Меню

Реферат электрические цепи трехфазного тока при

Трехфазные электрические цепи

Широкое распространение в современной электротехнике трехфазных цепей объясняется рядом их технико-экономических преимуществ в сравнении с однофазными и другими многофазными цепями. Главными из этих преимуществ являются: 1) экономичность передачи электрической энергии; 2) простота получения кругового вращающего магнитного поля, необходимого для работы трехфазных асинхронных двигателей; 3… Читать ещё >

  • электротехника- хотунцев ю.л.

Трехфазные электрические цепи ( реферат , курсовая , диплом , контрольная )

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ

Современные электрические системы, состоящие из генераторов электрических станций, трансформаторов, линий передач электрической энергии и распределительных сетей, представляют собой в подавляющем числе случаев трехфазные системы переменного тока.

Трехфазные системы — частный случай многофазных систем. Многофазной системой называется совокупность электрических цепей, в которых действуют синусоидальные ЭДС одинаковой частоты, отличающиеся одна от другой по фазе и созданные одним источником энергии электрического тока (генератором). Каждая из цепей многофазной системы называется фазой (не смешивать с начальной или текущей фазой ЭДС, напряжения, тока). В зависимости от числа фаз, входящих в многофазную систему, цепи, бывают двухфазными, трехфазными, шестифазными и т. д. В трехфазной системе три синусоидальные ЭДС отстоят одна от другой по фазе на 2/3 я.

Широкое распространение в современной электротехнике трехфазных цепей объясняется рядом их технико-экономических преимуществ в сравнении с однофазными и другими многофазными цепями. Главными из этих преимуществ являются: 1) экономичность передачи электрической энергии; 2) простота получения кругового вращающего магнитного поля, необходимого для работы трехфазных асинхронных двигателей; 3) возможность получения в одной установке двух различных эксплуатационных напряжений — фазного и линейного.

К основным элементам трехфазной цепи относятся: трехфазный генератор, в котором механическая энергия преобразуется в электрическую, с трехфазной системой ЭДС; линии передач электрической энергии с трансформаторными подстанциями и другим оборудованием; распределительные сети с потребителями электрической энергии, которые могут быть как однофазными, так и трехфазными.

Рассмотрим устройство и принцип действия трехфазного генератора. Схематическое изображение трехфазного генератора дано на рисунке 5.1 .Г.

Рис. 5.1.1.

Рис. 5.1.1.

Неподвижная часть генератора I называется статором, подвижная часть — ротором. Статор набран из листов электротехнической стали. На внутренней поверхности статора делаются пазы, в которых располагаются обмотки (катушки) фаз генератора. Каждая фаза обмотки генератора на рисунке 5.1.1 условно изображена одним витком. Плоскости витков фаз генератора сдвинуты в пространстве относительно друг друга на угол 120°. Начала фаз обмоток генератора обозначаются буквами А, В, С, концы — X, У, Z.

Ротор 2 представляет собой электромагнит. Обмотка ротора присоединена к кольцам, изолированным друг от друга и от вала генератора. На кольца накладывают щетки, соединенные электрическими проводами с источником постоянного тока, вследствие чего создается постоянная полярность полюсов ротора. Специальная форма полюсных наконечников ротора обеспечивает синусоидальное распределение магнитной индукции в воздушном зазоре,.

* Более подробное описание устройства и принципа дейсствия трехфазного генератора см. в гл. 6 [https://referat.bookap.info, 24].

что, в свою очередь, определяет гармонический закон измерения ЭДС фаз генератора (см. § 6.17). При равномерном вращении ротора силовые линии магнитного поля пересекают неподвижные витки обмоток фаз, и в них в соответствии с законом электромагнитной индукции наводятся периодически изменяющиеся ЭДС одинаковой частоты, но отличающиеся по фазе на угол 120° вследствие их пространственного смещения.

На схемах обмотку статора трехфазного генератора условно изображают так, как показано на рисунке 5.1.2.

Рис. 5.1.2.

Для проведения анализа режима работы и расчета трехфазных электрических цепей необходимо определить положительное направление ЭДС. За положительное направление ЭДС в каждой фазе принимают направление от конца к началу фазы. Система, в которой ЭДС фаз генератора имеют одинаковую ам плит>’ду и сдвинуты по фазе относительно друг друга на 2/3 п называется симметричной. В дальнейшем рассматриваются только симметричные системы ЭДС.

Пусть ЭДС каждой фазы меняется по закону синуса. Принимая ЭДС фазы, А за исходную и считая ее начальную фазу равной нулю, можно написать выражения для мгновенных значений ЭДС в следующем виде:

Трехфазные электрические цепи.

Графики мгновенных значений eA(t), eB(t), ec(t) показаны на рисунке 5.1.3.

Рис. 5.1.3.

Учитывая, что действительные функции eA(l), eB(I), ec(t) можно рассматривать как мнимые части соответствующих комплексных представлений гармонических колебаний [см. формулу (1.3.8)], получим выражения для мгновенных значений’ЭДС в следующем виде:

Трехфазные электрические цепи.

комплексные амплитуды фазных ЭДС. Разделив в уравнениях (5.1.3) правую и левую части на -^2, получим уравнения комплексных действующих значений фазных ЭДС:

Трехфазные электрические цепи.

При этом следует иметь в виду:

Трехфазные электрические цепи.

Векторная диаграмма трехфазной симметричной системы ЭДС показана на рисунке 5.1.4.

Рис. 5.1.4.

Рис. 5.1.4.

Система ЭДС описанная уравнениями (5.1.4), называется системой прямой последовательности. Векторная диаграмма фазных ЭДС прямой последовательности приведена на рисунке 5.1.4,а. При изменении направления вращения ротора последовательность фаз ЭДС изменится и будет обратной. Векторная диаграмма фазных ЭДС обратной последовательности дана на рисунке 5.1.4,б. Еще раз заметим, что, как это следует из уравнения (5.1.5) и рисунков 5.1.3 и 5.1.4, для симметричной трехфазной системы в любой момент времени векторная сумма ЭДС всех фаз равна нулю.

Последовательность фаз, как будет показано далее, определяет направление вращения роторов трехфазных двигателей, ее также надо учитывать при включении трехфазных генераторов на параллельную работу.

Если фазы обмоток статора не соединены между собой, то они образуют несвязанную трехфазную цепь (рис. 5.1.5).

Рис. 5.1.5.

Рис. 5.1.5.

Несвязанные цепи не получили распространения вследствие их неэкономичности (большое число проводов, возможность иметь только одно рабочее напряжение).

Более совершенными являются связанные цепи, в которых фазы обмоток генератора электрически соединены между собой. Фазы обмоток могут быть соединены в звезду (Л) или треугольник (Л). Эти соединения были разработаны и внедрены в практику в 90-х годах прошлого века выдающимся русским электротехником М.О.Доливо-Добровольским. Им же были разработаны конструкции трехфазных двигателей и трехфазных трансформаторов.

Источник



Трехфазные электрические цепи

Частный случай многофазных электрических систем, представляющих собой совокупность электрических цепей, в которых действуют ЭДС одинаковой частоты, сдвинутые по фазе относительно друг друга на определенный угол. Источники трехфазного напряжения.

Рубрика Физика и энергетика
Вид статья
Язык русский
Дата добавления 30.03.2017
Размер файла 103,0 K
  • посмотреть текст работы
  • скачать работу можно здесь
  • полная информация о работе
  • весь список подобных работ

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Трехфазные электрические цепи

Трехфазная цепь является частным случаем многофазных электрических систем, представляющих собой совокупность электрических цепей, в которых действуют ЭДС одинаковой частоты, сдвинутые по фазе относительно друг друга на определенный угол. Отметим, что обычно эти ЭДС, в первую очередь в силовой энергетике, синусоидальны. Однако, в современных электромеханических системах, где для управления исполнительными двигателями используются преобразователи частоты, система напряжений в общем случае является несинусоидальной. Каждую из частей многофазной системы, характеризующуюся одинаковым током, называют фазой, т.е. фаза — это участок цепи, относящийся к соответствующей обмотке генератора или трансформатора, линии и нагрузке.

Таким образом, понятие «фаза» имеет в электротехнике два различных значения:

· фаза как аргумент синусоидально изменяющейся величины;

· фаза как составная часть многофазной электрической системы.

Читайте также:  Что будет если поставить акб с меньшим пусковым током

Разработка многофазных систем была обусловлена исторически. Исследования в данной области были вызваны требованиями развивающегося производства, а успехам в развитии многофазных систем способствовали открытия в физике электрических и магнитных явлений.

Важнейшей предпосылкой разработки многофазных электрических систем явилось открытие явления вращающегося магнитного поля (Г. Феррарис и Н. Тесла, 1888 г.). Первые электрические двигатели были двухфазными, но они имели невысокие рабочие характеристики. Наиболее рациональной и перспективной оказалась трехфазная система, основные преимущества которой будут рассмотрены далее. Большой вклад в разработку трехфазных систем внес выдающийся русский ученый-электротехник М.О. Доливо-Добровольский, создавший трехфазные асинхронные двигатели, трансформаторы, предложивший трех- и четырехпроводные цепи, в связи с чем по праву считающийся основоположником трехфазных систем.

Источником трехфазного напряжения является трехфазный генератор, на статоре которого (см. рис. 1) размещена трехфазная обмотка. Фазы этой обмотки располагаются таким образом, чтобы их магнитные оси были сдвинуты в пространстве друг относительно друга на эл. рад. На рис. 1 каждая фаза статора условно показана в виде одного витка. Начала обмоток принято обозначать заглавными буквами А,В,С, а концы- соответственно прописными x,y,z. ЭДС в неподвижных обмотках статора индуцируются в результате пересечения их витков магнитным полем, создаваемым током обмотки возбуждения вращающегося ротора (на рис. 1 ротор условно изображен в виде постоянного магнита, что используется на практике при относительно небольших мощностях). При вращении ротора с равномерной скоростью в обмотках фаз статора индуцируются периодически изменяющиеся синусоидальные ЭДС одинаковой частоты и амплитуды, но отличающиеся вследствие пространственного сдвига друг от друга по фазе на рад. (см. рис. 2). электрический многофазный напряжение

Трехфазные системы в настоящее время получили наибольшее распространение. На трехфазном токе работают все крупные электростанции и потребители, что связано с рядом преимуществ трехфазных цепей перед однофазными, важнейшими из которых являются:

— экономичность передачи электроэнергии на большие расстояния;

— самым надежным и экономичным, удовлетворяющим требованиям промышленного электропривода является асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором;

— возможность получения с помощью неподвижных обмоток вращающегося магнитного поля, на чем основана работа синхронного и асинхронного двигателей, а также ряда других электротехнических устройств;

— уравновешенность симметричных трехфазных систем.

Для рассмотрения важнейшего свойства уравновешенности трехфазной системы, которое будет доказано далее, введем понятие симметрии многофазной системы.

Система ЭДС (напряжений, токов и т.д.) называется симметричной, если она состоит из m одинаковых по модулю векторов ЭДС (напряжений, токов и т.д.), сдвинутых по фазе друг относительно друга на одинаковый угол . В частности векторная диаграмма для симметричной системы ЭДС, соответствующей трехфазной системе синусоид на рис. 2, представлена на рис. 3.

Из несимметричных систем наибольший практический интерес представляет двухфазная система с 90-градусным сдвигом фаз (см. рис. 4).

Все симметричные трех- и m-фазные (m>3) системы, а также двухфазная система являются уравновешенными. Это означает, что хотя в отдельных фазах мгновенная мощность пульсирует (см. рис. 5,а), изменяя за время одного периода не только величину, но в общем случае и знак, суммарная мгновенная мощность всех фаз остается величиной постоянной в течение всего периода синусоидальной ЭДС (см. рис. 5,б).

Уравновешенность имеет важнейшее практическое значение. Если бы суммарная мгновенная мощность пульсировала, то на валу между турбиной и генератором действовал бы пульсирующий момент. Такая переменная механическая нагрузка вредно отражалась бы на энергогенерирующей установке, сокращая срок ее службы. Эти же соображения относятся и к многофазным электродвигателям.

Если симметрия нарушается (двухфазная система Тесла в силу своей специфики в расчет не принимается), то нарушается и уравновешенность. Поэтому в энергетике строго следят за тем, чтобы нагрузка генератора оставалась симметричной.

Схемы соединения трехфазных систем

Трехфазный генератор (трансформатор) имеет три выходные обмотки, одинаковые по числу витков, но развивающие ЭДС, сдвинутые по фазе на 120°. Можно было бы использовать систему, в которой фазы обмотки генератора не были бы гальванически соединены друг с другом. Это так называемая несвязная система. В этом случае каждую фазу генератора необходимо соединять с приемником двумя проводами, т.е. будет иметь место шестипроводная линия, что неэкономично. В этой связи подобные системы не получили широкого применения на практике.

Для уменьшения количества проводов в линии фазы генератора гальванически связывают между собой. Различают два вида соединений: в звезду и в треугольник. В свою очередь при соединении в звезду система может быть трех- и четырехпроводной.

Соединение в звезду

На рис. 6 приведена трехфазная система при соединении фаз генератора и нагрузки в звезду. Здесь провода АА’, ВВ’ и СС’ — линейные провода.

Линейным называется провод, соединяющий начала фаз обмотки генератора и приемника. Точка, в которой концы фаз соединяются в общий узел, называется нейтральной (на рис. 6 N и N’ — соответственно нейтральные точки генератора и нагрузки).

Провод, соединяющий нейтральные точки генератора и приемника, называется нейтральным (на рис. 6 показан пунктиром). Трехфазная система при соединении в звезду без нейтрального провода называется трехпроводной, с нейтральным проводом — четырехпроводной.

Все величины, относящиеся к фазам, носят название фазных переменных, к линии — линейных. Как видно из схемы на рис. 6, при соединении в звезду линейные токи и равны соответствующим фазным токам. При наличии нейтрального провода ток в нейтральном проводе

Если система фазных токов симметрична, то . Следовательно, если бы симметрия токов была гарантирована, то нейтральный провод был бы не нужен. Как будет показано далее, нейтральный провод обеспечивает поддержание симметрии напряжений на нагрузке при несимметрии самой нагрузки.

Поскольку напряжение на источнике противоположно направлению его ЭДС, фазные напряжения генератора (см. рис. 6) действуют от точек А,В и С к нейтральной точке N; — фазные напряжения нагрузки.

Линейные напряжения действуют между линейными проводами. В соответствии со вторым законом Кирхгофа для линейных напряжений можно записать

Отметим, что всегда

— как сумма напряжений по замкнутому контуру.

На рис. 7 представлена векторная диаграмма для симметричной системы напряжений. Как показывает ее анализ (лучи фазных напряжений образуют стороны равнобедренных треугольников с углами при основании, равными 300), в этом случае

Обычно при расчетах принимается

Тогда для случая прямого чередования фаз

(при обратном чередовании фаз фазовые сдвиги у и меняются местами). С учетом этого на основании соотношений (1) …(3) могут быть определены комплексы линейных напряжений. Однако при симметрии напряжений эти величины легко определяются непосредственно из векторной диаграммы на рис. 7. Направляя вещественную ось системы координат по вектору (его начальная фаза равна нулю), отсчитываем фазовые сдвиги линейных напряжений по отношению к этой оси, а их модули определяем в соответствии с (4). Так для линейных напряжений и получаем:

Соединение в треугольник

В связи с тем, что значительная часть приемников, включаемых в трехфазные цепи, бывает несимметричной, очень важно на практике, например, в схемах с осветительными приборами, обеспечивать независимость режимов работы отдельных фаз. Кроме четырехпроводной, подобными свойствами обладают и трехпроводные цепи при соединении фаз приемника в треугольник. Но в треугольник также можно соединить и фазы генератора (см. рис. 8).

Для симметричной системы ЭДС имеем

Читайте также:  Приложение замера тока зарядки

Таким образом, при отсутствии нагрузки в фазах генератора в схеме на рис. 8 токи будут равны нулю. Однако, если поменять местами начало и конец любой из фаз, то и в треугольнике будет протекать ток короткого замыкания. Следовательно, для треугольника нужно строго соблюдать порядок соединения фаз: начало одной фазы соединяется с концом другой.

Схема соединения фаз генератора и приемника в треугольник представлена на рис. 9.

Очевидно, что при соединении в треугольник линейные напряжения равны соответствующим фазным. По первому закону Кирхгофа связь между линейными и фазными токами приемника определяется соотношениями

Аналогично можно выразить линейные токи через фазные токи генератора.

На рис. 10 представлена векторная диаграмма симметричной системы линейных и фазных токов. Ее анализ показывает, что при симметрии токов

В заключение отметим, что помимо рассмотренных соединений «звезда — звезда» и «треугольник — треугольник» на практике также применяются схемы «звезда — треугольник» и «треугольник — звезда».

Литература

1. Основы теории цепей: Учеб. для вузов /Г.В. Зевеке, П.А. Ионкин, А.В. Нетушил, С.В. Страхов. -5-е изд., перераб. -М.: Энергоатомиздат, 1989. -528с.

2. Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники: Электрические цепи. Учеб. для студентов электротехнических, энергетических и приборостроительных специальностей вузов. -7-е изд., перераб. и доп. -М.: Высш. шк., 1978. -528с.

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Трехфазная цепь как совокупностью трех электрических цепей, в которых действуют синусоидальные ЭДС одинаковой частоты, сдвинутые относительно друг друга по фазе на 120o, создаваемые общим источником. Общая характеристика используемого генератора.

контрольная работа [754,3 K], добавлен 25.07.2013

Основные элементы трехфазных электрических цепей. Трехфазный источник электрической энергии. Анализ электрических цепей при соединении трехфазного источника и приемника по схемам «звезда» с нулевым проводом и «треугольник». Расчет и измерение мощности.

презентация [742,4 K], добавлен 25.07.2013

Основные элементы трехфазных электрических цепей, а также напряжение между фазными выводами. Анализ электрических цепей при соединении трехфазного источника и приемника по схеме «звезда» с нулевым проводом. Соединение приемника по схеме «треугольник».

презентация [742,4 K], добавлен 22.09.2013

Электрическая цепь как совокупность элементов и устройств, предназначенных для прохождения тока. Напряжения и токи в них. Линейные электрические цепи и принцип наложения. Понятия двухполюсника и четырехполюсника. Элементы электрических цепей и их свойства

реферат [55,8 K], добавлен 10.03.2009

Решение задач: линейные электрические цепи постоянного и синусоидального тока и трехфазные электрические цепи синусоидального тока. Метод контурных токов и узловых потенциалов. Условия задач, схемы электрических цепей, поэтапное решение и проверка.

курсовая работа [86,5 K], добавлен 23.10.2008

Анализ электрического состояния линейных и нелинейных электрических цепей постоянного тока. Расчет однофазных и трехфазных линейных электрических цепей переменного тока. Переходные процессы в электрических цепях, содержащих конденсатор и сопротивление.

курсовая работа [4,4 M], добавлен 14.05.2010

Основные элементы электрической цепи, источник ЭДС и источник тока. Линейные цепи постоянного тока, применение законов Кирхгофа. Основные соотношения в синусоидальных цепях: сопротивление, емкость, индуктивность. Понятие о многофазных электрических цепях.

курс лекций [1,2 M], добавлен 24.10.2012

Источник

Реферат: Электрические трехфазные цепи

Электрические трехфазные цепи.

1. Получение трехфазной системы Э.Д.С.

Трехфазная система электрических цепей представляет собой совокупность электрических цепей, в которых действуют три синусоидальные Э.Д.С. одной и той же частоты, сдвинутые друг относительно друга по фазе и создаваемые общим источником питания.

Если все три Э.Д.С. равны по значению и сдвинуты по фазе на 120 0 по отношению друг к другу, то такая система Э.Д.С. называется симметричной.

Часть трехфазной системы электрических цепей, в которой может протекать один из токов трехфазной системы, называется фазой. Фазой является обмотка генератора, в которой индуцируется Э.Д.С. и приемник, присоединенный к этой обмотке.

Трехфазная система Э.Д.С. создается трехфазными генераторами. В неподвижной части генератора (статоре) размещают три обмотки, сдвинутые в пространстве на 120 0 . Это фазные обмотки, или фазы, которые обозначают А,В,С, концы обмоток обозначают X,Y,Z. На вращающейся части генератора (роторе) располагают обмотку возбуждения, которая питается от источника постоянного тока. Так обмотки возбуждения создают магнитный поток Фо , постоянный (неподвижный) относительно ротора, но вращающийся вместе с частотой n. Вращение ротора осуществляется каким-либо двигателем.

При вращении ротора, вращающийся вместе с ним магнитный поток пересекает проводники обмотки статора (А-X, B-Y, C-Z) и индуцирует в них синусоидальные Э.Д.С.

LB = Em sin (Wt — )

LC = Em sin (Wt + )

2. Соединение приемников электрической

энергии в «звезду».

При использовании трехфазных систем питания трехфазных потребителей электроэнергии соединение фаз источника и потребителя выполняется обычно по схеме «звезда» или «треугольник».

При соединении фаз трехфазного источника питания или потребителя энергии «звездой» концы фаз источника X, Y, Z или приемника x, y, z объединены в общую нейтральную точку N, а начала фаз подключаются к соответствующим линейным проводам.

Напряжения Ua , Ub , Uc , действующие между началами и концами фаз, являются его фазными напряжениями. Напряжения Uab , Ubc , Uca , действующие между началами фаз потребителя, являются линейными напряжениями.

При соединении в звезду справедливо равенство линейных и фазных токов, m. In = If ; IA = Ia ; IC = Ic .

Для симметричной трехфазной цепи и для трехфазной четырехпроводной цепи. Номинальное (линейное) напряжение в раз больше фазного. , т.е. ; ; .

Токи в фазах определяют по закону Ома для цепей переменного тока:

; ; ;

Активная Р, реактивная Q и полная мощности потребителя электрической энергии определяют как сумму соответствующих фазных мощностей

В трехфазной четырехпроводной цепи ток в нейтральном проводе определяется на основании первого закона Кирхгофа IN = Ia + Ib + Ic , как векторная сумма фазных токов. При несимметричной нагрузке обрыв нулевого провода (ZN =¥) вызывает значительное изменение токов и фазных напряжений, что в большинстве случаев недостижимо. Поэтому в нулевой провод предохранители не устанавливают.

При наличии нулевого провода фазные напряжения будут одинаковы UA = UB = UC .

3. Соединение приемников электрической

энергии в «треугольник».

Соединение, при котором начало одной фазы потребителя электроэнергии (или источника питания) соединяется с концами другой его фазы, начало которой соединено с концом третьей фазы, а начало третьей фазы – с концом первой фазы (при этом начала всех фаз подключаются к соответствующим линейным проводам), называется треугольником. При соединении «треугольником» фазные напряжения оказываются равными линейным Uф = Uл. При симметричной системе питания Uab =Ubc =Uca =UAB =UBC =UCA =Uф =Uл . При симметричной нагрузке линейные токи в раз больше фазных: Iл = .

При несимметричной нагрузке линейные токи равны векторной разности фазных токов соединенных с данным линейным проводом: IA = Iab – Ica ; IB = Ibc – Iab ; IC = Ica – Ibc .

Методические указания к решению задач 1 и2.

Решение задач этой группы требует знания учебного материала «Трехфазные электрические цепи». Е.С. Попов Теоретическая электротехника, 12.1 – 12.12. А.Г. Морозов. Электротехника, электроника и техника 4.1 — 4.5.

Иметь представление об особенностях соединения источников и потребителей в «звезду» и «треугольник», соотношения между линейными и фазными токами и напряжениями, а также умения рассчитывать нагрузку фазы и строить векторные диаграммы при симметричной и несимметричной нагрузках. Для пояснения методики решения задач на трехфазные цепи рассмотрим примеры решения задач.

Задача 1. Варианты 1 – 10.

В трехфазную четырехпроводную сеть включили звездой несимметрич-ную нагрузку: в фазу А – индуктивный элемент с индуктивностью La = 31,8 мГн, f = 50 Гц в фазу В – резистор с сопротивлением Rb = 8 ом, и емкостный элемент с емкостью Ccb = 530 мкф, в фазу С – резистор С, сопротивления Rc = 5 ом. Линейное напряжение сети Uном = 380 В. Определить фазные токи Ia , Ib , Ic , активную мощность цепи Р, реактивную мощность Q, полную мощность S. Построить векторную диаграмму токов и напряжений .

Читайте также:  Как определить номинал трансформатора тока

1. Определяем фазные напряжения:

В четырехпроводной цепи при любой нагрузке фаз выполняется соотношение

В

2. Определяем сопротивление индуктивного элемента

XLA = 2 pf La = 2×3.14 × 50 × 31.8 × 10 -3 = 100 M

3. Определяем сопротивление емкостного элемента в фазе В:

OM

4. Определяем полное сопротивление в фазе в:

Ом

5. Находим фазные токи, применяя закон Ома для участка цепи:

; ;

6. Определяем активную мощность фазы «а»:

7. Определяем активную мощность фазы «в»:

Вт

8. Определяем активную мощность фазы «с»:

Вт

9. Активная мощность трехфазной цепи равна:

10. Определяем реактивную мощность в фазе а:

вар

11. Определяем реактивную мощность фазы в:

вар

12. Реактивная мощность цепи:

Q=Qa +Qb +Qc ; Qc =0 , так как в фазе с нет реактивных элементов.

13. Полная мощность трехфазной цепи равна:

В × А= 13,7 кВа

Построение векторной диаграммы начинаем с построения векторов фазных напряжений, откладывая их относительно друг друга под углом 120 0 .

Векторная диаграмма строится в масштабе.

Для построения векторной диаграммы необходимо определить сдвиг фаз между током и напряжением в каждой фазе.

В фазе «а» включена катушка индуктивности угол , напряжение определяет ток на 90 , т.е. вектор напряжения вращается против часовой стрелки. Фаза «в» носит активно-емкостный характер, т.е. ток опережает напряжение на угол jb , который определяет через синус или тангенс

; jb =argsin 0.6

Вектор напряжения Vв вращается по часовой стрелке. Фаза «с» носит активный характер: сдвиг фаз между током и напряжением равен нулю, jl =0. Векторы тока и напряжения совпадают по фазе.

Откладываем токи и определяем ток в нейтральном проводе как векторную сумму фазных токов:

IN =mI – умножив на длину отрезка.

Задача 1 1 (Варианты 11 – 20).

По заданной векторной диаграмме для трехфазной цепи определить характер сопротивления во всех фазах (активное R, индуктивное Н, емкостное С, смешанное), вычислить значения каждого сопротивления и начертить схему присоединения сопротивлений к сети. Сопротивления соединены «звездой». Закончить построение векторной диаграммы и определить ток в нулевом проводе. Определить активную Р, реактивную Q и полную мощность S трехфазной цепи. Ua = Ub = Uc = Uф = 220 В.

Зная напряжение и силу тока определяем полные сопротивления фаз, применяя закон Ома:

Ом. Зная, что cos , а sin , определяем

Ом

Ом

В фазе «в» векторы тока и напряжения совпадают, , цепь носит активный характер .

В фазе «с» угол j= -90 о , цепь носит емкостный характер, т.е. включен конденсатор .

Чертим схему электрической цепи.

Активная мощность всей цепи: Р = Ра + Рв + Рс

P=10 2 ×19+20 2 ×11+0=1900+4400=6300 Вт=6,3 кВт

Реактивная мощность всей цепи Q = Qa + Qb + Qc

вар =3,3 квар

Определяем полную мощность трехкратной цепи.

Задача 2. (Варианты 1 – 10).

По заданной векторной диаграмме определить характер сопротивления (R, L, C, смешанное), вычислить значение каждого сопротивления и начертить схему присоединения к сети. Сопротивления соединены треугольником. Закончить построение векторной диаграммы показав на ней векторы линейных токов IA , IB , IC . Определить активную Р, реактивную Q и полную мощность S.7

Аналогично предыдущей задаче определяем значение сопротивлений. Отличие заключается в том, что все величины обозначаются двумя индексами: Zab , Zbc , Zca и т.д.

В фазе «ав» векторы тока и напряжения совпадают по фазе , j=0, значит включен резистор .

В фазе «вс» j= -45 о , значит ток опережает напряжение на угол 45 0 и цепь носит активно-емкостный характер (включен редуктор R и конденсатор С). Определяем

В фазе «са» jca =30 o , цепь носит активно-индуктивный характер

Ом

Ом

Чертим схему электрической цепи.

Активная мощность Р = Рса + Рав + Рвс . Реактивная мощность Q = Qbc + Qca

Полная мощность S =

Выполняем векторную диаграмму в масштабе, задаваясь масштабом по току и записываем уравнения по 1-му закону Кирхгофа в векторной форме: IA = Iab — Ica

Вычитание заменяем сложением, например IA = Iab + (- Ica ), т.е. к вектору Iab прибавляем вектор Ica , направленный в противоположную сторону вектору Ica и т.д. Умножив длины отрезков линейных токов на масштаб, определяем действующие значения линейных токов.

Задача 2 1 (варианты 11 – 20).

На вход трехфазной цепи поданы линейные напряжения UAB =UDC =UCF UЛ =390 B

Известны сопротивления фаз: Xcab =9 Ом; Rad =12 Ом, XLbc =5 Ом, Rbc =12 Ом. Определить сопротивления фаз, фазные токи, активную Р, реактивную Q, полную S мощности, построить векторную диаграмму и по векторной диаграмме определить линейные токи.

1. Определяем полные сопротивления фаз:

Фаза «ав» Zab = Ом

Фаза «вс» Ом

2. Определяем фазные токи:

Iab = A;

A; A

3. Определяем активную мощность

4. Определяем реактивную мощность:

5. Определяем полную мощность S = kBt

6. Для построения векторной диаграммы необходимо определить сдвиг фаз между токами и напряжениями каждой фазы:

Фаза ав: sin ; jab =arcsin 0.6=36 o 53`

Фаза вс: sin jbc =; jbc =arcsin 0.384=22 o 35`

Строим векторную диаграмму, откладывая под углом 120 0 векторы фазных напряжений UAB , UBC , UCA .

Откладываем векторы фазных токов относительно фазных напряжений под соответствующими углами. Для определения линейных токов записываем уравнения: , , и достраиваем векторную диаграмму токов, прибавляя к соответствующим фазным токам из уравнения токи противоположного направления. Векторная диаграмма строится в масштабе. Определив длину отрезка линейного тока и умножив на масштаб по току, определяют значения линейных токов.

Источник

Электрические трехфазные цепи — реферат по прочим предметам

Тезисы:

  • Смотреть на рефераты похожие на «Электрические трехфазные цепи».
  • Чертим схему электрической цепи.
  • Для симметричной трехфазной цепи и для трехфазной четырехпроводной цепи.
  • Для пояснения методики решения задач на трехфазные цепи рассмотрим примеры решения задач.
  • Определить активную Р, реактивную Q и полную мощность S трехфазной цепи.
  • Активная мощность трехфазной цепи равна.
  • Полная мощность трехфазной цепи равна.
  • На вход трехфазной цепи поданы линейные напряжения UAB =UDC =UCF.
  • Получение трехфазной системы Э.Д.С.
  • Трехфазная система Э.Д.С. создается трехфазными генераторами.

Похожие работы:

734 Кб / 70 стр / 8043 слов / 52030 букв / 19 мая 2010

994 Кб / 19 стр / 653 слов / 3869 букв / 2 окт 2013

2 Мб / 69 стр / 11966 слов / 81792 букв / 7 окт 2014

2 Мб / 31 стр / 2767 слов / 17409 букв / 29 июл 2019

460 Кб / 8 стр / 646 слов / 3547 букв / 3 мар 2015

279 Кб / 12 стр / 789 слов / 4019 букв / 4 ноя 2016

428 Кб / 27 стр / 1968 слов / 13523 букв / 17 июл 2013

274 Кб / 13 стр / 373 слов / 2416 букв / 26 мар 2019

124 Кб / 19 стр / 2125 слов / 14519 букв / 16 дек 2001

67 Кб / 25 стр / 1557 слов / 7876 букв / 9 янв 2020

Актуальные рефераты по прочим предметам

Электронная библиотека студента StudentLib.com © 2016-2020

На этой странице Вы можете скачать бесплатно реферат по прочим предметам на тему «Электрические трехфазные цепи»

Источник