Анализ установившихся и переходных режимов в линейных электрических цепях

Исследование линейной электрической цепи: расчет источника гармонических колебаний и четырехполюсника при синусоидальном воздействии; определение параметров резонансных режимов в цепи; значения напряжений и токов при несинусоидальном воздействии.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

25

Размещено на

Анализ установившихся и переходных режимов в линейных электрических цепях



ОГЛАВЛЕНИЕ

Задание на выполнение курсовой работы

1. Расчет источника гармонических колебаний

1.1 Расчет тока первичной обмотки методом эквивалентного источника

1.2 Построение волновых диаграмм для мгновенных значений напряжения и тока первичной обмотки трансформатора

1.3 Определение параметров M₆₈, M₆₉, L₈, L₉

2. Расчет четырехполюсника при синусоидальном воздействии

2.1 Расчет токов и напряжений методом входного сопротивления

2.2 Мгновенные значения u_вх , i_вх и u_вых, сдвиг по фазе между u_вх и u_вых

2.3 Расчет передаточных функций

2.4 Расчет АФЧХ

2.5 Построение годографа

3. Расчет резонансных режимов в электрической цепи

3.1 Расчет параметра реактивного элемента в резонансном контуре

4. Расчёт переходных процессов классическим методом

4.1 Расчет переходной и импульсной характеристики

4.2 Расчёт i_вх(t) и u_вых(t) с учётом запаса энергии в элементах цепи от предыдущего режима работы

а) на интервале t[0₊;T]

б) в квазиустановившемся режиме

5. Расчет установившихся значений напряжений и токов при несинусоидальном воздействии

5.1 Расчёт i_вх(t) и u_вых(t) частотным методом

5.2 Построение графиков входного напряжения и тока четырёхполюсника

5.3 Определение параметров несинусоидальных токов и напряжений

5.4 Расчет переходных процессов операторным методом

Выводы

Список использованной литературы

Задание на выполнение курсовой работы

1. Расчет источника гармонических колебаний (ИГК)

1.1 Представить исходную схему ИГК относительно первичной обмотки трансформатора эквивалентным источником напряжения. Определить его параметры (ЭДС и внутреннее сопротивление) и значение тока в первичной обмотке трансформатора. В качестве первичной обмотки трансформатора выбрать индуктивность в любой ветви, кроме ветви с идеальным источником тока.

1.2 Записать мгновенные значения тока и напряжения в первичной обмотке трансформатора и построить их волновые диаграммы.

1.3 Определить значения Mnq, Mnp, Lq, Lp ТР из условия, что индуктивность первичной обмотки Ln известна, U1 = 5 B, U2 = 10 B. Коэффициент магнитной связи обмоток k следует выбрать самостоятельно в диапазоне: 0,5 < k < 0,95 (n, p, q, - номера индуктивностей Т1).

2. Расчет установившихся значений напряжений и токов в четырехполюснике при синусоидальном входном воздействии

2.1 Рассчитать токи и напряжения в схеме четырехполюсника методом входного сопротивления (или входной проводимости) при u1=u3=uвх.

2.2 Записать мгновенные значения uвх , iвх и uвых ; определить сдвиг по фазе между выходным и входным напряжениями, а также отношение их действующих значений.

2.3 Определить передаточные функции: W(s)= Uвых(s)/ Uвх(s), W(j) = Uвых/Uвх .

2.4 Определить и построить амплитудно- и фазочастотную характеристики. АЧХ и ФЧХ построить в диапазоне частот от 0 до 5000 1/с. Используя частотные характеристики, определить uвых при заданном uвх. Сравнить этот результат с результатом, полученным в п. 2.2.

2.5 Построить годограф - линию семейства точек комплексной передаточной функции в диапазоне частот от 0 до на комплексной плоскости. Указать на годографе точки, соответствующие частотам 0, 1000 1/с., .

3. Расчет резонансных режимов в электрической цепи

3.1 Включить в схему четырехполюсника реактивное сопротивление (индуктивность или емкость) таким образом, чтобы uвх и iвх совпадали по фазе (режим резонанса напряжений). Определить значение параметра реактивного элемента, а также входное сопротивление, входной ток, добротность и ширину полосы пропускания резонансного контура.

Норма отчетности на данном этапе - 25%. 4 неделя

4. Расчет переходных процессов классическим методом

4.1 Определить и построить переходную и импульсную характеристики четырехполюсника для входного тока и выходного напряжения. Показать связь переходной и импульсной характеристик для выходного напряжения с передаточной функцией.

4.2 Переключатель Кл перевести в положение 2 (см. рис.2) в момент времени, когда входное напряжение u3(t)=0, du3/dt > 0, т.е. в момент начала положительного импульса напряжения u4(t). Это условие будет выполнено при равенстве аргумента входного напряжения (t + u3) = 2 k, где k = 0, 1, 2, 3.

Рассчитать и построить графики изменения тока iвх и напряжения uвых четырёхполюсника при подключении его к клеммам с напряжением u4(t) в момент времени t = (2k - u3)/ с учетом запаса энергии в реактивных элементах схемы от предыдущего режима работы (п. 2.2):

а) на интервале t [0+, T], где T - период изменения напряжения u4,

б) с использованием ЭВМ на интервале времени [0+, nT ], где n - количество периодов, при котором наступает квазиустановившийся режим.

Норма отчетности на данном этапе - 50%. 7 неделя

5.

5.1 Рассчитать законы изменения тока iвх(t) и напряжения uвых(t) частотным методом, представив напряжение uвх(t) = u4(t) в виде ряда Фурье до 5-й гармоники:

₅

uвх(t) = (4 U m / k) sin kt, где k - целое нечетное число.

¹

5.2 Построить графики uвх(t) = u4(t), uвх(t), iвх(t), uвых(t) в одном масштабе времени один под другим, где uвх(t), iвх(t),и uвых(t) - суммарные мгновенные значения.

5.3 Определить действующие значения uвх(t), iвх(t), uвых(t), а также активную мощность, потребляемую четырехполюсником, и коэффициенты искажения iвх(t), uвых(t). Сравнить графики iвх(t), uвых(t) п.5.2 с соответствующими графиками п.4.2 б на интервале времени [0+, nT ] путем их наложения, сделать выводы.

5.4 Заменить несинусоидальные кривые uвх...