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电机拖动课程设计.docx

发布时间：2022-06-09 发布人：admin 分类：说明书 资料大小：0.55M 资料格式：docx 举报 版权申诉
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    一、设计的目的和意义
    二、总体分析方案
    （一）建立单相变压器负载运行的数学模型，并详细说明。
    1、单项变压器的负载运行。
    2、变压器的负载运行及数学模型
    2.1 磁动势平衡方程式
    3、绕组归算(折算)及数学模型
    3.1 二次侧电流的折算
    3.2 二次侧电动势的折算
    3.3 二次侧阻抗的折算
    3.4 归算后的数学模型
    4、负载时的等效电路和相量图
    4.1 相量图
    4.2 T型等效电路
    4.3 Γ型等效电路
    4.4 简化等效电路和相量图
    (二) 建立三相心式变压器对称负载运行的数学模型，并说明特点？
    1、三项变压器的介绍
    2、三相变压器的磁路　　三相变压器组和三相心式变压器的磁路不同。
    3、绕组联结方式和磁路系统对感应电动势波形的影响  
    3.1  Y，y联结组
    3.1.1 三相磁路彼此无关的三相变压器组　　三相同相位的三次谐波磁通能沿铁心闭合，且遇到的磁
    3.1.2 三相磁路彼此相关的三相心式变压器
    3.2  Y，yn联结组　  二次绕组采用星形联结有中线引出，三次谐波电流有通路，但须经过负载闭合
    3.3 D，y和YN，y联结组　　一次绕组采用三角形联结：三相同相位的三次谐波电流在闭合的三角
    3.4 Y，d 联结组　　 一次绕组采用星形联结，三相同相位的三次谐波电流不能流通，主磁通和一
    （三） 三相心式变压器，如果负载不对称，该如何进行处理？
    1、对称分量法
    2、三相变压器的各相序的等效电路和相序阻抗
    2.1 正序、副序阻抗和等效电路
    2.2 零序等效电路
    2.2.1 磁路系统对零序阻抗的影响
    2.2.2 不同联接组的等效电路
    2.2.3 零序激磁阻抗的求取
    3、相变压器带单相负载(不对称分量法的使用， Y/Y0不能带单相负载的原因)以Y/Y0带单相负载为例
    4、讨论
    4.1 其他联接组
    三、理论基础：
    四、设计心得
    五、参考文献
    成绩 重庆邮电大学移通学院 电机及拖动基础课程设计报告 姓 专 学 名 业 号 指导教师 自动化 时 间 2011/12/14
    前言 变压器是电气和电子领域十分常用的一种装置或组件， 可以认为是静止的电能转换装置或电信号传递组件。它的工 作原理是电磁感应定律，它的主要作用是电能变换、电气隔 离、信号检测和阻抗匹配等。其电能变换功能可以将一种交 流电压或电流等级尽可能低损耗地转换成同频率的另一种 电压或电流等级，它对用电系统的检测和控制上也具有广泛 的应用。 而我们通过这段时间的课程设计，应从无知到认知，到 深入了解，渐渐了我喜欢上了这个全新的专业，让我深刻的 体会到学习过程是最美的。在整个课程设计过程中，我每天 都有很多新的体会。 内容 1、 建立单相变压器负载运行的数学模型，并详细说明。 2、 建立三相心式变压器对称负载运行的数学模型，并说 明特点？ 3、 三相心式变压器，如果负载不对称，该如何进行处理？
    目录 （一） 一、设计的目的和意义 .................................................................................................................... 4 二、总体分析方案 ............................................................................................................................ 4 建立单相变压器负载运行的数学模型，并详细说明。 ................................... 4 1、单项变压器的负载运行。 ..........................................................................................4 2、变压器的负载运行及数学模型 ..................................................................................5 3、绕组归算(折算)及数学模型......................................................................................8 4、负载时的等效电路和相量图....................................................................................10 (二) 建立三相心式变压器对称负载运行的数学模型，并说明特点？.............................13 1、三项变压器的介绍....................................................................................................13 三相变压器组和三相心式变压器的磁路不同。 ......... 14 2、三相变压器的磁路 3、绕组联结方式和磁路系统对感应电动势波形的影响 ........................................... 15 （三） 三相心式变压器，如果负载不对称，该如何进行处理？ ................................. 19 1、对称分量法 ................................................................................................................ 20 2、三相变压器的各相序的等效电路和相序阻抗 ........................................................22 3、相变压器带单相负载(不对称分量法的使用， Y/Y0 不能带单相负载的原因)以 Y/Y0 带单相负载为例。 .................................................................................................. 27 4、讨论............................................................................................................................ 30 三、理论基础：.............................................................................................................................. 31 四、设计心得 .................................................................................................................................. 31 五、参考文献 .................................................................................................................................. 32 1
    一、设计的目的和意义 通过本次的课程设计更进一步的掌握和了解变压器的分析方法。 这次课程设计可以使我们在学校学的理论知识用到实践中，使我们在 学习中起到主导地位，是我们在实践中掌握相关知识，能够培养我们 的职业技能，课程设计是以任务引领，以工作过程为导向，以活动为 载体，给我们提供了一个真实的过程，通过这次的数学分析便于我们 掌握规范系统的变压器方面的知识，同时也提高了我们的动手能力。 二、总体分析方案 （一）建立单相变压器负载运行的数学模型，并详细说明。 1、单项变压器的负载运行。 变压器负载运行时的物理情况 变压器的一次绕组加上电源电压 u1 ，二次绕组接上负载阻抗 ZL ，如图下图所示，即变压器投入了负载运行。 2
    变压器负载运行时，通过电磁感应关系，将一次、二次绕组电流 紧密地联系在一起，i2 的增加或减小必然同时引起 i1 的增加或减小； 相应地，二次绕组输出功率的增加或减小，必然同时引起一次绕组输 入功率的增加或减小，这就达到了变压器通过电磁感应传递能量的目 的。 2、变压器的负载运行及数学模型 2.1 磁动势平衡方程式 变压器负载运行时，一次电流由空载时的 i0 变为负载时的 i1， 由于 Z1 较小， 因此一次绕组漏阻抗压降 I1Z1 也仅为(3~5)% U1N ，当忽略不计时，有 U1≈E1，故当电源电压 U1 和频率 f1 不变时， 产生 E1 的主磁通 m 也应基本不变，即从空载到负载的稳定状态， 主磁通基本不变。 所以，负载时建立主磁通所需的合成磁动势 3
    F1＋F2 与空载时所需的磁动势 F0 也应基本不变， 即有磁动势平衡 方程  F 0    FF 1 2  （1-1）  I 0   I L1 （1-2）  IN 01   ININ 22  11  将式（7-16）两边除以 N1 并移项，便得    1I             I 2 k N N  I 2  I 0  I 0  I 1  2 1 上式表明，负载时一次电流 由两个分量组成，一个是励磁 电流 ，用于建立主磁通m ； 另一个是供给负载的负载电流分 0I ，用以抵消二次绕组磁动势的去磁作用，保持主磁通基 量  I 1L   /2 I k 本不变。 由于变压器空载电流 很小，为方便分析问题，常忽略不计， 0I 则式（1-2）可近似为  I 1   I 2 k 上式表明， 与 相位上相差接近 180°，考虑数值关系时，有 1I 2I 这里得到了与式 I I 1  2 1 k 1 2   N N I I 相同的结果，说明变压器带负载运行时， 1 k 1 2 其一次侧与二次侧的电流， 在数值上也近似地与它们的匝数成反比。 2.2 电动势平衡方程式 根据前面的分析可知，负载电流 i2 通过二次绕组时也产生漏磁 通 2 ，相应地产生漏磁电动势 e2 。类似 e1 的计算， e2 也可用 漏抗压降的形式来表示，即  E 2σ   j XI 2 2 （1-3） 4
    参照图下图 a 所示的正方向规定，根据基尔霍夫第二定律，变压 器在负载时的一次、二次绕组的电动势平衡式为  U  U 1 2  E  1  E   2  ZI  1  ZI 2 2 1 综上所述，可得到变压器负载时的基本方程式 1    N I N I N I   2 2 1 1 1 0    U E I Z    1 1 1    E U I Z   2 2   I Z E   1 0   E kE  1 2   U I Z  2 L 2 f 2 2 （1-4）           5
    3、绕组归算(折算)及数学模型 所谓把二次侧折算到一次侧，就是用一个匝数为N1 的等效绕组， 去替代变压器匝数为 N2 二次侧绕组，折算后的变压器变比 N1/ N1=1 。 折算前后，变压器内部的电磁过程、能量传递应完全等效，即从 一次侧看进去，各物理量应该不变。 因为变压器二次侧绕组是通过 F2 来影响一次侧的，只要保证二次 侧绕组磁动势 F2 不变，则铁心中合成磁动势 F0 不变、主磁通Φm 不变、 Φm 在一次侧绕组中感应的电动势 E1 不变，一次侧从电网吸收的电 流、有功功率、无功功率不变，因而对电网等效。 所以，折算的条件就是，折算前后磁动势 F2 不变。 3.1 二次侧电流的折算 根据折算前后二次侧绕组磁动势 F2 不变的原则，有 N I 1 2 N I 2 2 I 2  1 k I 2   N N 1 2 I   2 3.2 二次侧电动势的折算 由于折算前后 F2 ，从而铁心中主磁通Φm 不变，于是折算后的 二次侧绕组的感应电动势 I   2 E   2 2 N N 1 N 1 N 2 I 2  1 k I 2 E 2  kE 2 6
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