ВУЗы по физике Готовые работы по физике Как писать работы по физике Примеры решения задач по физике Решить задачу по физике онлайн

ТРЕХФАЗНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЦЕПИ


4. ТРЕХФАЗНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЦЕПИ

4.1. Получение трехфазной системы ЭДС.

Трехфазный электрический ток получают в трехфазных синхронных генераторах, установленных на подавляющем большинстве крупных электростанций. Простейшая схема такого генератора представлена на рис. 4.1.

Рис 4.1

Статор 1 имеет внутренние продольные пазы, в которые уложены три одинаковые обмотки, сдвинутые на угол 120⁰ относительно друг друга.

При вращении ротора 2, выполненного в виде электромагнита (обмотка ротора включена в цепь постоянного тока), в обмотках статора индуцируется три синусоидальных ЭДС (, , ) одинаковой частоты и с равными амплитудами, сдвинутые по фазе относительно друг друга на 120⁰.

Если начальную фазу ЭДС принять равной нулю, то для мгновенных значений ЭДС можно записать следующие выражения:

;

;

.

В комплексной форме действующие значения этих ЭДС имеют вид:

;

;

.

На комплексном чертеже трехфазная система ЭДС изображается в виде трех векторов (рис.4.2)

Рис. 4.2

4.2. Соединение обмоток трехфазных генераторов

Обмотки трехфазных генераторов соединяют звездой или треугольником.

При соединении звездой концы обмоток X, Y, Z объединяют в общий узел N, называемый нейтральной точкой генератора, потенциал которой принимают равной нулю (рис. 4.3). Провода, идущие к приемникам от начала A, B, C фаз, называются линейными. От нейтральной точки генератора может быть выведен нейтральный провод.

Рис. 4.3

При соединении обмоток генератора треугольником начало одной фазы соединяют с концом другой: BсX, CсY, AсZ, обмотки при этом образуют замкнутый контур, в котором действуют три ЭДС (рис. 4.4). Из общих точек A, B, C выводятся провода к приемнику.

Рис 4.4

4.3. Схема соединения звезда – звезда с нейтральным проводом (рис. 4.5)

Рис. 4.5

В этой системе нейтральная точка n приемника соединен с нейтральной точкой N генератора, и потенциалы обеих точек будут равны нулю (конечно, если сопротивлением нейтрального провода можно пренебречь). Фазные напряжения приемника в этой схеме равны фазным напряжениям генератора:

; ;

Соответственно равны и линейные напряжения генератора и приемника. Таким образом к приемнику, фазы которого соединены звездой с нейтральным проводом, подводятся два напряжения: фазное и линейное. При этом токи в фазах рассчитываются по законам Ома:

; ; .

Ток в нейтральном проводе равен сумме токов трех фаз. По первому закону Кирхгофа:

4.4. Схема соединения звезда – звезда без нейтрального провода (рис. 4.6).

Рис 4.6

В общем случае при такой схеме соединения потенциал нейтральной точки приемника уже не равен нулю. Его можно найти методом двух узлов (n и N). В комплексной форме напряжение между двумя узлами, называемое смещением нейтрали, будет равно:

где – комплексные проводимости фаз приемника.

Из-за смещения нейтрали фазные напряжения приемника не равны фазным напряжениям генератора:

; ;

Токи в фазах рассчитывается по закону Ома:

;

;

.

При изменении нагрузки одной из фаз фазное напряжение изменяется не только в этой фазе, но и в других.

Наглядное представление о токах, напряжениях и фазных соотношениях дают векторные диаграммы токов, совмещенных с топографическими диаграммами напряжений (рис. 4.7 для схемы звезда – звезда с нейтральным проводом и рис. 4.8 для той же схемы звезда – звезда, только без нейтрального провода).

Рис 4.7

Рис. 4.8

4.5. Схема соединения треугольником

Топографическая диаграмма линейных напряжений, как и для схемы, соединение звездой, представляет собой замкнутый треугольник. Векторную диаграмму токов строят совмещенной с топографической диаграммой напряжения. Начинают строить с фазных токов , сдвига по фазе которых относительно фазных напряжений определяют комплексные сопротивления фаз. После этого строят векторы линейных токов (линейные и фазные токи связаны между собой первым законом Кирхгофа). Характер совмещенных топографической и векторной диаграмм для различных условий фазных нагрузок и режимов работы приведены ниже.

Наташа

Автор

Наташа — контент-маркетолог и блогер, но все это не мешает ей оставаться адекватным человеком. Верит во все цвета радуги и не верит в теорию всемирного заговора. Увлекается «нефрохиромантией» и тайно мечтает воссоздать дома Александрийскую библиотеку.

Другие статьи


Похожая информация


Распродажа дипломных

Скидка 30% по промокоду Diplom2020

А ты боишься COVID-19?

Пройди опрос и получи промокод