Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники. Электрические цепи (1996) (1092093), страница 38
Текст из файла (страница 38)
Во-вторых, ЭДС, наводимые в петлях провода линии для прямой и обратной последовательностей, представляют собой геометрическую сумму ЭДС, наводимых сдвинутыми по фазе на 120 токами в линейных проводах, тогда как ЭДС, наводимые в петлях проводов линии для нулевой последовательности, созданы совпадающими по фазе токами нулевой последовательности. В трехфазном трехстержневом трансформаторе (магнитная система его изображена на рис. 6.29) сопротивление иа фазу для нулевой последовательности Яо, не равно сопротивлению на фазу для прямой последовательности 21„но 71, = Лз„где 2~, — сопротивление на фазу для обратной последовательности.
Объясняется это главным образом тем, что магнитные потоки нулевой последовательности Фо всех трех фаз находятся в фазе и поэтому не могут замыкаться по соседним стержням магнитной системы и замыкаются по воздуху (рис. 6.29). Магнитные потоки трех фаз прямой Ф, и соответственно обратной последовательностей по фазе сдвинуты на !20 ' н поэтому могут замыкаться по соседним стержням магнитной системы.
Так как магнитное сопротивление по пути в воздухе много больше магнитного сопротивления по пути в стали, то при одинаковых токах нулевой и прямой последовательностей Фр сФг Поэтому Ло,(Х~,. Еще большее различие имеют сопротивления прямой 2~„, обратной Х~д н нулевой Уо последовательностей асинхронного двигателя. 202 Если к выходным зажимам трехфазного асинхронного двигателя (см. Рис.
б.27) повременно подвести напряжения прямой, нулевой и обратной последовательноеи фаз, то входное сопротивление на фазу двигателя для прямой последовательти Я, не будет равно входному сопротивлению на фазу для обратной последовальности Лз„и оба они будут отличны от входного сопротивления для нулевой последовательности Х.о„. Разберем, чем это об.ьясняется. Под действием напряжения прямой последовательности в двигателе создается круговое вращающееся магнитное поле. Оно увлекает за собой ротор двигателя. ротор вращается с угловой частотой ьр Система напряжений обратной последоваельности также создает круговое вращающееся поле, но направление вращения его обратно направлению вращения поля прямой последовательности.
Система напряжений нулевой последовательности вращающегося магнитного поля не создает. Вокруг статорных обмоток ею создаются пульсирующие потоки, замыкающиеся по воздушному зазору между статором и ротором, подобно тому как в трехстержневом трехфазном трансформаторе (рис. 6.29) потоки от нулевой последовательности, выходя из сердечника, замыкались по воздуху. Входное сопротивление на фазу двигателя для данной последовательности зависит не только от активного и реактивного сопротивлений фазы статорной обмотки, но и от активного и реактивного сопротивлений роторной обмотки [ подобно тому как в трансформаторе входное сопротивление определяется не только собственным сопротивлением первичной обмотки, ион сопротивлением, вносимым вторичной обмоткой (см.
ф 3.39)). Индуктивное сопротивление фазы ротора прямо пропорционально частоте. ЭДС прямой последовательности создают в роторе токи частоты (ы — ы ), чтосоставляет примерноот0 02до005в, тогда как токи ротора от обратно вращающегося поля имеют частотуы+ы ~(!,98 —:1,95)ы. Так как частоты токов в роторе, создаваемые прямой и обратной последовательностями, различны, то различны и входные сопротивления на фазу для прямой (Х~ ) и обратной (Л, „) последовательностей. Магнитные потоки нулевойпоследовательйости фаз замыкаются, минуя ротор, а потоки прямой и обратной последовательностей фаз проходят через ротор.
При одном и том же токе прямой и нулевой последовательностей соответствующие им потоки различны. Поэтому для асинхронного двигателя Яо —,6 У~ „-6Х~„. Расчет по методу симметричных составляющих состоит в следующем. На основании принципа наложения, применимого к линейным цепям, заданный несимметричный режим работы схемы представляют как результат наложения трех симметричных режимов.
В первом симметричном режиме все токи, ЭДС и напряжения содержат только составляющие прямой последовательности фаз, а линии передач, вращающиеся машины и трехфазные трансформаторы представлены на схемах их сопротивлениями для прямой последовательности. Во втором симметричном режиме все токи, ЭДС и напряжения содержат составляющие только обратной последовательности, а машины и трансформаторы представлены их сопротивлениями обратной последовательности.
В третьем симметричном режиме все токи, ЭДС и напряжения содержат только составляющие нулевой последовательности, а машины и трансформаторы представлены соответствующими сопротивлениями нулевой последовательности. Для того чтобы от симметричной исходной схемы прийти к трем симметричным схемам, поступают следующим образом: в том месте схемы, где создается несимметРия, в схему вводят сумму трех несимметричных напряжений ()А, 08, ()с. Система этих напряжений (ЭДС) на основании теоремы компенсации заменяет три неодина"овых сопротивления, образовавшихся в месте аварии и приведших к несимметрии во всей схеме.
Далее три несимметричных напряжения в соответствии.с $6.20 Раскладывают на три симметричных, основные векторы которых 6о, (/и ()~ надлежит опРеделить. Точно так же три несимметричных тока )л, )в, lс раскладывают на трн симметричные системы токов, основные векторы которых 1о,! 0/~ следует найти. В методе симметричных составляющих неизвестными являются шесть величин: три напряжения(()о, Б,, () )итри тока(/о,!,,/ )„через которые могут быть выражены любые напряжения и токи в цепи, 203 Для определения шести неизвестных составляют шесть уравнений: по одному уравнению составляют для каждой нз трех симметричных систем; остальные тр„ уравнения записывают для того участка схемы, где создается несимметрия. Вид трех последних уравнений зависит от характера несимметрии в схеме.
Вопросы для самопроверкн 1. Дайте определение трехфазной симметричной системы ЭДС. Какими достоинствами объясняется широкое распространение систем в энергетике? 2. Что пони мают под линейным и нулевым проводами, линейными и фазовыми напряжениями и токами? 3. Как вы объясните, что напряжения, которые получают от трехфазных цепей, могут быть представлены следующим рядом: 127, 220, 380, 660 В? 4. Каковы функции нулевого провода в системе звезда — звезда при несимметричной нагруз ке?,5. При каких способах соединения генератора с нагрузкой линейный ток равняется фазовому? 6.
При каких способах соединения генератора с нагрузкой линейное напряжение равняется фазовому? 7. На распределительном щитке выведены три конца симметричной трехфазной системы ЭДС. Как определить зажимы фаз А, В, С? 8. Что понимают под активной и полной мощностями трехфазной системы? 9. Почему прн симметричной нагрузке расчет можно нести на одну фазу? 10.
Почему активную мощность трехфазной системы при наличии нулевого провода нельзя измерять с помощьк) схемы рис.6.!9? 11. Охарактеризуйте условия получения трехфазного кругового вращающегося магнитного поля, 12. Начертите кривую, по которой будет перемещаться конец вектора результирующей магнитной индукции вращающегося магнитного поля, которое образуется при обрыве фазы А трехфазной симметричной системы рис. 6.25, и. 13.
Что свойственно прямой, нулевой и обратной последовательностям фаз? 14. Как разложить несимметричную трехфазную систему на три симметричных? 15. Объясните, почему сопротивление на фазу элементов трехфазных систем (линии передачи, трехстержневого трансформатора, асинхронного двигателя) неодинаково для различных последовательностей.
16. Решите задачи 6.4; 6.13; 6.15; 6.21; 6.28. Глава седьмая ПЕРИОДИЧЕСКИЕ НЕСИНУСОИДАЛЬНЫЕ ТОНИ В ЛИНЕЙНЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЯХ ф 7.1. Определение периодических несинусоидальных токов и напряжений. Периодическими несикусоидальными токами и напряжениями называют токи и напряжения, изменяющиеся во времени по периодическому несинусоидальному закону.
Они возникают при четырех различных режимах работы электрических цепей (и при сочетаниях этих режимов): 1) когда источник ЭДС (источник тока) дает несинусоидальную ЭДС (несинусоидальный ток), а все элементы цепи — резистивные, индуктивные и емкостные — линейны, т. е. от тока не зависят; 2) если источник ЭДС (источник тока) дает синусоидальную ЭДС (синусоидальный ток), но один или несколько элементов цепи нелинейны; 3) когда источник ЭДС (источник тока) дает несинусоидальную ЭДС(несинусоидальный ток), а в состав электрической цепи входят один или несколько нелинейных элементов; 4) если источник ЭДС (тока) дает постоянную или синусоидальную ЭДС (ток), а один или несколько элементов цепи периодически изменяются во времени. 204 В данной главе рассматриваются методика расчета и особенно- и работы линейных электрических цепей при воздействии на них несинусоидальных ЭДС и токов — первый из перечисленных режимов работы.
Второй и частично третий режимы работы обсуждаются в гл. 15, четвертый — в гл. 18. ф 7.2. Изображение несинусоидальных токов и напряжений с помощью рядов Фурье. Из курса математики известно, что любую периодическую функцию ~(х) с периодом 2л, удовлетворяющую условиям Дирихле', можно разложить в ряд Фурье. Переменная величина х связана со временем 1 соотношением х=ь|=2Ы/Т, где Т вЂ” период функции во времени. Таким образом, период функции по х равен 2я, а период той же функции по времени равен Т. Ряд Фурье записывают так: ~(х) = А о+А', в1пх+А '~з1п2х+А'эз1пЗх+А'4з|п4х+ ... ...
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
