Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство транспорта Российской Федерации

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Омский государственный университет путей сообщения

ОмГУПС (ОмИИТ)

Кафедра «Теоретическая электротехника»

РАСЧЕТ линейных электрических цепей

Пояснительная записка к курсовой работе

по дисциплине «Теоретические основы электротехники»

ИНМВ. 400002.000 ПЗ

Студент гр. 26Б

Браун О.В.

Руководитель -

ст. пр. ТЭ

Тэттэр В.Ю.

Омск 2017



Реферат

однофазный цепь несинусоидальный напряжение

Курсовая работа содержит 28 страниц, 18 рисунков, 9 таблицы, 2 источников.

Несинусоидальное напряжение, осциллограмма, ряд Фурье, трехфазные цепи, векторная диаграмма, переходные процессы, характеристическое уравнение.

Объектом исследования являются линейные электрические цепи.

Цель работы - исследование и изучение методов расчета цепей несинусоидального тока, трехфазных цепей и переходных процессов в линейных электрических цепях с сосредоточенными параметрами

Методы исследования - экспериментальные и аналитические.

Рассмотрены методы расчета линейных электрических цепей при несинусоидальных, трехфазных питающих напряжениях, а также в режиме переходного процесса.



Содержание

Введение

1. Исследование линейной электрической цепи при несинусоидальном входном напряжении

1.1 Разложение заданного напряжения u в ряд Фурье

1.2 Расчёт цепи при воздействии на нее несинусоидального приложенного напряжения, описываемого выражением

2. Расчет трехфазных цепей

2.1. Расчет симметричной электрической цепи

2.2 Расчет несимметричной электрической цепи

3. Расчет переходных процессов в линейных электрических цепях

3.1 Расчет переходного процесса в цепи с источником постоянного тока

3.2 Расчет переходного процесса при воздействии синусоидальной ЭДС

Заключение

Библиографический список



Введение

Данная работа посвящена исследованию и изучению линейных электрических цепей при несинусоидальном входном напряжении, трехфазных цепей, переходных процессов в линейной цепи.

Методы расчета линейных однофазных и трехфазных электрических цепей при постоянном, синусоидальном, несинусоидальном напряжениях и токах широко используются в ряде специальных дисциплин при подготовке инженеров по электрическим специальностям.

Переход электрической цепи или системы из одного установившегося состояния в другое, изменения параметров электрических цепей сопровождается переходным процессом. Мгновенные изменения параметров называют коммутациями. Наиболее распространенными коммутациями являются включения или выключения электрических цепей в целом или отдельных участков.

Целью работы является изучение цепей постоянного и переменного токов и напряжений, исследования переходных процессов, получение практических навыков анализа, расчета параметров цепи при различных условиях.



1. Исследование линейной электрической цепи при несинусоидальном входном напряжении

1.1 Разложение заданного напряжения u в ряд Фурье

Исходные данные

Симметрия: относительно оси абсцисс

Таблица 1.1.1 Исходные данные для решения.

U, В	wt, градусы
-40	100	70	30	90	150

Рис. 1.1.1 График периодической несинусоидальной ЭДС

Функция симметрично относительно оси абсцисс. Тогда в разложении функции будут отсутствовать постоянная составляющая и четные гармоники

(А₀=А₂=В₂=А₄=В₄=…).

;

Для кривых такого типа суммирование можно проводить на половине периода:

Таблица 1.1.2 Первая гармоника:

Таблица 1.1.3 Третья гармоника:



Таблица 1.1.4 Пятая гармоника:

;

;

Рис. 1.1.2 График периодической несинусоидальной ЭДС

1.2 Расчёт цепи при воздействии на нее несинусоидального приложенного напряжения, описываемого выражением

Исходные данные

Рис. .1.2.1 Расчетная формула

Таблица 1.2.1 Параметры схемы

R1, кОм	С, мкФ	F, кГц	R3, кОм	L, мГн	Um, В	R2, кОм	Rk, Ом
1,48	0,25	2,1	1,7	19,5	6	5,1	49,1

U₀=3 B; U_1m=3,82 B; U_3m=1,27 B; U_5m=0,26 B;

Рис. 1.2.2 Кривые входного напряжения

Z₀=?;

Z₁=1562e^-j2 Ом;

Рис. 1.2.3 Временные графики гармоник и суммарная кривая тока

Активная мощность:

Реактивная мощность:

Полная мощность:

Коэффициент мощности:

Коэффициент не синусоидальности тока и напряжение:

Рис. 1.2.4 Кривые входного напряжения и тока

2. Расчет трехфазных цепей.

2.1. Расчет симметричной электрической цепи

Сформировать данную схему, найти токи в линии и в фазах нагрузки, составить баланс мощностей, построить векторную диаграмму токов и напряжений.

Исходные данные

Рис 2.1.1 Обобщенная схема симметричной трехфазной цепи

Таблица 2.1.1. Параметры схемы:

Напряжение, В	Сопротивление элементов схемы замещения, Ом
				r
380	5	15	15	45

К1-разомкнут, К2 и К3- замкнуты.

Рис 2.1.2 Исследуемая схема замещения относительно фазы А

Найдем общее сопротивление

Найдем напряжение цепи:

Найдем фазные токи цепи:

Баланс мощностей:

Рис. 2.1.3 - Векторная диаграмма токов и напряжений

2.2 Расчет несимметричной электрической цепи

Исходные данные:

Рис. 2.2.1 - Схема трехфазной электрической цепи

Таблица 2.2.1. Параметры схемы:

ЭДС, В	Сопротивление элементов схемы замещения, Ом
			r
	20	10	5

Рис 2.2.2 - Исследуемая схема

Находим напряжение:

Сопротивление фаз несимметричной цепи

;

Находим ток:

Баланс мощностей:

Рис 2.2.3- Векторная диаграмма тока и напряжения при пренебрежении сопротивлением нейтрального провода.



3. Расчет переходных процессов в линейных электрических цепях

3.1 Расчет переходного процесса в цепи с источником постоянного тока

Исходные данные:

Рис. 3.1.1. Расчетная схема

Таблица 3.1.1. Исходные данные

e1, B	e2, B	C, Фа	L, Гн	R1, Ом	R2, Ом
100	20	10-5	0,1	100	100

Расчет независимых начальных условий:

Рис. 3.1.2. Схема до коммутации

По первому закону коммутации:

По второму закону коммутации:

Рис. 3.1.2. Схема после коммутации

Составим дифференциальные уравнения:

В момент времени

Рис. 3.1.3. Схема при установившемся режиме после коммутации

Принужденные составляющие:

Корни характеристического уравнения:

Определение постоянных:

-50000=20000+

-70000=

Рис. 3.1.4. График зависимости напряжения от времени при колебательном режиме



3.2 Расчет переходного процесса при воздействии синусоидальной ЭДС

Рис. 3.2.1. Расчетная схема

Таблица 3.2.1 Исходные данные

e2, B	C, Фа	L, Гн	R1, Ом	R2, Ом
20	10-5	0,1	100	100

Общее сопротивление схемы:



Заключение

Первый раздел был посвящен расчёту однофазных цепей при несинусоидальном питающем напряжении, где я познакомилась с разложением периодической несинусоидальной кривой в ряд Фурье и изучила свойства периодических несинусоидальных функций, обладающих симметрией, а также научилась рассчитывать мощность в цепях несинусоидального тока и решать задачи на заданные темы.

Второй раздел - это исследование трёхфазных цепей. В нём мною решены задачи на темы симметричных и несимметричных трёхфазных цепей.

В третьем разделе произведено исследование переходных процессов в линейных электрических цепях. Переходные процессы сопровождают переход электрической цепи из одного установившегося состояния в другое и возникают при любых изменениях параметров электрических цепей. Мгновенные изменения параметров называют коммутациями.



Библиографический список

1. Периодические режимы однофазные и трехфазные электрических цепей: Учебное пособие 2-е изд./А.Ю. Тэттер, В.Т, Черемисин, Т.В. Ковалева, О.О. Комякова, Н.В. Пашкова; под ред. А.Ю. Тэттер / Омский гос. ун-т путей сообщения. Омск 2013. 132 с.

2. Переходные процессы в линейных электрических цепях: Учебное пособие / А.А. Кузнецов, А.В. Пономарев, А.Ю. Тэттэр; Под редакцией В.Н. Зажирко; Омский гос.ун-т путей сообщения. Омск, 2014. 103с.

Размещено на Allbest.ru

...