Анализ установившихся и переходных режимов в линейных электрических цепях

В данной курсовой работе необходимо было исследовать линейную электрическую цепь. На первом этапе я рассчитала источник гармонических колебаний. Расчет проводился

Анализ установившихся и переходных режимов в линейных электрических цепях

Курсовой проект

Физика

Другие курсовые по предмету

Физика

Сдать работу со 100% гаранией

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Анализ установившихся и переходных режимов в линейных электрических цепях

 

 

ОГЛАВЛЕНИЕ

 

Задание на выполнение курсовой работы

1. Расчет источника гармонических колебаний

.1 Расчет тока первичной обмотки методом эквивалентного источника

.2 Построение волновых диаграмм для мгновенных значений напряжения и тока первичной обмотки трансформатора

.3 Определение параметров M68, M69, L8, L9

. Расчет четырехполюсника при синусоидальном воздействии

.1 Расчет токов и напряжений методом входного сопротивления

.2 Мгновенные значения uвх , iвх и uвых, сдвиг по фазе между uвх и uвых

.3 Расчет передаточных функций

.4 Расчет АФЧХ

.5 Построение годографа

. Расчет резонансных режимов в электрической цепи

3.1 Расчет параметра реактивного элемента в резонансном контуре

. Расчёт переходных процессов классическим методом

.1 Расчет переходной и импульсной характеристики

.2 Расчёт iвх(t) и uвых(t) с учётом запаса энергии в элементах цепи от предыдущего режима работы

а) на интервале t[0+;T]

б) в квазиустановившемся режиме

. Расчет установившихся значений напряжений и токов при несинусоидальном воздействии

.1 Расчёт iвх(t) и uвых(t) частотным методом

.2 Построение графиков входного напряжения и тока четырёхполюсника

.3 Определение параметров несинусоидальных токов и напряжений

.4 Расчет переходных процессов операторным методом

Выводы

Список использованной литературы

Задание на выполнение курсовой работы

 

. Расчет источника гармонических колебаний (ИГК)

1.1 Представить исходную схему ИГК относительно первичной обмотки трансформатора эквивалентным источником напряжения. Определить его параметры (ЭДС и внутреннее сопротивление) и значение тока в первичной обмотке трансформатора. В качестве первичной обмотки трансформатора выбрать индуктивность в любой ветви, кроме ветви с идеальным источником тока.

.2 Записать мгновенные значения тока и напряжения в первичной обмотке трансформатора и построить их волновые диаграммы.

.3 Определить значения Mnq, Mnp, Lq, Lp ТР из условия, что индуктивность первичной обмотки Ln известна, U1 = 5 B, U2 = 10 B. Коэффициент магнитной связи обмоток k следует выбрать самостоятельно в диапазоне: 0,5 < k < 0,95 (n, p, q, - номера индуктивностей Т1).

2. Расчет установившихся значений напряжений и токов в 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 Записать мгновенные значения uвх , iвх и uвых ; определить сдвиг по фазе между выходным и входным напряжениями, а также отношение их действующих значений.

.3 Определить передаточные функции: W(s)= Uвых(s)/ Uвх(s), W(jw) = Uвых/Uвх .

.4 Определить и построить амплитудно- и фазочастотную 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 результатом, полученным в п. 2.2.

.5 Построить годограф - линию семейства точек комплексной передаточной функции в диапазоне частот от 0 до ¥ на комплексной плоскости. Указать на годографе точки, соответствующие частотам 0, 1000 1/с., ¥.

3. Расчет резонансных режимов в электрической цепи

.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.

Норма отчетности на данном этапе - 25%. 4 неделя

4. Расчет переходных процессов классическим методом

.1 Определить и построить переходную и импульсную характеристики четырехполюсника для входного тока и выходного напряжения. Показать связь переходной и импульсной характеристик для выходного напряжения с передаточной функцией.

.2 Переключатель Кл перевести в положение 2 (см. рис.2) в момент времени, когда входное напряжение u3(t)=0, du3/dt > 0, т.е. в момент начала положительного импульса напряжения u4(t). Это условие будет выполнено при равенстве аргумента входного напряжения (wt + yu3) = 2 kp, где k = 0, 1, 2, 3.

Рассчитать и построить графики изменения тока iвх и напряжения uвых четырёхполюсника при подключении его к клеммам с напряжением u4(t) в момент времени t = (2kp - Yu3)/w с учетом запаса энергии в реактивных элементах схемы от предыдущего режима работы (п. 2.2):

а) на интервале t [0+, T], где T - период изменения напряжения u4,

б) с использованием ЭВМ на интервале времени [0+, nT ], где n - количество периодов, при котором наступает квазиустановившийся режим.

Норма отчетности на данном этапе - 50%. 7 неделя

.

 

5.1 Рассчитать законы изменения тока iвх(t) и напряжения uвых(t) частотным методом, представив напряжение uвх(t) = u4(t) в виде ряда Фурье до 5-й гармоники:

 

5

uвх(t) = S (4 U m / kp) sin kwt, где k - целое нечетное число.

1

 

.2 Построить графики uвх(t) = u4(t), uвх(t), iвх(t), uвых(t) в одном масштабе времени один под другим, где uвх(t), iвх(t),и uвых(t) - суммарные мгновенные значения.

.3 Определить действующие значения uвх(t), iвх(t), uвых(t), а также активную мощность, потребляемую четырехполюсником, и коэффициенты искажения iвх(t), uвых(t). Сравнить графики iвх(t), uвых(t) п.5.2 с соответствующими графиками п.4.2 б на интервале времени [0+, nT ] путем их наложения, сделать выводы.

.4 Заменить несинусоидальные кривые uвх(t), iвх(t) эквивалентными синусоидами и построить их графики.

Норма отчетности на данном этапе - 75%. 10 неделя.

6. Оформление расчетно-пояснительной записки

Расчетно-пояснительная записка должна содержать:

. Техническое задание

. Содержательную часть, включающую расчетную часть, текстовое пояснение и рисунки схем и графиков. Рисунки должны быть пронумерованы и следовать в тексте сразу после ссылки на них.

. Выводы.

. Список литературы, использованной в работе.

.Оглавление с указанием страниц выполненных пунктов и подпунктов работы.

Норма отчетности - 100%. 13 неделя

 

1.Расчет источника гармонических колебаний (ИГК)

 

Исходная схема ИГК изображена на рис. 1

 

Рис. 1

 

Параметры элементов ИГК:

 

10в В А В300 мГн5 мкФ100 Ом200 мГн100 мГн150 Ом100 мГне2 В

1.1 Определение значения тока в первичной обмотке трансформатора

 

Выберем положительные направления токов в ветвях. Здесь и далее комплексные напряжения измеряются в вольтах, комплексные токи - в амперах, комплексное сопротивление (как активное, так и реактивное) - в Омах.

Эквивалентное преобразование схемы (учитывая, что внутренние сопротивления источника ЭДС и амперметра равно нулю, а источника тока и вольтметра равно бесконечности):

 

Рис. 2

 

Все независимые источники представим в комплексной форме

 

В=-400+400j А В=-200+200j300 мГн5 мкФ100 Ом200 мГн100 мГн150 Ом100 мГне2 В=-200-200j

Представлю пассивные элементы каждой ветви в виде комплексных сопротивлений:

 

Рис. 3

 

Рассчитываю комплексные сопротивления всех ветвей схемы:

 

 

Для расчета неизвестного тока исходной схемы использую метод эквивалентного источника напряжения (рис.4). Суть этого метода заключается в том, что схема представляется в виде активного двухполюсника, к зажимам которого подключен элемент, через который протекает искомый ток. Для нахождения этого тока нам необходимо рассчитать ЭДС и входное сопротивление этого двухполюсника.

 

Рис. 4

 

Найду ЭДС источника напряжения методом контурных токов (рис. 5). Эта ЭДС равняется напряжению на зажимах в режиме холостого хода.

 

Рис. 5

 

,

 

Найду параметры и . Схема для определения :

 

Рис. 6

 

 

Найду ток:

 

 

1.2Мгновенные значения тока и напряжения в первичной обмотке трансформатора и их волновые диаграммы

 

Комплексная амплитуда тока

Мгновенное значение тока

Комплексное действующее напряжение

Комплексная амплитуда напряжения

Мгновенное значение напряжения .

Построю волновые диаграммы найденных мгновенных значений тока (рис. 7.1) и напряжения (рис.7.2) в первичной обмотке трансформатора:

 

Рис 7.1

 

Рис 7.2

 

1.3 Определить значения ТР из условия, что индуктивность первичной обмотки известна, а коэффициент магнитной связи k обмоток следует выбрать самостоятельно из указанного диапазон: 0.5<k<0.95 (n, p, q - номера индуктивностей ТР)

 

Известно,

Лучшие

Похожие работы

1 2 3 4 > >>