5В073100 – «Өмір тіршілігінің қауіпсіздігі және қоршаған ортаны қорғау»мамандығы үшін Алматы 2019 Электротехника кафедрасы Коммерциялық емес акционерлік қоғам АЛМАТЫ ЭНЕРГЕТИКА ЖӘНЕ БАЙЛАНЫС УНИВЕРСИТЕТІ (2)2 ҚҰРАСТЫРУШЫЛАР: Н

(1)

1

ЭЛЕКТРОТЕХНИКА ЖӘНЕ ЭЛЕКТРОНИКА НЕГІЗДЕРІ 1

№ 1-3 есептік – сызба жұмыстарға арналған әдістемелік нұсқаулар мен тапсырмалар.

5В073100 – «Өмір тіршілігінің қауіпсіздігі және қоршаған ортаны қорғау»мамандығы үшін

Алматы 2019

Электротехника кафедрасы Коммерциялық емес акционерлік

қоғам

АЛМАТЫ ЭНЕРГЕТИКА

ЖӘНЕ БАЙЛАНЫС УНИВЕРСИТЕТІ

(2)

2

ҚҰРАСТЫРУШЫЛАР: Н. М. Айтжанов, Л. П. Болдырева. Электро- техника және электроника негіздері 1. № 1-3 есептік – сызба жұмыстарға арналған әдістемелік нұсқаулар мен тапсырмалар (5В073100 – «Өмір тіршілігінің қауіпсіздігі және қоршаған ортаны қорғау» мамандығы үшін).–

Алматы: АЭжБУ, 2019. – 24 бет.

«Электротехника және электроника негіздері 1» пәні бойынша есептік – сызба жұмыстарының тапсырмалары және әдістемелік нұсқаулары келесі тақырыптар бойынша келтірілген: «Тұрақты токтың сызықты электр тізбектері», «Бірфазалы синусоидалды токтың электр тізбектері», «Қысқа тұйықталған роторы бар үшфазалы асинхронды қозғалтыштың сипаттамалары».

Есептік- сызба тапсырмалары 5В073100 – «Өмір тіршілігінің қауіпсіздігі және қоршаған ортаны қорғау» мамандығы бойынша оқитын екінші курс студенттеріне тағайындалған.

Сурет 26, кесте 9, библиогр.- 8 атау.

Пікір беруші: АЭжБУ профессоры Аршидинов М. М.

Коммерциялық емес акционерлік қоғам «Алматы энергетика және байланыс университеті» 2019 жылғы басылым жоспары бойынша басылады.

«Алматы энергетика және байланыс университеті», КЕАҚ 2019 ж.

(3)

3 Мазмұны

Кіріспе. . . .4 1 Есептік-сызба жұмыс № 1. Тұрақты тоқтың сызықты тармақталған электр тізбектерін есептеу. . . .5 2 Есептік-сызба жұмыс№ 2 . Қабылдағыштары аралас қосылған бірфазалы синусоидалды токтың электр тізбектерін есептеу. . . .13 3 Есептік-сызба жұмыс № 3. Қысқа тұйықталған роторы бар үшфазалы асинхронды қозғалтқыштың сипаттамаларын есептеу. . . .18 Әдебиеттер тізімі. . . .24

(4)

4

Кіріспе

«Электротехника және электроника негіздері 1» пәнін оқыған кезде есептік – сызба жұмыстары (ЕСЖ) ең маңызды компонент болып табылады.

ЕСЖ орындалуы - практикалық есептер жүргізген кезде студентке теориялық негіздерін қолдануға мүмкіндік береді, электр тізбектерін өзіндік талдаудың дағдыларын алу, бұл соңғы нәтижесінде «Электротехника және электроника негіздері 1» пәнін оқудың табысқа жету.

Ұсынылатын әдістемелік жұмыс электротехниканың және электрониканың негізгі тарауларының үш ЕСЖ тапсырмаларын және әдістемелік нұсқауларын құрайды. №1 ЕСЖ - электр тізбектерін есептеудің негізгі әдістерін қолдана отырып тұрақты токтың сызықты тармақталған электр тізбектерін есептеуге арналған. №2 ЕСЖ - бірфазалы синусоидалды токтың қабылдағыштары аралас қосылған электр тізбектерің есептеулері жасалынады. №3 ЕСЖ - қысқа тұйықталған роторы бар үшфазалы асинхронды қозғалтқыштың сипаттамаларын есептеуі жасалынады.

Есептік – сызба жұмыстарды орындау кезде келесілер қажет:

1) Өз вариантты таңдап, тапсырма мәтіні қысқартылмай есептік – сызба жұмысының түсіндірме жазбасына көшірілу керек.

2) Есептік – сызба жұмысының әрбір кезеңі аталу керек. Жұмыс парақтың бір бетінде орындалады.

3) Түсіндірме жазбасында тек қана есептеу формулалары және соңғы нәтижелері емес, бірақ тағыда түсініктемелер және аралық есептеулер болу керек, олар жасалған әрекеттерді түсіну және тексеру үшін керек.

4) Титулды парақта вариант нөмірі , студенттің тобы және аты-жөні жазылу керек.

5) Параметрлердің анық өлшемдері болса, олардың өлшеу бірліктері жазылу керек, комплекстердің үстіне нүкте қойылады.

6) Түйіндердің, параметрлердің, резисторлардың, индуктивтіктілердің, сыйымдылықтардың, токтардың және кернеулердің бағыттарын өзгертуге болмайды.

7) Лездік шамалардың қисықтары, векторлық және топографикалық диаграммалары жапсырылған миллиметрлік немесе шелек қағазында орындалу керек.

8) Графикте сызылған шамалардың атаулары міндетті түрде белгілену.

Масштабтарын таңдаған кезде сызбамен немесе диаграммамен колдануы ыңғайлы болу керек. Түсіндірме жазбасында сұлбалар сызғышпен пайдаланып қаламмен орындалу керек.

9) Қолданылған әдебиеттер тізімін келтіру.

(5)

5

1 Есептік-сызба жұмыс № 1. Тұрақты токтың сызықты тармақталған электр тізбектері есептеу

Жұмыстың мақсаты: тұрақты токтың сызықты электр тізбегі үшін Кирхгоф заңдарымен теңдеулер жазуды, контурлық токтар әдісімен есептеуді және де түйіндік потенциалдар әдісімен есептеуді, дағдылана отырып үйрену, сонымен қатар қуаттар тепе –теңдігін тексеру.

№ 1 есептік-сызба жұмысына тапсырма.

Вариантқа сәйкес, 1.1-1.3 кестелер және 1.1-1.10 суреттер бойынша электр тізбек үшін, келесіні орындау:

1) Кирхгоф заңдары бойынша теңдеулер жүйесін кұру.

2) Контурлы токтар және түйіндік потенциалдар әдістері бойынша барлық тармақтардағы токтарды есептеу, екі әдіспен есептелген нәтижелерін салыстыру, есептер қателігін анықтау.

3) Қуаттар тепе-теңдігін есептеу.

1.1 кесте Оқуға түскен

жылы Сынақ кітапшасының соңғы саны

Тақ

Сурет №

1 1.1

2 1.2

3 1.3

4 1.4

5 1.5

6 1.6

7 1.7

8 1.8

9 1.9

0 1.10 Жұп

Сурет №

1 1.10

2 1.9

3 1.8

4 1.7

5 1.6

6 1.5

7 1.4

8 1.3

9 1.2

0 1.1

Е1, В 160 0 0 240 100 0 0 0 200 0

Е₂, В 0 170 150 130 0 170 0 180 230 160 Е3, В 100 0 200 0 270 130 180 150 180 0 Е₄, В 220 180 0 0 150 200 150 220 0 210

Е₅, В 0 250 120 200 0 0 230 0 0 150

Е₆, В 230 200 250 120 150 180 220 170 240 140 1.2 кесте

Оқуға түскен

жылы Сынақ кітапшасының соңғы санының алдыңғысы

Тақ 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Жұп 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0

R1, Ом 50 80 30 40 60 70 50 30 80 50 R2, Ом 60 70 20 80 50 80 70 70 30 70 R3, Ом 80 60 50 60 30 20 40 80 60 30 R4, Ом 40 50 70 70 40 90 80 50 40 80 R5, Ом 70 30 60 50 90 30 60 60 50 40

(6)

6 1.3 кесте

Оқуға түскен жылы

Аты жөнінің алғашқы әріпі

Тақ АБВӘГДЕӨ ЖЗИҺКЛЫІ МНОПРҚҢ СТУҰФЧЦ ХШЩҮЭЮЯҒ Жұп ПКЛЫОРҚҒ СТУҰФЧЦӘ АБВҮГДЕӨ ЖЗИҢМНҺ ЭЮЯІХШЩ

J, A 4 5 3 6 2

1.1 сурет 1.2 сурет

(7)

7

(8)

8 Әдістелік нұсқаулар.

Мысалы ретінде электр тізбекті (1.11 сурет) есептеуін қарастырамыз.

1.11 сурет

1.1 Кирхгоф заңдары бойынша теңдеулерді кұру

J_T₄ ток көзін балама электр қозғауыш күшінің (ЭҚК) көзіне ауыстырамыз (1.12 сурет):

4 4

4 T

T R J

E   .

1.12 сурет

Екі ЭҚК көздерін Е₄ және ЕТ4 бір балама көзіне ауыстырамыз

4 4

4 Т

э Е Е

Е   . Электр тізбек (1.13 сурет) үшін Кирхгоф заңдары бойынша теңдеулерді кұрастырамыз.

(9)

9

1.13 сурет

Электр тізбек сұлбасының (1.13 сурет) барлық тармақтарында токтардың оң бағыттарын ерікті түрде таңдаймыз.

Кирхгофтың бірінші заңы бойынша теңдеулерін жазамыз. Кирхгофтың бірінші заңы электр тізбек сұлбасының түйіндеріне қолданылады және келесі түрде анықталады: түйіндегі токтардың алгебралық қосындысы нөлге тең:



 n 

K

Ik 1

0. .

Кирхгофтың бірінші заңы бойынша құрастырылатын теңдеулер саны тең болады - түйіндер саны минус 1. Схема үшін (сурет 1.13) түйіндер саны NУ =4. Теңдеулер саны У= Nу-1=4-1=3. Түйінге бағытталған тоқтар оң таңбамен жазылады, ал түйіннен шығатын тоқтар теріс таңбамен жазылады:

– 1 түйін үшін: I₁ I₂ I₆ 0;

– 2 түйін үшін: I₂ I₃I₅ 0; (1.1) – 3 түйін үшін: I₁  I₃ I₄ 0.

Кирхгофтың екінші заңы бойынша теңдеулерді жазамыз.

Кирхгофтың екінші заңы электр тізбектің контурларына қолданылады және келесі түрде анықталады: кез келген түйықталған контурде, осы контурге кіретін кедергілердегі кернеулердің алгебралық қосындысы электр қозғауыш күштерінің (ЭҚК) алгебралық қосындысына тең болады:

 

 

n 

K

n

K K K

KI E

R

1 1

.

Өзара тәуелсіз контурларды таңдаймыз. Контурлар өзара тәуелсіз, егер алынған келесі контурда бірден кем емес жаңа тармақ болса. Контурлар өзара

(10)

10

тәуелсіз болмайды егер, контурларға жалпы тармақтарды алып тастау жолымен теңдеулер жазылған болса. Идеалды ток көзі бар тармақ контурда болмау керек.

Контурларды айналу бағыттарын ерікті түрде таңдаймыз. Токтар және ЭҚК үшін оң таңбалар қабылданады, егер олардың бағыттары контурды айналу бағытымен бірдей болса. Токтар және ЭҚК үшін теріс таңбалар қабылданады, егер олардың бағыттары контурды айналу бағытына карама карсы болса.

Кирхгофтың екінші заңы бойынша құрастырылған теңдеулер саны тең:

У=N_тар– N_түй+1=6-4+1=3, мұндағы N_тар – тармақтар саны; N_түй– түйіндер саны.

Теңдеулер:

R₁I₁R₃I₃R₂I₂ E₁E₃E₂ (1-3-2-1 контур үшін);

R I_{3 3} R I_{4 4} R I_{5 5} E₃ E_Э₄ (2-3-4-2 контур үшін ); (1.2) R2I2R5I5R6I6 E2 E6 (1-2-4-1 контур үшін).

1.2 Контурлы токтар әдісі бойынша электр тізбек токтарын есептеу Электр тізбек үшін (1.13 сурет) контурлы токтар әдісі (КТӘ) бойынша токтарды есептеу үшін теңдеулерді құрастырамыз.

Өзара тәуелсіз контурларды таңдаймыз, олардың әркайсысында бір контурлы ток тұйықталады. Контурлы токтардың оң бағыттарын ерікті түрде таңдаймыз. КТӘ бойынша теңдеулер саны Кирхгофтың екінші заңы бойынша құрастырылған теңдеулер санына тең болады:

33 . 33 33 22 32 11 31

22 33 23 22 22 11 21

11 33 13 22 12 11 11



















E I

R I R I R

E I

R I R I R

E I

R I R I R

( 1.3)

R₁₁, R₂₂, R₃₃ – контурлардың өзіндік кедергілері.

Контурдің өзіндік кедергісі осы контурге кіретін тармақтар кедергілерінің қосындысына тең болады:

11 1 2 3

22 3 4 5

33 2 5 6

;

; .

R R R R

  

(11)

11

R12 = R21; R13 = R31; R23 = R32 – контурлардың жалпы кедергілері.

Контурлардың жалпы кедергісі осы контурлардағы жалпы тармақтың кедергісіне тең болады. Жалпы кедергі оң таңбалы «+», егер осы жалпы кедергіден ағатын контурлы токтар бағыттары бірдей болса, теріс таңбалы

«–», егер жалпы кедергілерден ағатын контурлы токтардың бағыттары қарама қарсы болса:

R12 = R21= – R3; R13 = R31= – R2; R23 = R32= – R5. Е₁₁, Е₂₂, Е₃₃ – контурлы ЭҚК.

Контурлы ЭҚК-нің әрқайсысы осы контурге кіретін тармақтардағы барлық ЭҚК-нің алгебралық қосындысына тең болады. Оң таңбалы ЭҚК-нің бағыттары осы контурде тұйықталатын контурлы ток бағытымен бірдей болады:

Е₁₁ = Е₁ – Е₃+ Е₂; Е₂₂ = Е₃ + Е_Э4; Е₃₃ = – Е2 – Е6.

Анықтаушылар көмегімен (1.3) теңдеулер жүйесін шешіп, I11, I22, I33

контурлы тоқтарын анықтаймыз.

I₁, I₄, I₆ тармақтардың токтары контурлы токтарына тең болады:

1 11

4 22

6 33

;

; . I I

I I



 



I₂, I₃, I₅ бірнеше контурларға жалпы, осы тармақтардан ағатын контурлы токтардың алгебралық қосындысына тең болады:

2 11 33

3 22 11

5 22 33

;

; .

I I I

  

 

Контурлы тоқтар әдісін тексеруі Кирхгофтың екінші заңы бойынша жасалынады.

1.3 Түйіндік потенциалдар әдісі бойынша электр тізбек токтарын есептеу

Электр тізбек үшін (1.13 сурет) түйіндік потенциалдарды анықтаймыз.

Әр тармақтың өткізгіштіктерін есептейміз:

(12)

12

1 ;

1

1 R

g  1 ;

2

2 R

g  1 ;

3

3 R

g  1 ;

4

4 R

g  1 ;

5

5 R

g  1 .

6

6 R

g 

Кез келген түйіннің потенциалын нөлге теңестіреміз, мысалы 4=0 (егер сұлбада кедергісі жоқ тармақ бар болса, онда осы тармақпен байланысқан түйіндердің біреуін нөлге теңестіреміз, ал екінші түйіннің потенциалы ЭҚК- не тең болады).

Түйіндік потенциалдарды анықтау үшін теңдеулерді жазамыз:

3 . 3 33 2

32 1 31

2 3 23 2

22 1

21

1 3 13 2 12 1 11



































Eg g

g g

Eg g

g g

Eg g

g g



. (1.4)

g11, g22, g33 – өзіндік түйіндік өткізгіштік, осы түйінге жалғастырылған тармақтардың өткізгіштіктерінің қосындысына тең:

11 1 2 6

22 2 3 5

33 1 3 4

;

; .

g g g g

  

g₁₂  g₂₁, g₁₃  g₃₁, g₂₃  g₃₂  жалпы түйіндік өткізгіштік, қарастырылатын түйіндерді бір-бірімен жалғастыратын тармақтардың өткізгіштіктерінің қосындысына тең:

2

;

21

12

g g

g  

1;

31

13 g g

g  

3

.

32

23

g g

g  



Eg^-қарастырылатын түйінге жалғастырылған, барлық тармақтардың өткізгіштіктерінің сәйкес ЭҚК-не көбейтіндісінің алгебралық қосындысы.

Егер ЭҚК қарастырылатын түйінге бағытталған болса, онда «+» таңба жазылады, егер ЭҚК түйіннен шығатын болса - « -» таңба:



^^ ^ ^

1

6 6 2 2 1

1g E g E g

E

Eg ;



^^ ^

2

3 3 2

2g E g

E

Eg ;



^ ^ ^

3

4 4 3 3 1

1g E g E g

E

Eg _Э .

(13)

13

Анықтаушылар көмегімен 1, 2, 3 потенциалдарын есептеуге болады.

Электр тізбек тармақтардың тоқтарын Ом заңы бойынша анықтаймыз:

1 1 3 1

1 R

I   E

;

2 2 2 1

2 R

I  E

 

;

3 3 3 2

3 R

I   E

;

4 3 4

4 R

I  E^Э

 

;

5 2

5 R

I   ;

6 6 1

6 R

I  E

 

.

Түйіндік потенциалдар әдісін (ТПӘ) тексеруі Кирхгофтың бірінші заңы бойынша жасалынады.

2 Есептік-сызба жұмыс №2. Қабылдағыштары аралас қосылған бірфазалы синусоидалды токтың электр тізбектерін есептеу

Жұмыстың мақсаты: қабылдағыштары аралас қосылған бірфазалы синусоидалды тоқтың электр тізбектерін есептеу және оқу

№ 2 есептік-сызба жұмысына тапсырма.

Қабылдағыштары аралас қосылған электр тізбегінде (2.1-2.10 суреттер) синусоидалды кернеу көзі әсер етеді 𝑢 = 𝑈_𝑚𝑠𝑖𝑛2𝜋𝑓𝑡. Кернеудің әсер ететін мәні U, жиілік f және тізбек параметрлері 2.1, 2.2, 2.3 кестелерінде.

Келесіні орындау [2,4]:

а) индуктивтік X_L және сыйымдылық X_Cкедергілерін, әр тармақтың комплекстік кедергісін және бүкіл тізбектің балама комплекстік кедергісін есептеу;

б) барлық тармақтардағы тоқтардың комплекстік әсер етуші мәндерін есептеу және олардың лездік мәндерін жазу;

в) тоқтардың векторлық диаграммасымен бірлескен кернеулердің векторлық диаграммасын тұрғызу.

(14)

14 2.1 кесте

жылы Сынақ кітапшасының соңғы саны

Тақ Сурет №

1 2.1

2 2.2

3 2.3

4 2.4

5 2.5

6 2.6

7 2.7

8 2.8

9 2.9

0 2.10 Жұп

Сурет №

0 2.1

9 2.2

8 2.3

7 2.4

6 2.5

5 2.6

4 2.7

3 2.8

2 2.9

1 2.10 U, В 100 100 90 80 60 110 70 115 50 85 R₁, Ом 90 70 95 85 90 60 100 100 110 55 R2, Ом 110 110 105 75 110 65 95 80 90 95 R3, Ом 60 80 65 100 50 100 50 95 80 100 2.2 кесте

Тақ 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Жұп 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0

f, Гц 600 700 800 900 1000 700 900 600 1000 800 L1, мГн 35 25 20 15 10 30 20 40 15 30 L₂, мГн 40 20 15 18 20 25 10 30 20 25 L3, мГн 30 35 25 10 15 18 15 35 10 20 2.3 кесте

жылы

Тақ АБВҚ ГДЕӨ ЖЗИһ КЛЫҮ МНӘ ОПРҰ СТУҒ ФХЦҢ ЧШЩӘ ЭЮЯІ Жұп КЛЫҮ ОПРӘ СТУҺ ФХЦӨ АБВ ГДЕІ ЖЗИҰ МНҢ ЭЮЯҚ ЧШЩҒ C1, мкФ 2 3,5 3 1,5 2,8 2 2,2 2,5 1,8 1,5 C2, мкФ 1,5 2,5 2 1,8 2 2,5 3,2 2 1,5 2,5 C3, мкФ 2,5 2 1,5 2,5 3 3,5 1,5 2,8 2 3

(15)

15

(16)

16 Әдістемелік нұсқаулар.

Мысал ретінде, тармақталған бірфазалы синусоидалды тоқтың электр тізбекті (2.11 сурет) есептеуін қарастырайық.

Мысал. Тізбек үшін (2.11 сурет) R₁ 10 Ом; 6 ;

1 Ом

X_L  R₂ 24 Ом;

. 120

; 20

; 15

;

7 3

2 Ом R3 Ом X Ом U B

X_C   _L   Тармақтардағы токтардарды

анықтау. Векторлық диаграммасын тұрғызу.

2.11 сурет Тармақтардың комплекстік кедергілері:

𝑍₁ = 𝑅₁+ 𝑗𝑋_𝐿1 = 10 + 𝑗6, Ом;

𝑍₂ = 𝑅₂− 𝑗𝑋_𝑐2 = 24 − 𝑗7, Ом;

𝑍₃ = 𝑅₃+ 𝑗𝑋_𝐿3 = 15 + 𝑗20, Ом.

Тізбектің толық кедергісі:

Ом e

j j j j j

Z Z

Z Z Z

Z ^j²³^,⁹^

3 2

1 24.4 10.8 26,7

13 39

) 20 15 ( ) 7 24 6 (

10   





 



 

 

 .

Тізбектің тармақталмаған бөлігінде ток:

23,7

1 23.7

120 4,5 26,7

j j

I U e A

Z e

    .

Параллель тармақтардағы тоқтар таралу теорема бойынша анықталуы мүмкін:

(17)

17

23.7 11

3

2 1

2 3

15 20

4,5 2,75

39 13

j j

Z j

I I e e A

Z Z j

 

    

  ^;

23,7 58,4

2

3 1

2 3

24 7

4,5 2,75

39 13

j j

Z j

I I e e A

Z Z j

  

    

  ^.

Векторлық диаграмманы тұрғызу үшін (2.12 сурет) кедергілеріндегі комплекстік кернеулерді есептейміз:

1

2

3

23.7 23.7

1 1

11 11

2 2

58.4 58.4

3 3

10 4.5 45 , ;

24 2.75 66 , ;

15 2.75 41.25 , ;

j j

R

j j

R

j j

R

U R I e e B

 

   

1 1

2 2

3 3

90 23.7 66.3

1

90 11 79

2

90 58.4 31.6

3

6 4.5 27 , ;

7 2.75 19.25 , ;

20 2.75 55 , .

j j j

L L

j j j

C C

j j j

L L

U jX I e e e B



 



   

    

   

Векторлық диаграммасын тұрғызу алдында ток бойынша және кернеу бойнша масштабтарын таңдаймыз: 𝑚_𝐼 = 1_бөл^𝐴 ; 𝑚_𝑈 = 10_бөл^В .^.

Векторлық диаграмманы тұрғызған кезде осыны еске аламыз:

1 1

2 2 3 3

1 2 3; ;

; .

ma R L

ab R C R L

ma ab

I I I U U U

U U U U U

U U U

   

 

2.12 сурет

(18)

18

3 Есептік-сызба жұмыс № 3. Қысқа тұйықталған роторы бар үшфазалы асинхронды қозғалтқыштың сипаттамаларын есептеу

Жұмыстың мақсаты: қысқа тұйықталған роторы бар үшфазалы асинхронды қозғалтқыштың сипаттамаларын есептеу және оқу.

№ 3 есептік-сызба жұмысының тапсырмасы.

Сериясы 4А қысқа тұйықталған роторы бар үшфазалы асинхронды қозғалтқыштың техникалық деректері 3.1, 3.2, 3.3 кестелерінде келтірілген.

Жиілік 50 Гц.

Келесіні орындау:

а) номиналды жүктеме S_ном кезінде полюстер санын 2р және сырғанау параметрлерін аныктау;

б) білігіндегі моментін М_ном, бастапқы жіберу М_жіб және максималды М_max моменттерін есептеу;

в) статордың орамы «жұлдызша» және «үшбұрышша» жалғанған кезінде қоректендіруші желісіндегі номиналды Iном және жіберу Iжіб тоқтарды есептеу;

г) асинхронды қозғалтқыштың механикалық сипаттамасын тұрғызу.

3.1 кесте Оқуға түскен жылы

Сынақ кітапшасының соңғы саны

Тақ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0

Жұп 0 9 8 7 6 5 4 3 2 1

Р₂, кВт 4,0 15,0 37,0 5,5 11,0 30,0 22,0 90,0 30,0 110 𝑛₂, об/мин 2955 2940 2970 1485 1470 1477 980 985 735 588 η_ном, % 86,5 88,0 90,0 85,5 87,5 91,1 90,0 92,5 93,0 93,0 3.2 кесте

Тақ 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Жұп 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0

cosφ 0,89 0,91 0,89 0,85 0,87 0,89 0,9 0,89 0,83 0,83 I_жіб/I_ном = КI 7,5 7,0 7,5 7,0 7,5 6,5 6,5 5,5 6,0 6,0 М_жіб/М_ном = Км 2,0 1,4 1,4 2,0 2,2 1,4 1,3 1,4 1,2 1,0

(19)

19 3.3 кесте

жылы

Тақ АБВҚ ГДЕӨ ЖЗИһ КЛЫҮ МНӘ ОПРҰ СТУҒ ФХЦҢ ЧШЩӘ ЭЮЯІ Жұп КЛЫҮ ОПРӘ СТУҺ ФХЦӨ АБВ ГДЕІ ЖЗИҰ МНҢ ЭЮЯҚ ЧШЩҒ М_мах/М_ном

= λ 2,5 2,2 2,5 2,2 3,0 2,3 2,4 2,2 2,3 3,0 Uс, В 220/

380

220/

380

380/

660

220/

380

220/

380

380/

660

220/

380

380/

660

380/

660

220/

380 Есептеу мысалы.

Қысқа тұйықталған роторы бар үшфазалы асинхронды қозғалтқыштың маркасы А02-82-6 және келесі паспорттық деректері: кернеу U = 220 / 380 В, номиналды қуат Р2 = 40 кВт, айналу жиілігі п2=980 айн/мин, ПӘК η = 91,5%, қуат коэффициентті cosφ = 0,91, жіберу токтың еселігі КI = 5, жіберу моменттің еселігі K_M = 1,1, қозғалтқыштың жүктелу қабілеті λ = 1,8.

Статордың орамы «жұлдызша» және «үшбұрышша» жалғанған кезінде қозғалтқыштың келесі параметрлерін анықтау: жұп полюстер санын, номиналды сырғанауды, номиналды, максималды және жіберу айналдыру моменттерін, номиналды және жіберу тоқтарды.

Есептеу.

Полюстердің жұп санын анықтау үшін қозғалтқыштың маркасын, магниттік өрістің немесе ротордың айналу жиілігімен пайдалануға болады.

Маркасының соңғы саны полюстердің санын анықтайды. Берілген козғалтқышта алты полюс; сондықтан, үш жұп. Магниттік өрістің айналу жиілігі белгілі болса, онда жұп полюстер санын келесі формуламен анықтаймыз:

p = 60 f / n₁.

Егер ротордың айналу жиілігі берілген болса, осы формуламен жұп полюстер санын анықтаймыз, бирак нәтижесін ең жақын бүтін санға келтіреміз. Мысалы, берілген тапсырма үшін р = 60 f / n₂ = 3000/980 = 3,06; ең жақын бүтін сан 3.

Магниттік өрістің айналу жиілігі – синхронды жиілік:

n1 =60 f / p=3000/3 = 1000 айн/мин.

(20)

20 Сырғанаудың номиналды мәні:

𝑠_ном =𝑛₁− 𝑛₂

𝑛₁ × 100%;

𝑠_ном = 1000 − 980

1000 × 100% = 2%.

Критикалық сырғанау:

𝑠_кр = 𝑠_ном[λ + √λ² − 1].

Қозғалтқыштың тұтынатын қуаты:

𝑃₁ =𝑃₂

η = 40000

0.915 = 43715 Вт.

Қозғалтқыштың номиналды айналдыру моменті:

𝑀_ном = 9.55𝑃₂

𝑛₂ = 9.55 ×40000

980 = 389.8 Н ∙ м.

Максималды момент:

𝑀_𝑚𝑎𝑥 = λ × 𝑀_ном = 1.8 × 389.8 = 701.6 Н ∙ м.

Жіберу моменті:

М_жіб = К_м× 𝑀_ном = 1.1 × 389.8 = 428.7 Н ∙ м.

Фазалық, линиялық және жіберу тоқтарын анықтау үшін (фазалық тоқтар статордың орамындағы тоқтар, линиялық— қоректендіруші желісіндегі сымдардағы тоқтар) келесіні ескеру керек: егер қозғалтқышты қоректендіретін желісіндегі айнымалы тоқтың кернеуі - 220/380 В, онда статор орамындағы әрбір фазасының кернеуі 220 В. Егер желісіндегі линиялық кернеу U=220 В, онда статор орамын «үшбұрыш» сұлбасы бойынша қосу керек. Егер желісіндегі линиялық кернеу U=380 В, статор орамы «жұлдызша» сұлбасы бойынша қосылады.

Фазалық, линиялық және жіберу тоқтарын линиялық кернеуі U=220 В және статор орамдары «үшбұрыш» сұлбасы бойынша жалғанған кезінде анықтаймыз.

Статор орамындағы фазалық ток:

(21)

21 𝐼_ф = 𝑃₁

3 𝑈_ф𝑐𝑜𝑠ф = 43715.8

3 × 220 × 0.91 = 72.8 А . Тоқтар:

- линиялық: 𝐼_л = 1.73 × 72.8 = 125.9 А;

- жіберу тогы: 𝐼_жіб = К_𝐼 × 𝐼_л = 5 × 125.9 = 629.5 А.

Фазалық, линиялық және жіберу тоқтарын линиялық кернеуі U = 380 В және статор орамдары «жұлдызша» сұлбасы бойынша жалғанған кезінде анықтаймыз.

Линиялық токтар және кернеулер мәндері үшін фазалық тоғын қуаттар формуласынан табамыз:

𝑃₁ = √3 × 𝑈_л × 𝐼_л × 𝑐𝑜𝑠ф .

Орамдарды «жұлдызша» жалғанған кезінде линиялық ток:

𝐼_ф = 𝐼_л = 𝑃₁

√3 × 𝑈_л𝑐𝑜𝑠ф = 43715.8

√3 × 380 × 0.91 = 73 А . Жіберу тогы:

𝐼_жіб = К_𝐼 × 𝐼_л = 5 × 73 = 365 А.

Орамдарды әртүрлі жалғану кезінде фазалық, линиялық және жіберу тоқтарды салыстырған кезде былай белгіленді – фазалық тоқтар практикалық бірдей болғаны, ал линиялық және жіберу токтары әртүрлі болғаны.

3.1Асинхронды қозғалтқыштың механикалық сипаттамасын есептеу және тұрғызу

Қозғалтқыштың механикалық сипаттамасы болып ротордың айналу жиілігінің біліктегі моменттен тәуелділігі аталады n = f (M₂). Өйткені жұктеме кезіндегі бос жүріс моментті кіші, онда M₂ ≈ M және механикалық сипаттама келесі тәуелділікпен ауыстырылады n = f (M). Егер өзара байланысты ескере s = (n1 – n2) / n1, онда механикалық сипаттамасын алуға болады – оны n және М координатында графикалық тәуелділік түрінде көрсетіп (3.1 сурет).

(22)

22

3.1 сурет – Асинхронды қозғалтқыштың механикалық сипаттамасы

Асинхронды қозғалтқыштың табиғи механикалық сипаттамасы негізгі (паспорттық) оны қосу схемасына және қоректену кернеуінің номиналды параметрлеріне сәйкес болу керек. Қандай да бір қосымша элементтер:

резисторлар, реакторлар, конденсаторлар қосылған болса, онда жасанды сипаттамалар. Қозғалтқышты қоректену кернеуі номиналды болмаса онда да жасанды механикалық сипаттамасы болады.

Электр жетектің статикалық және динамикалық режимдерін талдау кезінде механикалық сипаттамалар өте ыңғайлы және пайдалы инструмент болып табылады.

Асинхронды қозғалтқыштың қасиеттерін бағалау үшін механикалық сипаттамасын тұрғызу керек.

Асинхронды қозғалтқыштың механикалық сипаттамасы электромагниттік момент және айналу жиілігі немесе сырғанау арасындағы тәуелділікті білдіреді. Сырғанау – бұл шама көрсетеді қаншалықты магниттік өріс жиілігі ротор айналу жиілігін озады.

Механикалық сипаттамасы болса, қондырғының қай түріне қозғалтқыш көбірек жарайды, оның қайсы учаскесінде тұрақты жұмыс істейді, жүктелу кәбілеті және басқа.

Есептеу реті:

– сипаттаманы тұрғызу үшін номиналды моментті және сырғанауды есептеу керек;

– критикалық сырғанауды және моментті есептейміз, ол үшін коэффициент λ білу қажет

M _max/M _ном = λ;

– жеңілдетілген Клосс формуласы көмегімен сырғанаудың басқа мәндері үшін моментті есептейміз:

М = 2М_кр

𝑆 𝑆⁄ _кр + 𝑆_кр⁄𝑆 .

(23)

23

3.2 сурет – Момент және сырғанау арасындағы тәуелділік M = f(s)

(24)

24

Әдебиеттер тізімі

1 Иванов И. И. Электротехника и основы электроники. – СПб.: Лань, 2012. – 730 с.

2 Белов Н. В. Электротехника и основы электроники. – СПб.: Лань, 2012. – 432 с.

3 Подкин Ю. Г. Электротехника и электроника. – М.: Академия, 2011. – 520 с.

4 Касаткин А. С. Электротехника. – М.: Академия, 2008. – 544 с.

5 Петленко А. Я. Электротехника и электроника. –М.: Академия, 2010. – 340 с.

6 Рекус Г. Г. Основы электротехники и промышленной электроники в примерах и задачах. – М.: Высшая школа, 2008. – 344 с.

7 Немцов М. В. Электротехника и электроника. – М.: Академия, 2010. – 512 с.

8 Светашев Г.М., Баймаганов А. С. Электротехника и электроника.

Учебное пособие. – Алматы: АУЭС, 2011. – 106 с.

(25)

2019 ж. жиынтық жоспар, реті 50

Айтжанов Нургали Мухамбетсагиевич Болдырева Любовь Павловна

ЭЛЕКТРОТЕХНИКА ЖӘНЕ ЭЛЕКТРОНИКА НЕГІЗДЕРІ 1

№ 1-3 есептік – сызба жұмыстарға арналған әдістемелік нұсқаулар мен тапсырмалар.

5В073100 – «Өмір тіршілігінің қауіпсіздігі және қоршаған ортаны қорғау» мамандығы үшін

Редакторы Ж. Н. Изтелеуова

Стандарттау маманы Г. И. Мухаметсариева

Басылуға қол қойылды «___»_________ Формат 60х84 1/16 Таралымы 25 дана. Баспаханалық қағаз №1

көлемі 1,5 оқу баспасы. Тапсырыс___ Бағасы 750 теңге.

«Алматы энергетика және байланыс университеті»

коммерциялық емес акционерлік қоғамының көшірмелі-көбейткіш бюросы

050013 Алматы, Байтұрсынұлы көшесі, 126/1