Расчет и исследование линейной электрической цепи с источниками постоянных воздействий и при заданной угловой частоте питающего напряжения

Основные характеристики электропривода. Расчет цепи постоянного и переменного тока по законам Кирхгофа, по методу контурных токов и узловых потенциалов. Сравнение результатов, полученных разными методами. Построение потенциальной и векторной диаграммы.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Расчет и исследование линейной электрической цепи с источниками постоянных воздействий и при заданной угловой частоте питающего напряжения



Содержание

электропривод ток цепь кирхгоф

Введение

Часть 1. Расчет цепи постоянного тока

1.1 Задание и исходные данные для расчета

1.2 Составление системы уравнений для расчёта тока во всех ветвях схемы по законам Кирхгофа

1.3 Расчет цепи по методу контурных токов

1.4 Расчет цепи по методу узловых потенциалов

1.5 Сравнение результатов, полученных разными методами

1.6 Расчет цепи тока в ветви по методу эквивалентного генератора

1.7 Расчет баланса мощностей цепи

1.8 Потенциальная диаграмма замкнутого контура

Часть 2. Расчет цепи переменного тока

2.1 Задание и исходные данные для расчета

2.2 Система уравнений цепи по законам Кирхгофа для мгновенных значений токов и напряжений

2.3 Расчет эквивалентного сопротивления указанных ветвей

2.4 Расчет токов цепи по методу контурных токов

2.5 Расчет токов цепи по методу узловых потенциалов

2.6 Сравнение результатов, полученных разными методами

2.7 Расчет полной, активной и реактивной мощностей цепи

2.8 Определение мгновенного значения тока и напряжения

2.9 Векторная диаграмма токов и топографическая диаграмма напряжений цепи

Заключение

Список литературы



Введение

Для современного промышленного производства характерно широкое внедрение автоматизированного электропривода основы механизации и комплексной автоматизации технологических процессов. Совершенствование систем автоматизированного электропривода с использованием новейших достижений науки и техники является одним из непременных условий при решении задач всемерного повышения эффективности общественного производства, ускорения роста производительности труда и улучшения качества выпускаемой продукции.

Современный электропривод определяет собой уровень силовой электровооруженности труда и благодаря своим преимуществам по сравнению со всеми другими видами приводов является основным и главным средством автоматизации рабочих машин и производственных процессов.

Электропривод определяется как электромеханическая система, состоящая из электродвигательного, преобразовательного, передаточного и управляющего устройств, предназначенная для приведения в движение исполнительных органов рабочей машины и управления этим движением [1].

Она содержит преобразовательное устройство (ПРУ), определяемое как электротехническое устройство, преобразующее род тока, напряжение, частоту и изменяющее показатели качества электрической энергии, предназначенное для создания управляющего воздействия на электродвигательное устройство.

Электродвигательное устройство (ЭДУ) является электротехническим устройством электрической машиной, предназначенным для преобразования электрической энергии в механическую или механической энергии в электрическую.

Передаточное устройство (ПУ) предназначено для передачи механической энергии от электродвигательного устройства электропривода к исполнительному органу рабочей машины (ИОРМ) и согласования вида и скоростей их движения.

Управляющее устройство (УУ) является электротехническим устройством, предназначено для управления преобразовательным, электродвигательным и передаточным устройствами. Управляющее устройство, как правило, содержит информационную часть, получающую информацию от задатчиков (сигнал задания) и датчиков обратной связи (сигнал о состоянии привода) и в соответствии с заданными алгоритмами вырабатывает сигналы управления.

Посредством системы электропривода приводятся в движение рабочие органы технологических (производственных) машин и осуществляется управление преобразованной энергией. Под управлением здесь понимают организацию процесса преобразования энергии, обеспечивающую в статических и динамических условиях требуемые режимы работы технологических машин. Если основные функции управления выполняются без непосредственного участия человека (оператора), то управление называют автоматическим, а электропривод автоматизированным.

Параметрами электропривода являются скорость, нагрузка, диапазон регулирования, жесткость механической характеристики и электромеханическая постоянная времени.

Для управления электроприводами применяется множество различных устройств, однако, в настоящее время наиболее рациональным кажется использование тиристорного и транзисторного управления электроприводами. Для этой цели в разомкнутой или замкнутой системах управления электроприводами используют управляемые выпрямители (для систем с двигателями постоянного тока) и регуляторы напряжения или преобразователи частоты (для систем с асинхронными двигателями).

Часть 1. Расчет цепи постоянного тока

1.1 Задание и исходные данные для расчета

Изобразить цепь, подлежащую расчету, выписать значения параметров элементов.

Составить системы уравнений для расчёта тока во всех ветвях схемы по законам Кирхгофа.

Найти силу тока во всех ветвях схемы методом контурных токов (преобразовать источники токов в источники ЭДС).

Вернуться к исходной схеме, преобразовав полученный источник ЭДС в источник тока.

Найти силу тока во всех ветвях исходной схемы методом узловых потенциалов.

Результаты 4) и 5) заданий занести в таблицу и сравнить между собой.

Составить баланс мощностей в исходной схеме (с источником тока); вычислить отдельно суммарную мощность источников и суммарную мощность нагрузок (сопротивлений). Сравнить полученные результаты.

Определить ток I2 методом эквивалентного генератора

Начертить потенциальную диаграмму для замкнутого контура BGCFDMB (Направление обхода - по часовой стрелке).

Рис.1.1



Дано:

R1=40 Ом; R2=10 Ом;

R3=40 Ом;

R4=15Ом; R5=25 Ом;

R7=30 Ом; R8=20 Ом;

E12=5 B; E21=15 B; E42=25 B;

E52=20 B; E72=20 B;

E81=30 B;

J=2 A

1.2 Составление системы уравнений для расчёта тока во всех ветвях схемы по законам Кирхгофа

По первому закону Кирхгофа (Алгебраическая сумма токов в узле равна нулю) будем иметь:

A) J-I1+I5+I8=0

B) -I5+I7-I4=0

C) -I3+I2+I4-I8=0

D) -J+I1-I7+I3-I2=0

По второму закону Кирхгофа (Алгебраическая сумма падений напряжений в замкнутом контуре равна алгебраической сумме ЭДС входящих в этот контур)

I) I1*R1+I7*R7+I5*R5=E12+E72+E52

II) I3*R3+I7*R7+I4*R4=E72+E42

III) I2*R2+I3*R3 =E21

IV) I8*R8-I5*R5+I4*R4=E81-E52+E42

1.3 Расчет цепи по методу контурных токов

Найти силу тока во всех ветвях схемы методом контурных токов.

Преобразование источника тока в источник ЭДС.

Рис.1.2

Составление уравнений по методу контурных токов для выбранных контуров

I) I11*(R1+R7+R5)-I22*R7-0-I44*R5=E12-E11+E72+E52

II) -I11*R7+I22*(R7+R3+R4)-I33*R3-I44*R4=-E72-E42

III) 0-I22*R3+I33*(R3+R2)-0=E21

IV) -I11*R5-I22*R4+0+I44*(R5+R4+R8)=E42+E81-E52

Рассмотрим часть программы, написанную для расчета токов в цепи по методу контурных токов



Проверка подтвердила правильность решения

I1= 1,339 А I5= -0,724 А

I2= -0,483 А I7= 0,318 А

I3= 0,496 А I8= 0.063 А

I4= 1,042 А

1.4 Расчет цепи по методу узловых потенциалов



Найти силу тока во всех ветвях исходной схемы методом узловых потенциалов.

Вернуться к исходной схеме

По закону Ома для участка цепи составляем выражения для токов схемы.

Запишем уравнения составленные согласно первому закону Кирхгофа для ненулевых узлов:

B: -I5+I7-I4=0 D: I1-I7+I3-I2=0

C: I2-I3+I4-I8=0

Далее рассмотрим часть программы, составленной для нахождения токов в цепи по методу потенциалов



1.5 Сравнение результатов, полученных разными методами

Результаты 4) и 5) заданий занесли в таблицу и сравнили между собой.

Таблица 1.1

	МЕТОДОМ КОНТУРНЫХ ТОКОВ	МЕТОДОМ УЗЛОВЫХ ПОТЕНЦИАЛОВ
I1	1.339A	1.339A
I2	-0.483A	-0.483A
I3	0.496 A	0.496 A	Другие файлы: Расчет электрической цепи Расчет линейной электрической цепи при несинусоидальном входном напряжении. Действующее значение напряжения. Сопротивление цепи постоянному току. Акти... Расчет цепей с источниками постоянных воздействий Определение токов в ветвях цепи и напряжения на резисторах методами контурных токов и узловых потенциалов. Расчет тока в одной из ветвей методами нало... Анализ линейной разветвленной электрической цепи различными методами Изучение метода анализа линейной электрической цепи при различных воздействиях в различных режимах с применением вычислительной техники. Проведение ан... Расчет линейной электрической цепи при гармоническом воздействии Расчет простой электрической цепи. Составление системы уравнений для вычисления токов и напряжений в сложной электрической цепи методами Крамера и обр... Линейные электрические цепи постоянного тока. Расчет токов в ветвях Вычисление численного значения токов электрической цепи и потенциалов узлов, применяя Законы Ома, Кирхгофа и метод наложения. Определение баланса мощн...