Расчет линейных электрических цепей
Определение действующего значения напряжения. Расчет входного сопротивления и мгновенного значения тока для всех гармоник напряжения, а также активной, реактивной и полной мощности. Построение гармоники тока. Расчет симметричной трехфазной цепи.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 18.02.2019 |
| Размер файла | 5,7 M |
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/
Расчет линейных электрических цепей
Задание
1. Разложить заданное напряжение u в ряд Фурье, ограничившись пятой гармоникой. Построить в одной системе координат временные графики гармоник напряжения, суммарную кривую и заданное напряжение u
Рисунок 1.1. Форма входного напряжения
Таблица 1.1. Исходные данные
|
Номер варианта V |
Координаты точек |
Вид симметрии |
||||||
|
u, В |
, градусы |
|||||||
|
1 |
2 |
3 |
1 |
2 |
3 |
|||
|
6 |
100 |
50 |
100 |
30 |
90 |
150 |
Относительно оси абсцисс |
2. Рассчитать цепь при воздействии на нее несинусоидального приложенного напряжения u (рис. 1.1), полученного в предыдущем пункте 1.
Определить:
1) действующее значение напряжения U;
2) входное сопротивление и мгновенное значение тока для всех гармоник напряжения;
3) мгновенное значение тока на неразветвленном участке i и действующее значение тока I;
4) активную P, реактивную Q и полную S мощность цепи;
5) форму кривой тока i, для чего на чертеже построить гармоники тока и суммарную кривую тока i, полученную в результате графического сложения отдельных гармоник.
Рисунок 1.2. Расчетная схема
форму кривой тока i, для чего на чертеже построить гармоники тока и суммарную кривую тока i, полученную в результате графического сложения отдельных гармоник.
Таблица 1.2. Исходные данные для решения
|
Предпоследняя цифра шифра |
, 1/c |
r1, Ом |
r2, Ом |
L1, мГн |
С1, мкФ |
L2, мГн |
С2, мкФ |
|
|
0 |
10000 |
25 |
30 |
2 |
1 |
3 |
2 |
трехфазный цепь ток напряжение
3. Рассчитать симметричную трехфазную цепь. Найти токи в линии и в фазах нагрузки, показания ваттметров, составить баланс мощностей, построить векторную диаграмму токов и напряжений.
Рисунок 1.3. Обобщенная исследуемая схема
Таблица 1.3. Исходные данные для формирования заданной схемы.
|
Последние цифры шифра |
Номера ваттметров W |
Положение ключа |
|||
|
K1 |
K2 |
K3 |
|||
|
06 |
1;2 |
Р |
З |
З |
Таблица 1.4. Параметры элементов схемы замещения и значение приложенного напряжения
|
Предпоследняя цифра шифра |
Напряжение, В |
Сопротивление элементов схемы замещения, Ом |
|||||
|
0 |
380 |
5 |
15 |
9 |
30 |
4. Рассчитать несимметричную трехфазную цепь. В трехфазной несимметричной цепи найти токи в ветвях при ЭДС фазы А В. Построить векторную диаграмму токов и напряжений. Составить баланс мощностей.
Таблица 1.5. Исходные данные для формирования трехфазной электрической цепи
|
Последние цифры шифра |
Номер рисунка |
Положение ключа |
|||
|
К1 |
К2 |
К3 |
|||
|
06 |
2.5, а |
З |
Р |
Р |
Таблица 1.6. Параметры элементов схемы замещения и значение приложенного напряжения
|
Предпоследняя цифра шифра |
Сопротивление элементов схемы замещения, Ом |
||||
|
r |
|||||
|
0 |
3 |
5 |
25 |
10 |
Рисунок 1.4. Схема трехфазной несимметричной цепи
5. В цепи с двумя накопителями энергии в переходном режиме классическим методом определить закон изменения напряжения на конденсаторе uC, указанного на схеме, если в цепи действует источник постоянного напряжения (тока). Построить графики изменения рассчитанной функции.
Рисунок 1.5. Схема для расчета переходного процесса в цепи второго порядка
6. В той же цепи при питании ее от источника синусоидального напряжения (тока) определить независимые начальные условия переходного процесса.
Введение
Данная работа посвящена исследованию и изучению цепей несинусоидального тока, трехфазных цепей несинусоидального тока, трехфазных цепей и переходных
Методы расчета линейных однофазных и трехфазных электрических цепей при постоянном, синусоидальном, несинусоидальном напряжениях и токах широко используется 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 их участков.
Целью данной работы является изучение цепей постоянного и переменного токов и напряжений, исследования переходных процессов, получение практических навыков анализа, расчета параметров цепи при различных условиях.
1. Расчет линейных электрических цепей при несинусоидальном входном напряжении
1.1 Разложение заданного напряжения в ряд Фурье
Ряд Фурье можно записать в виде:
f(t)
Коэффициенты синусных и косинусных составляющих ряда рассчитываются по формулам:
Амплитуды гармоник рассчитывается по формуле:
Начальные фазы гармоник рассчитываются по формуле:
Таблицы расчета гармоник напряжения:
Таблица 1.1. Расчет первой гармоники
|
2р/m |
f(2р/m) |
cos(k*(2р/m)) |
sin(k*(2р/m)) |
f(a)*cos(k*(2р/m)) |
f(a)*sin(k*(2р/m)) |
|
|
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
|
|
15 |
40 |
0,966 |
0,259 |
38,638 |
10,348 |
|
|
30 |
100 |
0,866 |
0,500 |
86,616 |
49,977 |
|
|
45 |
87 |
0,707 |
0,707 |
61,543 |
61,494 |
|
|
60 |
75 |
0,500 |
0,866 |
37,534 |
64,932 |
|
|
75 |
63 |
0,259 |
0,966 |
16,346 |
60,842 |
|
|
90 |
50 |
0,001 |
1,000 |
0,040 |
50,000 |
|
|
105 |
63 |
-0,258 |
0,966 |
-16,249 |
60,868 |
|
|
120 |
75 |
-0,499 |
0,867 |
-37,431 |
64,992 |
|
|
135 |
87 |
-0,706 |
0,708 |
-61,445 |
61,592 |
|
|
150 |
100 |
-0,865 |
0,501 |
-86,536 |
50,115 |
|
|
165 |
50 |
-0,966 |
0,260 |
-48,277 |
13,011 |
|
|
180 |
0 |
-1,000 |
0,002 |
0 |
0 |
Расчет первой гармоники:
k = 1;
A1 = = 4/m = 4/24*(548,171) = 91,36
B1 = 4/m = 4/24*(-9,221) = -1,54
U1m = = =91,37;
ц1 = arctg(B1/A1) = arctg(-1,54/91,36) =-0,97;
u(1) = 91,37sin(10000t-0,97)
Таблица 1.2. Координаты третьей гармоники
|
2р/m |
f(2р/m) |
cos(k*(2р/m)) |
sin(k*(2р/m)) |
f(a)*cos(k*(2р/m)) |
f(a)*sin(k*(2р/m)) |
|
|
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
|
|
15 |
40 |
0,707 |
0,707 |
28,296 |
28,273 |
|
|
30 |
100 |
0,001 |
1,000 |
0,080 |
100,000 |
|
|
45 |
87 |
-0,706 |
0,708 |
-61,445 |
61,592 |
|
|
60 |
75 |
-1,000 |
0,002 |
-75,000 |
0,119 |
|
|
75 |
63 |
-0,709 |
-0,706 |
-44,636 |
-44,459 |
|
|
90 |
50 |
-0,002 |
-1,000 |
-0,119 |
-50,000 |
|
|
105 |
63 |
0,705 |
-0,709 |
44,423 |
-44,672 |
|
|
120 |
75 |
1,000 |
-0,003 |
75,000 |
-0,239 |
|
|
135 |
87 |
0,710 |
0,705 |
61,738 |
61,297 |
|
|
150 |
100 |
0,004 |
1,000 |
0,398 |
99,999 |
|
|
165 |
50 |
-0,704 |
0,710 |
-35,200 |
35,510 |
|
|
180 |
0 |
-1,000 |
0,005 |
0 |
0 |
Расчет третьей гармоники:
k = 3;
A3 = = 4/m = 4/24*(247,421) = 41,24
B3 = 4/m = 4/24*(-6,466) = -1,08
U3m = = =41,25;
ц3 = arctg(B3/A3) = arctg(-1,08/41,24) = -1,5;
u(3) = 41,25sin(30000t-1,5)
Таблица 1.3. Координаты пятой гармоники
|
2р/m |
f(2р/m) |
cos(k*(2р/m)) |
sin(k*(2р/m)) |
f(a)*cos(k*(2р/m)) |
f(a)*sin(k*(2р/m)) |
|
|
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
|
|
15 |
40 |
0,259 |
0,966 |
10,378 |
38,630 |
|
|
30 |
100 |
-0,865 |
0,501 |
-86,536 |
50,115 |
|
|
45 |
87 |
-0,709 |
-0,706 |
-61,641 |
-61,396 |
|
|
60 |
75 |
0,498 |
-0,867 |
37,327 |
-65,051 |
|
|
75 |
63 |
0,967 |
0,256 |
60,907 |
16,104 |
|
|
90 |
50 |
0,004 |
1,000 |
0,199 |
50,000 |
|
|
105 |
63 |
-0,965 |
0,263 |
-60,777 |
16,588 |
|
|
120 |
75 |
-0,505 |
-0,863 |
-37,844 |
-64,752 |
|
|
135 |
87 |
0,703 |
-0,711 |
61,150 |
-61,885 |
|
|
150 |
100 |
0,869 |
0,494 |
86,932 |
49,424 |
|
|
165 |
50 |
-0,252 |
0,968 |
-12,588 |
48,389 |
|
|
180 |
0 |
-1,000 |
0,008 |
0 |
0 |
Расчет пятой гармоники:
k = 5;
A5 = = 4/m = 4/24*(16,167) = 2,69
B5 = 4/m = 4/24*(-2,492) = -0,42
U5m = = =2,72;
ц5 = arctg(B5/A5) = arctg(-0,42/2,69) = -8,87;
u(5) = 2,72sin(50000t-8,87)
Построение кривой напряжения:
u = u(1) + u(3) + u(5) = 91,36sin(10000t-0,97)+ 41,25sin(30000t-1,5)+ +2,72sin(50000t-8,87), B
Рисунок 1.1. Временной график гармоник напряжения и суммарного напряжения
1.2 Расчет тока в линейной электрической цепи при несинусоидальном входном напряжении.
Определение действующего значения напряжения U, В:
Определение входного сопротивления и мгновенного значение тока I(А) в цепи:
0-я гармоника:
Ом;
А.
1-я гармоника:
?=1;
щ=10000 рад/c;
A
, A
3-я гармоника:
?=3;
щ=30000 рад/с;
A
, A.
5-я гармоника:
?=5;
щ=50000 рад/c;
A
, A
Рисунок 1.2. Временной график гармоник тока и суммарного тока
А
Определение активной P, реактивной Q и полной S мощности цепи:
;
;
ВА.
2. Расчет трехфазных цепей
2.1 Расчет симметричной трехфазной цепи
1) Определение фазных напряжений генератора:
2) Определение сопротивления:
3) Определение фазных токов:
4) Расчет мощностей:
...Подобные документы
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.
контрольная работа [526,2 K], добавлен 18.04.2016Анализ электрического состояния линейных и нелинейных электрических цепей постоянного тока. Определение токов во всех ветвях методом контурных токов. Расчет однофазных цепей переменного тока. Уравнение мгновенного значения тока источника, баланс мощности.
реферат [1,3 M], добавлен 05.11.2012Расчет и выбор элементов выпрямителя с LC-фильтром. Определение действующего значения напряжения на вторичной обмотке трансформатора, значения тока вентиля, амплитуды напряжения, сопротивления конденсатора. График внешней характеристики выпрямителя.
контрольная работа [28,4 K], добавлен 21.09.2012Схема исследуемых электрических цепей. Измерение напряжения на всех элементах цепи, значения общего тока и мощности. Определение параметров напряжения в режиме резонанса и построение векторных диаграмм тока, топографических векторных диаграмм напряжений.
лабораторная работа [455,5 K], добавлен 31.01.2016Однофазные и трехфазные цепи переменного тока. Индуктивное и полное сопротивление. Определение активная, реактивной и полной мощности цепи. Фазные и линейные токи, их равенство при соединении звездой. Определение величины тока в нейтральном проводе.
контрольная работа [30,8 K], добавлен 23.09.2011Разложение периодической функции входного напряжения в ряд Фурье. Расчет гармонических составляющих токов при действии на входе цепи напряжения из 10 составляющих. Построение графика изменения входного напряжения и тока в течение одного периода в 1 ветви.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 10.04.2014Расчет трехфазной цепи с несимметричной нагрузкой (звезда). Определение активной, реактивной и полной мощности, потребляемой цепью. Расчет тягового усилия электромагнита. Магнитные цепи с постоянными магнитодвижущими силами. Алгоритм расчета цепи.
презентация [1,6 M], добавлен 25.07.2013Расчет линейной электрической цепи постоянного тока. Определение токов во всех ветвях методом контурных токов и узловых напряжений. Электрические цепи однофазного тока, определение показаний ваттметров. Расчет параметров трехфазной электрической цепи.
курсовая работа [653,3 K], добавлен 02.10.2012Определение всех токов, показаний вольтметра и амперметра электромагнитной системы. Мгновенные значения тока и напряжения первичной обмотки трансформатора. Определение индуктивностей и взаимных индуктивностей. Построение графиков напряжения и тока.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 11.12.2012Расчет линейных электрических цепей постоянного тока, определение токов во всех ветвях методов контурных токов, наложения, свертывания. Нелинейные электрические цепи постоянного тока. Анализ электрического состояния линейных цепей переменного тока.
курсовая работа [351,4 K], добавлен 10.05.2013Анализ и расчет линейных электрических цепей постоянного тока. Первый закон Кирхгоффа. Значение сопротивления резисторов. Составление баланса мощностей. Расчет линейных электрических однофазных цепей переменного тока. Уравнение гармонических колебаний.
реферат [360,6 K], добавлен 18.05.2014Расчет разветвленной цепи постоянного тока с одним или несколькими источниками энергии и разветвленной цепи синусоидального переменного тока. Построение векторной диаграммы по значениям токов и напряжений. Расчет трехфазной цепи переменного тока.
контрольная работа [287,5 K], добавлен 14.11.2010Ознакомление с основами метода уравнений Кирхгофа и метода контурных токов линейных электрических цепей. Составление уравнения баланса электрической мощности. Определение тока любой ветви электрической цепи методом эквивалентного источника напряжения.
курсовая работа [400,7 K], добавлен 11.12.2014Расчет трехфазного короткого замыкания. Определение мгновенного значения апериодической составляющей тока. Однофазное короткое замыкание. Определение действующего значения периодической составляющей тока. Построение векторных диаграмм токов и напряжений.
контрольная работа [196,9 K], добавлен 03.02.2009Линейные цепи постоянного тока, вычисление в них тока и падения напряжения, сопротивления. Понятие и закономерности распространения тока в цепях переменного тока. Расчет цепей символическим методом, реактивные элементы электрической цепи и их анализ.
методичка [403,7 K], добавлен 24.10.2012Расчет источника гармонических колебаний. Запись мгновенных значений тока и напряжения в первичной обмотке трансформатора и построение их волновых диаграмм. Расчет резонансных режимов в электрической цепи. Расчет напряжения в схеме четырехполюсника.
курсовая работа [966,0 K], добавлен 11.12.2012Произведение расчетов разветвленной цепи постоянного тока с несколькими источниками электрической энергии; цепи переменного тока с параллельным соединением приемников, трехфазной цепи при соединении "звездой"; однокаскадного низкочастотного усилителя.
контрольная работа [2,2 M], добавлен 31.01.2013Электрические цепи при гармоническом воздействии. Работа цепи при воздействии источников постоянного напряжения и тока. Расчет схемы методом наложения (суперпозиции). Нахождение токов в ветвях схемы методом контурных токов. Напряжения на элементах цепи.
курсовая работа [933,0 K], добавлен 18.12.2014Методика определения комплексного сопротивления, проводимости, тока в цепи и напряжения на элементах по данной схеме. Расчет цепей методом узловых напряжений и контурных токов. Определение базисного и потенциального узла, числа уравнений для решения.
методичка [208,1 K], добавлен 31.03.2009Определение значения ударного тока. Преобразование схемы прямой последовательности и определение её параметров. Построение векторных диаграмм тока и напряжения. Определение сопротивления внешней цепи. Расчет токов КЗ в сетях напряжением выше 1000В.
курсовая работа [2,8 M], добавлен 25.05.2015
