ТОР 5 статей: Методические подходы к анализу финансового состояния предприятия Проблема периодизации русской литературы ХХ века. Краткая характеристика второй половины ХХ века Характеристика шлифовальных кругов и ее маркировка Служебные части речи. Предлог. Союз. Частицы КАТЕГОРИИ:
|
схемы соединения и методы расчётаПод трёхфазной симметричной системой э.д.с. понимают совокупность трёх синусоидальных э.д.с. одинаковой частоты и амплитуды, сдвинутых по фазе на 120°. График их мгновенных значений и векторная диаграмма изображены на рис.3.13. Источником энергии в трёхфазной системе служит трехфазный генератор (рис.3.14). Он состоит из статора (неподвижной части) и ротора (подвижной части), представля- ющего собой электромагнит. В пазах статора размещены три электрически изолированные друг от друга обмотки — фазные обмотки генератора (А, В, С на рис.3.14). Если ротор генератора двухполюсный, то оси фазных обмоток генератора повернуты в пространстве относительно друг друга на угол 120°. При вращении ротора в фазных обмотках статора индуктируются синусоидальные фазные э.д.с. Вследствие симметрии конструкции генератора максимальные Ет и действующие Е значения э.д.с. во всех фазах одинаковые. Однако линии магнитного поля вращающегося ротора пересекают провода фазных обмоток не одновременно. Поэтому синусоидальные э.д.с. обмоток сдвинуты по фазе относительно друг друга на одну треть периода, чему соответствует пространственный угол 2p/3 между осями обмоток(рис.3.13, 3.14). Совокупность трёхфазной системы э.д.с., трёхфазной нагрузки или нагрузок и соединительных проводов называют трёхфазной цепью. Токи, протекающие по отдельным участкам трёхфазных цепей, сдвинуты относительно друг друга во времени, т.е. по фазе. Участок трёхфазной цепи, по которому протекает одинаковый ток также называют фазой. Таким образом, в зависимости от рассматриваемого вопроса, фаза это либо участок трёхфазной цепи, либо аргумент синусоидально изменяющейся величины. На схемах замещения фазы трёхфазного генератора или вторичной обмотки трёхфазного трансформатора изображают двумя спо- собами (рис.3.15, а, б). Если э.д.с. одной фазы (например, фазы А) принять за исходную и считать её начальную фазу равной нулю, то выражения мгновенных значений э.д.с. можно записать в виде ; ; . Комплексные действующие э.д.с. будут иметь соответственно выражения: ; ; (3.27) , где . Из векторной диаграммы трёхфазной симметричной системы э.д.с., показанной на рис.3.13 следует, что в любой момент времени . На распределительных устройствах шины, относящиеся к разным фазам, имеют различную раскраску. В нашей стране приняты цвета: желтый — для фазы А, зеленый — для фазы В, красный — для фазы С. Фазы трёхфазного генератора или вторичные обмотки трёхфазного трансформатора могут быть соединены звездой (рис.3.16, а), в которой концы фаз X, Y, Z соединяются в один общий узел N (или 0), называемый нейтралью или нейтральной (нулевой) точкой генератора (либо трансформатора). Провода, соединяющие начала фаз обмоток генератора (трансформатора) и приёмника, называют линейными, а провод, соединяющий нейтральные точки генератора и приёмника, — нейтральным (или нулевым). При соединении фаз обмотки трёхфазного генератора треугольником объединяются в одну точку начала и концы соответствующих фаз: X и В, Y и С, Z и А (рис.3.16, б). Важной особенностью трёхфазных цепей является наличие двух напряжений — фазного и междуфазного. Фазным называют напряжение между началом и концом каждой фазы, а междуфазным — между началами двух фаз. За положительное направление фазных напряжений принимают направления от начала к концу фаз обмоток (рис.3.16, а). Соотношения между междуфазными и фазными напряжениями трёхфазного источника электрической энергии при соединении обмоток звездой определяют из соотношения , (3.28) которое определяет предусмотренные ГОСТом междуфазные и фазные напряжения для цепей низкого напряжения: ; Приёмники, включаемые в трёхфазную цепь, могут быть либо однофазными, либо трёхфазными. К однофазным приёмникам относятся электрические лампы накаливания и другие осветительные приборы, различные бытовые приборы, однофазные двигатели и т.д. К трёхфазным приёмникам относятся трёхфазные асинхронные двигатели и индукционные печи. Обычно комплексные сопротивления фаз трёхфазных приёмников равны между coбoй: . Такие приёмники называют симметричными. Если это условие не выполняется, то приёмники называют несимметричными. Подобно фазам генераторов и трансформаторов фазы трёхфазных приёмников, а также однофазные приёмники могут соединяться звездой либо треугольником. Способ соединения фаз обмоток источника электрической энергии не предопределяет способ соединения приёмников. На рис.3.17 показаны схема включения однофазных и трёхфазных приёмников (а) и схема замещения (б) этой цепи. Как правило, электрические осветительные приборы, являясь в трёхфазных цепях типичными несимметричными приёмниками, включаются либо звездой в четырехпроводную цепь, либо треугольником в трёхпроводную цепь. В качестве примера симметричных приёмников на рис.3.17 изображен асинхронный двигатель, обмотки которого соединены звездой (на схеме замещения каждая обмотка представлена резистивным и индуктивным элементами), и батарея конденсаторов, соединенная треугольником. Существуют пять простейших комбинаций включения трёхфазного источника и трёхфазного приёмника: 1). Соединение звезда – звезда с нулевым проводом (рис.3.18). При таком соеди- нении ток в фазе приёмника равен току в линейном проводе и определяется фазной э.д.с. и сопротивлением фазы приёмника
; ; (3.29) . 2). Соединение звезда – звезда без нулевого провода (рис.3.19). При таком соеди- нении также ток в фазе приёмника равен току в линейном проводе, но определяется фазной э.д.с., сопротивлением фазы приёмника и напряжением смещения нейтрали U0`0:
, (3.30)
, , (3.31) . Если при таком соединении нагрузка симметрична, то напряжение смещения нейтрали U00 = 0 и формулы (3.31) превращаются в (3.29). 3). Соединение звезда – треугольник (рис.3.20). При таком соеди- нении ток в линейном проводе равен разности токов фаз. Ток фазы определяется междуфазным напряжением и сопро- тивлением фазы: ; ; , ; ; .
4). Соединение треугольник– треугольник (рис.3.21). При таком соеди- нении ток в линейном проводе равен разности токов фаз. Ток фазы определяется фазной э.д.с. и сопротивлением фазы приёмника
; ; . 5). Соединение треугольник– звезда (рис.3.22). При таком соеди- нении ток в фазе приёмника равен току в линейном проводе. Треугольник источника легко преобразовать в звезду и, таким образом, привести схему к виду звезда – звезда без нулевого провода. Далее необходимо составить систему уравнений относительно токов в фазах источника и токов в линейных проводах. Читателю предлагается самостоятельно решить эту задачу. Отметим, что обмотки фаз генератора предпочитают соединять звездой, так как в случае нарушения симметрии э.д.с. в обмотке, соединенной треугольником, уже при холостом ходе возникнут токи, которые вызовут нагревание обмоток и соответствующее увеличение потерь энергии. Что касается вторичных обмоток трансформаторов, то их можно соединять и звездой, и треугольником. Трёхфазные цепи являются разновидностью цепей синусоидального тока и потому расчёт и исследование процессов в них производятся теми же методами и приёмами, которые рассматривались в гл. 2 и 3. Для цепей трёхфазного тока применим также символический метод расчёта, могут строиться векторные и топографические диаграммы. Аналитический расчёт трёхфазных цепей рекомендуется сопровождать построением векторных или топографических диаграмм. Векторные диаграммы облегчают нахождение углов между токами и напряжениями, делают все соотношения более наглядными и помогают находить ошибки при аналитическом расчёте, если последние возникают.
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском:
|