Kursovaya_Amirov

Федеральное государственное автономное

образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

______________________________________________

институт

_________________________________________________________________

кафедра

КУРСОВАЯ РАБОТА

____________________________________________________

тема проекта (работы)

_________________________________________________________________________

____________________________________________________

Руководитель ________ _____________

подпись, дата инициалы, фамилия

Студент ____________________ ________ _____________

номер группы, зачетной книжки подпись, дата инициалы, фамилия

Абакан 2014

ЗАДАНИЕ 1

1. Выбрать схему цепи в (соответствии с номером студента по списку). Для схемы, получившейся после замыкания всех ключей, выполнить расчет токов в установившемся режиме, если на входе цепи задано несинусоидальное напряжение амплитудой 311 В. Считать его получившимся после однополупериодного выпрямления

2. Рассчитать и построить графики токов во всех ветвях. При разложении в ряд Фурье использовать постоянную составляющую и две гармоники

3. Используя программу EWB, смоделировать заданные цепи и получить осциллограммы токов во всех ветвях схемы.

Вариант 2.

рис. 1.1

После замыкания всех ключей (рис. 1.1) начинаем расчет токов. Для этого выполним разложение несинусоидального напряжения в ряд Фурье.

Рассчитаем гармонические составляющие токов в ветвях схемы.

1)Нулевая гармоника (постоянная составляющая):

Составим схему для нулевой гармоники (катушку заменяем закороткой, конденсатор разрывом):

рис. 1.2

Определим токи в ветвях схемы:

1. Первая гармоника:

Схема для первой гармоники:

рис.1.3

Рассчитаем значения и для первой гармоники:

Составим схему с комплексными сопротивлениями:

рис.1.4

На рис.1.4:

Найдём (параллельное соединение и ):

Найдём :

Находим комплексные значения амплитуд токов:

2. Вторая гармоника:

Схема для второй гармоники:

рис.1.5

Рассчитаем значения и для второй гармоники:

Составим схему с комплексными сопротивлениями:

рис.1.6

На рис.1.6:

Найдём (параллельное соединение и ):

Найдём :

Находим комплексные значения амплитуд токов:

Для построения графиков токов переведём градусы в радианы:

Приложение

Задача №1

Для проверки расчетных данных используем результат моделирования схемы в программе EWB (рис.1.7; рис.1.8):

рис.1.7

рис.1.8

Задача№2.

Расчет трехфазной цепи.

Задание

Рассчитать все токи, определить мгновенное значение напряжения между точками a и b, построить топографическую векторную диаграмму напряжений, совмещенную с лучевой векторной диаграммой токов, рассчитать активную мощность трехфазной цепи.

рис.2.1

; ;

Решение.

2.1. Расчет симметричной трехфазной цепи производится на одну фазу. Расчет произведём по фазе А.

Преобразуем треугольник сопротивлений () в эквивалентную звезду (). (рис.2.2)

рис.2.2

Найдём эквивалентное сопротивление фазы:

Определим линейные токи:

Потеря напряжений в линейных проводах:

Фазное напряжение на :

В

В

В

Фазное напряжение на :

Фазное напряжение приёмника :

Фазные токи приёмника :

Линейное :

Мгновенное значение :

Для проверки расчетных данных (Задача №2) используем результат моделирования схемы в программе EWB(рис 2.3):

Построение векторной диаграммы для симметричной трехфазной цепи.(рис 2.4)

рис. 2.4

Задача №3

1. Для исходной схемы цепи рассчитать классическим методом токи i₁(t) и i₂(t) после поочередного включения рубильников.

2. Построить график зависимости i₁(t), учитывающий все коммутации.

3. Используя программу EWB, смоделировать заданные цепи и переходные процессы в них.

Указания

1. Рубильники включаются последовательно в соответствии с указанными на схеме номерами через τ секунд.

При возникновении колебательного процесса τ =Т₀/8,

где Т₀ – период собственных колебаний.

При возникновении апериодического процесса τ =1/Р₁,

где Р₁ – корень характеристического уравнения причем [P₁]<[P₂].

2. Для всех вариантов Е=100 В (источник постоянной ЭДС),

L=125 мГн.

рис.3.1

Параметры цепи:

Решение:

I коммутация:

1)Определяем независимые начальные условия (ННУ), т.е. анализируем схему для момента времени t(0-) (рис.3.2):

2) Определяем зависимые начальные условия (ЗНУ) в цепи для момента времени t(0+)(рис. 3.3), используя независимые начальные условия и законы Кирхгофа:

Определяем ЗНУ:

3) Определяем принужденную составляющую в момент времени t = ∞ (рис.3.4):

4) Составляем характеристическое уравнение цепи (рис.3.5), определяем его корни:

Переходный процесс имеет колебательный характер.

5)Определяем постоянные интегрирования. Вычисляем i₁(t).

Определяем u_c(t):

Длительность переходного процесса:

II коммутация:

1) Определяем ННУ t(0-):

2) Определяем ЗНУ в цепи для момента времени t(0+)(рис. 3.6.):

3) Определяем принужденную составляющую в момент времени t = ∞ (рис.3.7):

4) Составляем характеристическое уравнение цепи (рис.3.8), определяем его корни:

Переходный процесс имеет апериодический характер.

5)Определяем постоянные интегрирования. Вычисляем i₁(t).

Длительность переходного процесса:

III коммутация:

1) Определяем ННУ t(0-):

2) Определяем ЗНУ в цепи для момента времени t(0+)(рис. 3.9):

3) Определяем принужденную составляющую в момент времени t = ∞ (рис.3.10):

4) Составляем характеристическое уравнение цепи (рис.3.11), определяем его корни:

27