Расчетно-пояснительная записка
к курсовой работе на тему:
«Анализ установившихся и переходных режимов в
Линейных электрических цепях»
Вариант №17
по дисциплине «Электротехника»
Студент ________________________( Кудряшов Р.Р. ) Группа РКТ1-51
Руководитель курсовой работы ___________к.т.н, доцент Селиванов К.В.
Москва 2017
Оглавление
Задание на выполнение курсовой работы………………………………………3
Цель работы………………………………………………… ……………………6
Описание схемы………………………………………………....………………..6
Условия задания…………………………………………………………………..9
Основная часть
1. Расчет источника гармонических колебаний (ИГК)……………………….10
2. Расчет установившихся значений напряжений и токов в
четырехполюснике при синусоидальном входном воздействии………….....17
3. Расчет резонансных режимов в электрической цепи…………………...….24
4. Расчет переходных процессов классическим методом………………….....25
5. Расчет установившихся значений напряжений и токов в
четырехполюснике при несинусоидальном входном воздействии……….….33
Вывод...…………………………………………………………………………...38
Список литературы………………………………………………………....……39
Задание на выполнение курсовой работы
«Анализ установившихся и переходных процессов в линейных электрических цепях»
Расчет источника гармонических колебаний (ИГК)
1.1. Определить токи в цепи, а также показания вольтметра и амперметра.
1.2. Составить и рассчитать баланс мощностей.
1.3. Записать мгновенные значения тока и напряжения первичной обмотки трансформатора и построить их волновую диаграмму.
1.4. Представить исходную схему ИГК относительно первичной обмотки трансформатора эквивалентным источником напряжения или тока. Определить его параметры и значение тока в первичной обмотке трансформатора. Сравнить полученное значение тока с тем, которое было получено в п. 1.1.
1.5. Для вторичных обмоток определить их собственные индуктивности 𝐿7 и 𝐿8, а также их взаимные индуктивности с первичной обмоткой. Действующие значения напряжений на вторичных обмотках 𝑈1 = 5 В, 𝑈2 = 10 В, а коэффициент магнитной связи 𝑘 следует выбрать из диапазона 0.5 < 𝑘 < 0.95.
Расчет установившихся значений напряжений и токов
Четырехполюснике при синусоидальном входном воздействии
2.1. Рассчитать токи и напряжения в схеме четырехполюсника методом входного сопротивления (или входной проводимости) при u1=u3=uвх.
2.2. Записать мгновенные значения uвх, iвх и uвых, определить сдвиг по фазе между выходным и входным напряжениями, а также отношение их действующих значений.
2.3. Определить передаточные функции W(s)=Uвых(s)/Uвх(s), W(jw)=Uвых/Uвх.
2.4. Определить и построить амплитудно- и фазочастотные характеристики. АЧХ и ФЧХ построить в диапазоне частот от 0 до 5000 1/с. Используя частотные характеристики, определить uвых при заданном uвх. Сравнить этот результат с полученным в п. 2.3.
2.5. Построить годограф – линию семейства точек комплексной передаточной функции при разных частотах в диапазоне частот от 0 до ∞ на комплексной плоскости.
Расчет резонансных режимов в электрической цепи
3.1. Включить в схему четырехполюсника реактивное сопротивление (индуктивность или емкость) таким образом, чтобы uвх и iвх совпадали по фазе (режим резонанса напряжений). Определить значение параметра реактивного элемента, а также входное сопротивление, входной ток, добротность и ширину полосы пропускания резонансного контура.
Расчет установившихся значений напряжений и токов в
Расчет резонансных режимов
3.1. Включить в схему четырехполюсника реактивное сопротивление (индуктивность или емкость) таким образом, чтобы uвх и iвх совпадали по фазе (режим резонанса напряжений). Определить значение параметра реактивного элемента, а также входное сопротивление, входной ток, добротность и ширину полосы пропускания резонансного контура.
Так как в заданной схеме четырехполюсника включена катушка индуктивности, то условием резонанса будет включение конденсатора, параметры которого определяются условиями:
Рис.16 Схема четырехполюсника в резонансном режиме.
В этом случае получаем:
Входное сопротивление:
Входной ток: 
Добротность: 
Ширина полосы пропускания резонансного контура при резонансной частоте 
Вывод
Исследование источника гармонических колебаний показало, что расчет напряжений и токов на его элементах можно проводить разными методами. Например, методом контурных токов или методом эквивалентного источника. Как и предполагалось, все методы дают один и тот же результат. Но использование метода контурных токов позволяет уменьшить количество вычислений по сравнению с методом эквивалентного источника.
Расчеты переходных процессов в четырехполюснике для определения входного тока и выходного напряжения и расчеты процессов в четырехполюснике с использованием разложения несинусоидального входного воздействия в ряд Фурье дают близкие результаты. Их небольшое отличие объясняется тем, что разложение сигнала в ряд Фурье имеет некоторую погрешность по сравнению его истинным значением. Наибольшую точность расчета в данном случае дает классический метод расчета переходных процессов. Дополнительное отличие результатов полученных этим методом по сравнению с методом, использующим разложение в ряд Фурье, дает то, что при расчете переходного процесса учитывается запасы энергии от предыдущего режима работы, что не учитывалось в первом случае.
Анализ четырехполюсника показал, что проходящий через него сигнал претерпевает значительные изменения и ослабевает. Это объясняется тем, что в четырехполюснике происходит некоторая потеря энергии на его элементах.
В ходе работы стала ясна очевидность использования вычислительной техники при различных расчетах, в особенности при расчетах переходных процессов, так как этот расчет требует больших вычислений. С целью упрощения вычислений и построения графиков использовались математические программы MathCAD и MATLAB.
Список литературы:
1. Стрелков Б.В., Шерстняков Ю.Г. Анализ установившихся и переходных режимов в линейных электрических цепях. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2001.
2. Попов В.П. Основы теории цепей: Учебник для вузов спец. радиотехника - М.: Высшая школа, 1985.
3. Атабеков Г.И. Основы теории цепей: Учебник для вузов. -М.: Энергия, 1969.
4. Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники. Электрические цепи. М.: «Высшая школа», 1996.
5. Маланьин В.А., Шерстняков Ю.Г. Анализ установившихся и переходных процессов в линейных электрических цепях. - М.: Изд-во МГТУ, 1991.
6. Лекции по Теоретическим основам электротехники Баринова И.Н., МГТУ
Расчетно-пояснительная записка
к курсовой работе на тему:
«Анализ установившихся и переходных режимов в
Дата: 2018-12-21, просмотров: 445.
