: המרת אנרגיה – שיעור חזרה
Transcription
: המרת אנרגיה – שיעור חזרה
שיעור חזרה – המרת אנרגיה: תרגיל: נתון שנאי תלת פאזי ( 6000 / 400 v / vהמתחים קוויים) בצורה. Y / Y : נתון. X 2 0.016 , r2 0.008 , X 1 6 , r1 2.5 : נתון . PF E 540W :זרם העומס הנומינלי במשני הוא( 2 3 0 A :קווי). א .חשב את מקדם התמסורת a ב .זרם נומינלי בראשוני (קווי). ג .חשב את הפסדי הנחושת . PC U ד .חשב את הנצילות בעומס נומינלי בעל. cos 0.8 : ה .חשב את המתח המשני (עבור מתח נומינלי בראשוני) תחת ההעמסה הנ"ל פעם מקדים ופעם מפגר. ו .מצא איזה מתח כניסה קווי דרוש לקבלת מתח מוצא נומינלי. ז .מהו Sלנצילות מירבית? ח .בהינתן מספר ליפופים בראשוני N 1 2000 :ותדר f 50 H zמהו השטף דרך השנאי? פתרון: א .יש לחשב את היחס בין המתח הקווי בכניסה והמתח הקווי במוצא: 15 6000 400 V line 1 .a V line 2 ב .יחסי הזרמים במצב הנומינלי הוא ההופכי מיחסי המתחים ולכן. 15 I line 2 I line1 : נציב את הנתון ונקבל: I line1 15.3 A 230 I line 2 I line 1 . 15 I line1 ג .יש לבצע שיקוף אלמנטים טוריים לראשוני. מקדם התמסורת בין הפאזות הוא a ' :אשר דרוש לשיקוף .ראינו כי 15 : 3 V line1 / 3 V line 2 / V ph 1 .a' V ph 2 מהשיקוף נקבל r2' a '2 r2 15 2 0.008 1.8 :ולכן. r r1 r2' 2.5 1.8 4.3 : נקבל את מעגל התמורה הבא (לפאזה): לא חישבנו את הענף המקבילי ,האחראי על הפסדי הברזל בשלב זה עקב אי הצורך. לא חישבנו את Xמכיוון שיש למצוא רק את הפסדי הנחושת. Y X X1 X 2 ' ' X V ph 2 Y נקבל I ph1 I line1 15.3 A :וכן. I ph 2 I line 2 230 A : r r1 r2 ' r V p h1 כדי לעבור להספק יש להכפיל פי ( 3שנאי תלת-פאזי). 2 2 . PC U 3 I phנזכור כי הענף הטורי משפיע על הזרם במידה שאינה ניכרת ולכן זניח. נקבל r 3 15.3 4.3 3020W : 1 לכן בשביל לחשב את ההפסדים מספיק לקחת את הזרם הנומינלי וזהו. ד .הנצילות תלויה בהספק שאנו מחברים לשנאי .הנוסחה: S cos S cos PC U PF E . נמצא את Sמהנתון של הסעיף .ראינו כי. S 3V ph1 I ph1 3Vline1 I line1 : במצב נומינלי אין משמעות לנקודת הכניסה או היציאה . 3V line1 I line1 3V line 2 I line 2 , 3V ph 1 I ph 1 3V ph 2 I ph 2 לכן כתבנו את הנוסחה עבור נקודת הכניסה לשנאי אבל בפועל ניתן להתייחס אליה כאל הנקודה שממנה מודדים את ההספק המועבר הכולל .נחשב. S 3V line 2 I line 2 3 400 230 160 kVA : 160 10 0.8 3 הנצילות היא: 0.973 97.3% 160 10 0.8 3020 540 3 רואים כי אין משמעות ל"-מקדים" או "מפגר" בעת חישוב הנצילות. S cos S cos PC U PF E ה .כעת יש צורך בחישוב , X 2' a '2 X 2 1 5 2 0 .0 1 6 3 .6 : Xנקבל. X X 1 X 2' 6 3.6 9.6 : יש לחשב את מפלי המתח הטוריים ביחס למתח כניסה נומינלי (אפילו אם אין בפועל מתח נומינלי בכניסה). נחשב את מתח הפאזה 3460 v : 6000 V line1 3 כמו כן: 4 .2 4 5 % X r 3 V ph 1 ונקבל 1.9% : 15.3 4.3 100 I ph 1 r V ph 1 3460 . V r% ( V X% V r%חישוב מקוצר :מפלי המתח באחוזים יחסיים לגדלים של ההתנגדויות – יש פרופורציה). מפלי המתח בענף הטורי. V % V X% sin V r% cos : עבור מצב מפגר cos 0.8 sin 0.6 :ונקבל . V % 4 % :כעת: 4 400 0.96 384 v 100 . V line 2 V line 2 n 1 עבור מצב מקדים cos 0.8 sin 0.6 :ונקבל( . V % 1% :נעיר כי מצב זה ייתכן רק במקדים). 1 כעת 400 1.01 404 v : 100 . V line 2 Vline 2 n 1 ו .בשני המצבים נהפוך את החישוב. במצב מפגר דרוש להוסיף 4אחוזים לכניסה: 4 6000 1.04 6240 v 100 . V line1 V line1 n 1 במצב מקדים נוריד אחוז אחד בכניסה .נחשב למשל את מתח המוצא עבור V line1 5900 vאשר קטן מהנומינלי. המתח קטן ב- 0 .0 1 6 1 .6 % 100 6000 המוצא הוא .0.6% :כעת: .בשל העומס המסוים מרוויחים 1%במתח המוצא ,לכן סה"כ ההפסד ממתח 0.6 397.6 v 100 . V line 2 400 1 ז .ראינו כי PF Eנתון ותלוי רק במתח .יש למצוא את Iשיגרום ל. PF E PC U - נפתור את זה בצורה של יחסים 3020W 230 A :יש למצוא . 540W I 2 :נקבל 97.2 A : 2 יודעים כי S I :עבור מתח קבוע ולכן: 6 7 .7 kV A 9 7 .2 230 540 3020 . I 230 - S 1 6 0 k שוב מאותו הרעיון של היחסים. ח .נזכור כי השטף זהה בין עם שלושת השנאים מחוברים על אותו הענף או על ענפים שונים ומתקיים בצומת של הענפים: . 1 2 3 , 1 2 3 0שלושת השטפים מרוחקים ב 1 2 0 -זה מזה. ניקח את ( V p h 1 3 4 6 0 vזה הוא מתח אפקטיבי) ונקבל: 5 .5 m W b 3460 1 0 0 2 0 0 0 ( . V p h 1 N שטף אפקטיבי). השטף המירבי הוא. max 2 2 5.5 m 7.7 m W b : הערות כלליות: באותו האופן של סעיף ו' ,אפשר לשאול גם מהו aבפועל?V 4 6000 6240 a line1 a 1 כאשר V line1 , V line 2 :הם המתחים בפועל. נקבל: 400 384 100 V line 2 תרגיל: גנרטור סינכרוני בעל נתונים נומינליים cos 0.8 , I l 300 A , V l 3150 v :מפגר בחיבור Yותדר. f 50 H z : נתון . X s 6 :מדדו בעבודת ריקם מתח מוצא נומינלי עבור זרם עירור רוטור ( I f 40 Aהמתח Eליניארי ב.) I f - א .חשב את הזרם הדרוש לקבלת מתח נומינלי בנקודת העבודה הנומינלית. ב .חשב את המומנט הדרוש להפעלת הגנרטור אם נתון( p 2 :יש שני קטבים). ג .חשב את הנצילות אם התנגדות הליפופים לפאזה היא r 0.5 :ו. PF E 100 kW - האם הברזל/רוטור מתחממים? פתרון: א .נזכור כי המתח Eנקבע ליניארית לפי זרם העירור. עבור גנרטור בריקם אנו מודדים את Eולכן לפי הנתון E l 3150 v :עבור. I f 40 A : דרוש תחילה לחשב את E p hכך ש- נעזר במ.פיתגורס ונקבל: 3 1820 v V ph וכן cos 0.8 , I l I ph 300 A :מפגר. V cos V ph sin I ph X s 3238 v 2 2 נעזר ביחסים 40 71.2 A : 3238 1820 ב .יש לחשב את ההספק: 3150 IX s If ph V 36.9 . E ph I 1820 v 40 A . 3238 v I f 3 3150 300 1.63 M V A P S cos 1.31 M W S Q S sin 982 kW 3V l I l . כתוספת נחשב את הזווית . :לפי שיקולים גיאומטריים נקבל. V ph cos E ph cos : לכן: 0 .4 9 6 1 8 2 0 0 .8 3238 co s ואז 63.276 :ונקבל. 63.276 36.86 26.4 : 3V p h E p h sin ניתן למצוא את הזווית גם לפי ההספק: נחזור למציאת המומנט: 8340 N m .P Xs 6 1.31 10 2 2 50 P f p 2 P 2 n P . 2 2 . PC U 3 I ph ג .נוסיף את ההפסדים בדיעבד r 3 300 0.5 135 kW : 6 הנצילות: 0.85 85% 3 E 1.31 10 1.31 10 135 10 100 10 3 6 P P PC U PF E הסטטור מתחמם כי השטף עובר דרכו PF E ,מייצג את החימום שלו. .