Реферат на тему "Анализ электрического состояния линейных электрических цепей посто"




Реферат на тему

текст обсуждение файлы править категориядобавить материалпродать работу




Курсовая на тему Анализ электрического состояния линейных электрических цепей посто

скачать

Найти другие подобные рефераты.

Курсовая *
Размер: 88.02 кб.
Язык: русский
Разместил (а): Алексей
1 2 Следующая страница

добавить материал

Министерство образования Республики Беларусь
Гомельский государственный дорожно-строительный техникум
Специальность 2-400202
Группа ВТ-21
Пояснительная записка
к курсовому проекту
по предмету
“Теоретические основы электротехники”
КП 2-400202.021.022 ПЗ
Выполнил: Лукашевич Алексей Николаевич
Проверил: Авраменко Светлана Прокофьевна
Гомель 2005

Содержание

  \u \t "Стиль2;1" Введение. 4
1. Анализ электрического состояния линейных электрических цепей постоянного тока. 5
1.1 Составляем на основании законов Кирхгофа системы уравнений для определения токов во всех ветвях схемы.. 5
1.2 Определяем токи во всех ветвях схемы на основе метода контурных токов  6
1.3 Определение токов во всех ветвях схемы на основе метода наложения  8
1.4 Составляем баланс мощностей для заданной схемы.. 12
1.5 Представление результатов расчетов в виде таблицы и их сравнение. 12
1.6 Определение тока во второй ветви методом эквивалентного генератора  12
1.7 Построение потенциальной диаграммы для замкнутого контура, включающего два источника. 14
2 Анализ электрического состояния нелинейных электрических цепей постоянного тока. 15
2.1 Построение ВАХ для заданной схемы (рис.2.0) 15
2.2 Определение на основе ВАХ токов во всех ветвях схемы и напряжений на отдельных элементах. 16
3. Анализ электрического состояния однофазных линейных электрических цепей переменного тока. 17
3.1 Расчет реактивных сопротивлений элементов электрической цепи. 17
3.2 Определение действующих значений токов во всех ветвях электрической цепи  18
3.3 Составление уравнения мгновенного значения тока источника. 18
3.4 Построение векторной диаграммы токов, совмещенной с топографической векторной диаграммой напряжений. 19
4. Анализ электрического состояния трехфазных линейных электрических цепей переменного тока. 20
4.1 Построение схемы замещения электрической цепи соответствующей заданному варианту (рис.4.0) 20
4.2 Расчет реактивных сопротивлений элементов электрической цепи. 20
4.3 Определение действующих значений токов во всех ветвях электрической цепи  21
4.4 Составление уравнения мгновенного значения тока источника. 21
4.5 Составление баланса активных и реактивных мощностей. 21
5. Исследование переходных процессов в электрических цепях. 24
5.1 Определение постоянной времени τи длительности переходного процесса  24
5.2 Определение тока в цепи и энергии электрического (магнитного) поля при t = 3 τи  25
5.3 Построение графиков I=f(t); (Uc=f(t)) 25
Заключение. 27

Введение

Целью данного курсового проекта является формирование у учащегося навыков по решению различных типов задач.
Задача анализа электрического состояния цепей постоянного/переменного тока заключается в определении токов в отдельных ветвях, напряжения между двумя любыми узлами цепи или конкретно на отдельном элементе, а также построение необходимых диаграмм. Расчеты производятся различными методами: по I и II закону Кирхгофа, методом наложения, методом эквивалентного генератора, используется метод расчета электрической цепи с помощью комплексных чисел. При этом задаются: конфигурация и параметры цепи, параметры элементов включенных в цепь, а также параметры источников питания. Если цепь содержит хотя бы один нелинейный элемент, то к ней применяется графический метод решения. Если исследуются переходные процессы в электрической цепи, то необходимо знать начальные значения токов на индуктивностях и напряжения на емкостях.
Работа над данным курсовым проектом позволяет решить следующие задачи:
закрепление теоретических знаний, полученных на лекционном курсе;
развитие творческого технического мышления;
усвоение методики выполнения расчетов;
развитие навыков по работе со справочной литературой;
развитие умения составления и оформления пояснительной записки и графической части проекта;
Курсовое проектирование по предмету “Теоретические основы электротехники” является завершающим этапом изучения данного предмета и занимает важное место в процессе подготовки будущего специалиста к работе на производстве.

1. Анализ электрического состояния линейных электрических цепей постоянного тока

Схема электрической цепи постоянного тока:

R2          I2                                                           R7
I5                                           E1,r02                   I7
R1
I3                           R5
R3          R4                          I4            I6
I1                                                                          E2,r02
R6
Рис.1.0
Числовые параметры:
E1=30B. r01=3Om. R1=16Om. R3=22Om. R5=43Om R7=55Om.
E2=40B. r02=2Om R2=27Om. R4=33Om. R6=51Om.

1.1 Составляем на основании законов Кирхгофа системы уравнений для определения токов во всех ветвях схемы

I2-I5-I3=0;                                                                         I2-I5-I3=0;
I5+I6-I7=0;                                                                        I5+I6-I7=0;
I7-I1-I2-I4=0;                                                                    I7-I1-I2-I4=0;
E2-E1=R3I3-(R5+r01) I5+(R6+r02) I6;                       10=53I6-46I5+22I3;
E1=R2I2+(R5+r01) I5+R7I7;                                         0=55I7+27I2+46I5;
0=R4I4-R3I3-R2I2;                                                         0=33I4-22I3-27I2;
0=I1R1-I4R4;                                                                    0=16I1-33I4;
Решив данную систему, мы найдем истинные токи в ветвях.

1.2 Определяем токи во всех ветвях схемы на основе метода контурных токов

Преобразуем схему (рис.1.0) в эквивалентную (рис.1.1):

IK3        IK2
IK4                                       R2 R5    E2,r02                   R7
R1                          R4
IK1
R3          R6
E1,r01
Рис.1.1
Составляем уравнения для 4-х. контуров:
I-й. Контур:
E2-E1=IK1(R6+r02+r01+R5+R3) +IK2(R5+r01) - IK3R3;
II-й. Контур:
E1= IK2(R5+r01+R7+R2) +IK3R2-IK1(R5+r01);
III-й. Контур:
0=IK3(R4+R3+R2) - IK2R2-IK1R3-IK4R4;
IV-й. Контур:
0=IK4(R1+R4) - IK3R4;
Решаем систему:
10=121IK1-46IK2-22IK2;
30=128IK2-27IK3-46IK1;
0=82IK3-27IK2-22IK1-33IK4;
0=49IK4-33IK3;
49IK4-33IK3 => 49IK4=33IK3 => IK4=0,67347IK3;
0=59,77549IK3-27IK2-22IK1;

10=121IK1-46IK2-22IK2;
30=128IK2-27IK3-46IK1;
0=59,77549IK3-27IK2-22IK1;
IK1=(128IK2-27IK3-30) /46;
10=121((128IK2-27IK3-30) /46) - 46IK2-22IK3 =>
IK2=(93,02174IK3+88,91304) /290,69566;
IK1=(13,95962IK3+9,15046) /46;
0=59,77549IK3-8,63992IK3-8,3583-6,67634IK3-4,37631
12,63461=44,45923IK3 =>
IK3=0,28418 A;
IK4=0, 19139 A;
IK2=0,39680 A;
IK1=0,28516 A;
Вычисляем истинные токи ветвей электрической цепи, выполняя алгебраическое сложение контурных токов, учитывая их направление:
I1=IK4=0, 19139 A.
I2=IK2-IK3=0,11262 A.
I3=IK1-IK3=0,00098 A.
I4=IK3-IK4=0,09279 A.
I5=IK2-IK1=0,11164 A.
I6=IK1=0,28516 A.
I7=IK2= 0,39680 A.

1.3 Определение токов во всех ветвях схемы на основе метода наложения

a) Нахождение частных токов при исключении источника питания Е2:
Преобразовываем схему (рис.1.0) в эквивалентные схемы на (рис.1.2), (рис.1.3) и (рис.1.4) без Е2, оставив лишь его внутреннее сопротивление r02:

                                      
                                         R2                                                      R7               I/7            
                                                         I/2                 I/5             E1,r01           
                                                                     R5            
                                  R1          I/1                                                                    
                                                          R4                        
                                            R3          I/3            I/4                           I/6
                                                                       R6           r02
Рис.1.2

                                                 R2                  R7                        
                                               
                                            R5                               
                                                                                    R14
                                                                    R3                  R602
                                       
                                                                                        E1, r01
                                                                                      
Рис.1.3
R14=(R1R4)/(R1+R4)=(16*33)/(16+33)=10,77551 Om;
R602=R6+r02=51+2=53 Om;

                                                                       R214             R7
                                                                                                         
                                           R5       R23
                                       
                                                                        R314           R602
                                                                   
                                                                                          
                                
                                                                                 E1,r01                       
Рис.1.4

R214=(R2R14) /(R2+R3+R14) =(27*10.7755) /(27+10.7755+22) =4,86719 Om;
R23=(R2R3) /(R2+R3+R14) =(27*22) /(27+22+10.7755) =9,93718 Om;
R314=(R3R14) /(R3+R14+R2) =(22*10.7755) /(22+10.7755+27) =3,96586 Om;
R2147=R214+R7= 4.8672+55=59,86719 Om;
R314602=R314+R602= 3.9659+53=56,96586 Om;
RЭКВ. =R5+R23+(R2147R314602) /(R2147+R314602) +r1= =43+9.9372+(59.8672*56.9659) /(59.8672+56.9659) +3=85,12743 Om;
I/=E1/RЭКВ. = 30/85.1275=0,35241 A.
I/5=I/=0,35241 A.
I/7=I/(R314+R602) /(R214+R7+R314+R602) = =0.35241*(3.96586+53) /(4.86719+55+3.96586+53) =0,17182 A.;
I/602=I/6=I/(R214+R7) /(R214+R7+R314+R602) = =0.35241*(9.93718+55) /(9.93718+55+3.96586+53) =0,18058 A.;
По II закону Кирхгофа находим частный ток (I/14):
I/14R14-I/602R602+I/7R7=0;
I/14=(I/602R602-I/7R7) /R14= (0.18058*53-0.17182*55) /10.77551=0,0111 A.;
U14=I/14R14= 0.0111*10.77551=0,11961 B.;
I/1=U14/R1= 0,11961/16=0,00748 A.;
I/4=U14/R4= 0.11961/33=0,00362 A.;
I/2=I/7-I/14= 0,17182-0,0111=0,16072 A.;
I/3=I/1+I/4+I/6= 0,00748+0,00362+0,18058=0, 19168 A.;
b) Нахождение частных токов при исключении источника питания Е1:
Преобразуем схему (рис.1.0) в эквивалентные схемы на (рис.1.5), (рис.1.6) и (рис.1.7) без Е1, оставив лишь его внутреннее сопротивление r01:

                                                    
                                          R2                       
                                                                     
                                                                        I//5                 R7            I//7
                                                                           R5              r01
                               R1         I//1                      
                                                                                 
                                                  R3        I//3           I//4     I//6            
                                                       R4                           
                                                                         R6              E2,r02
Рис.1.5

                                                                              
                                               R14          R2                 R7
             
                                                                            
                                                                         R501
                                                             R3
                                                              R6                E2,r02
Рис.1.6
R14=(R1R4)/(R1+R4)=(16*33)/(16+33)=10,7755 Om;
R501=R5+r01=43+3=46 Om;
                                                           R14           R27
                                                
                                                                   R3          R2501
                                               R6                                           R751
                                                                         E2,r02
Рис.1.7
R27=(R2R7)/(R2+R7+R501)=(27*55)/(27+55+46)=11,60156 Om;
R2501=(R2R501)/(R2+R7+R501)=(27*46)/(27+55+46)=9,70313 Om;
R7501=(R7R501)/(R2+R7+R501)=(55*46)/(27+55+46)=19,76563 Om;
R1427=R14+R27=10,7755+11,60156=22,37707 Om;
R32501=R3+R2501=22+9,70313=31,70313 Om;
RЭКВ=R6+R7501+(R1427R32501)/(R1427+R32501)+r02=51+19,76563+(22,37707*31,70313)/
/(22,37707+31,70313)+2=85,8836 Om;
I//=E2/RЭКВ=40/85,8836=0,46575 A.;
I//6=I//=0,46575 A.;
I//14=I//((R3+R2501)/(R14+R27+R3+R2501))=0,46575*((22+9,70313)/ /(10,7755+11,60156+22+9,70313))= 0,27303 A.;
I//3=I//*((R14+R27)/(R14+R27+R3+R2501))=0,46575*((10,7755+11,60156)/ /(10,7755+11,60156+22+9,70313))=0.19272 A.;
U14=I//14*R14=0,27303*10,77551=2,94204 B.;
I//1=U14/R1=2,94204/16=0,18388 A.;
I//4=U14/R4=2,94204/33=0,08915 A.;
По II закону Кирхгофа находим частный ток (I // 5):
E2=I // 6(R6+r02) +I // 5(R5+r01) +I // 3R3;
I // 5=(E2-I // 6(R6+r02) - I // 3R3) /(R5+r01) =(40-0,46575*(51+2) - 0, 19272*22) /(43*3) =
=0,24077 A.;
По I закону Кирхгофа находим частный ток (I // 7 и I // 2):
I // 7=I // 6-I // 5=0,46575-0,24077=0,22498 A.;
I // 2=I // 7-I // 1-I // 4=0,22498-0,18388-0,08915=-0,04805 A.;
Вычисляем токи, текущие в ветвях электрической цепи, выполняя алгебраическое сложение частных токов, учитывая их направление:
I1=I/1+I // 1=0,00748 +0,18388 =0,2151 A.;
I2=I/2-I // 2=0,16072-0,04805=0,11267 A.;
I3=I/3-I // 3=0, 19168-0, 19272=-0,00104 A.;
I4=I/4+I // 4=0,00362+0,08915=0,09277 A.;
I5=I/5-I // 5=0,3524-0,24077=0,11163 A.;
I6=I // 6-I/6=0,46575-0,1877=0,27805 A.;
I7=I/7+I // 7=0,1718+0,22498=0,39678 A.;

1.4 Составляем баланс мощностей для заданной схемы

E1I5+E2I6=I21R1+I22R2+I23R3+I24R4+I25(R5+r01) +I26(R6+r02) +I27R7;
3,88263+10,6064=1,124957+0, 20347+0,03994+0,059915+0,77049+3,726420+8,563179;
14,48903 Вт≈14,48837 Вт;

1.5 Представление результатов расчетов в виде таблицы и их сравнение

I
Метод контурных токов
Метод наложения
Погрешность
I1
0, 19139
0, 19136
0,003%
I2
0,11262
0,11267
-0,005%
I3
0,00098
0,00104
-0,006%
I4
0,09279
0,09277
0,002%
I5
0,11164
0,11164
0%
I6
0,28516
0,28517
-0,001%
I7
0,39680
0,3968
0%

1.6 Определение тока во второй ветви методом эквивалентного генератора

Удаляем резистор R2 и находим интересующие нас токи электрической цепи в режиме холостого хода (рис.1.8):

                                            I1         I4                   IK2                  R7       I7
                                                                          I5     
                                                                                          E1,r01
                                 R1          R4                                
                                                                    I3
                                                       IK3                         IK1
                                                                  R3     I6              
                                              
1 2 Следующая страница


Анализ электрического состояния линейных электрических цепей посто

Скачать курсовую работу бесплатно


Постоянный url этой страницы:
http://referatnatemu.com/31214



вверх страницы

Рейтинг@Mail.ru
Copyright © 2010-2015 referatnatemu.com