынка, условий применения в электроприводе. В настоящее время практикуется создание не индивидуальных машин, а серий электрических машин, на базе которых выполняются различные модификации.
При проектировании электрических машин конструктивные элементы должны быть рассчитаны так, что бы при изготовлении машины трудоёмкость и расход материалов были наименьшими, а при эксплуатации они должны обладать оптимальными энергетическими показателями с учетом современного мирового уровня изготовления, а также требований государственных и отраслевых стандартов.
Двигатели постоянного тока один из наиболее распространенных электрических машин. Особенно широко они используются в качестве электроприводов производственных механизмов и являются основными преобразованиями электрической энергии в механическую. В настоящее время двигатели постоянного тока потребляют значительную часть всей вырабатываемой в мире электроэнергии. Это объясняется рядом преимуществ двигателей постоянного тока, по сравнению с асинхронными машинами, хотя последние так же широко применяются на промышленных предприятиях.
Задачи, решаемые в процессе работы с двигателем постоянного тока: расчёт его основных параметров, а именно: токи якоря и возбуждения, сопротивлений якоря и возбуждения при рабочей температуре, номинальные момент и скорость двигателя, расчёт и построение его естественных и искусственных характеристик, Определение величины пускового реостата , а так же сопротивление динамического торможения.
Трансформаторы - это наиболее распространённые устройства в современной электротехнике. Трансформаторы большой мощности составляют основу систем передачи электроэнергии от электростанций в линии электропередачи. Они повышают напряжение переменного тока, что необходимо для экономной передачи электроэнергии на значительные расстояния. В местах распределения энергии между потребителями применяют трансформаторы, понижающие напряжение до требуемых для потребителей значений. Наряду с этим, трансформаторы являются элементами электроустановок, где они осуществляют преобразование напряжения питающей сети до значений необходимых для работы последних. Основное назначение трансформаторов - изменять напряжение переменного тока. Трансформаторы применяются также для преобразования числа фаз и частоты.
Цель расчёта трансформатора в данном курсовом проекте - определение его номинальных линейных и фазных напряжений и токов; коэффициентов трансформации и полезного действия; построение графиков изменения напряжения на вторичной обмотке и изменения кпд при различных коэффициентах нагрузки. Так же при исследовании трансформатора определим как влияет на него группа соединения, коэффициент мощности и количество витков на его обмотках.
Асинхронные двигатели широко используются в промышленности благодаря простоте их конструкции, надежности в эксплуатации и сравнительно низкой себестоимости. Наиболее простыми в отношении устройства и управления, надежными в эксплуатации, имеющими наименьшую массу, габариты и стоимость при определенной мощности, являются асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором. Чаще всего асинхронные двигатели применяются при невысокой частоте включений, когда не регулируют частоту вращения или возможно ступенчатое её регулирование.
В установках, где требуется регулирование частоты вращения в относительно небольших пределах, необходимы плавный пуск, хорошие тормозные качества, ограничение токов в переходных процессах и т.д., находят широкое применение асинхронные двигатели с фазным ротором. Характерной особенностью этих двигателей является возможность уменьшения с помощью реостатов их пусковых токов при одновременном увеличении пускового момента. В настоящее время ,на долю асинхронных двигателей, в том числе и трёхфазные асинхронные двигатели с фазным ротором, приходится не менее 80% всех электродвигателей, выпускаемых промышленностью.
При расчёте асинхронного двигателя определим его основные характеристики: все составляющие мощностей, номинальный пусковой ток и номинальный и критический момент двигателя, а также номинальное и критическое скольжение. А так же рассчитаем и построим графики зависимости различных его величин.

Курсовая работа на тему: "Расчёт характеристик трансформатора и электрических двигателей"
Предмет: Электрические машины
Оригинальность на Антиплагиат.РУ (модуль - Интернет): 95%
Объём: 57 стр.

Исходные данные: параметры двигателя постоянного тока:P_ном=10кВт,U_ном=220 В,I_ном=136 А,n_ном=600об/мин,R_яц=0,2154Ом,R_ов=48,4Ом,η=83,5%
Параметры трансформатора:S_ном=250 кВа,U_1ном=10 кВ,U_2ном=0,4 кВ,P_0=0,82 кВт,P_к=3,7 кВт,U_к=4,5 %,I_к=2,3 %,соединёный по схеме звезда-звезда.
Параметры асинхронного двигателя: U_ном=220 В,P_ном=12кВт,n_ном=940 об\мин,cosφ_ном=0,66,I_п⁄(I_ном=4,M_п⁄M_ном =1,6,M_м⁄M_ном =2,η_ном=79 %)