l10n1 (1274702)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

5.Трехфазные цепи переменного токаУсловия получения, передачи и потребления электрической энергии существенноулучшаются при объединении однофазных цепей в трехфазные системы.Преимущества использования трехфазных систем:1. Легко получается вращающееся магнитное поле в генераторах и двигателяхпеременного тока.2. Мгновенная мощность, которая определяет момент на валу генератора идвигателя, в трёхфазной симметричной цепи является величиной постоянной, ане пульсирующей, как в однофазной цепи.3.

Для передачи одной и той же мощности в трехфазной цепи требуется меньшеесуммарное сечение проводов, чем в однофазной цепи.4. Без каких-либо преобразований легко получается два различных напряжения:линейное и фазное (Uл и Uф).Многофазной системой электрических цепей называется совокупностьэлектрических цепей, в которых действуют синусоидальные электродвижущие силыодной и той же частоты, сдвинутые друг относительно друга по фазе, создаваемые общимисточником энергии.Совокупность подобных ЭДС, равно как и совокупностьсинусоидальных электрических токов или напряжений одной частоты, сдвинутых друготносительно друга по фазе, называется многофазной системой соответственно ЭДС илинапряжений (токов). Число фаз многофазной системы электрических цепей принятообозначать буквой m. При m = 2, 3, 4 и т.д.

многофазныесистемы электрическихцепейназывают соответственно двух-, трех-, четырехфазными и т.д. системамиэлектрических цепей. Многофазные системы ЭДС, токов и напряжений принятоподразделять на симметричные и несимметричные системы. Симметричной m – фазнойсистемой ЭДС (токов, напряжений) называется система, в которой максимальныезначения всех ЭДС (токов, напряжений) одинаковы, но по фазе каждая последующая ЭДС(ток, напряжение) отстает от предыдущей ЭДС (предыдущего тока, напряжения) на уголq2,mгде q = 0, 1, ..., m-1. Трехфазная цепь представляет собой совокупностьтрехфазных источников, трехфазной нагрузки и трехпроводной (или четырехпроводной)системы проводов, связывающих источники и нагрузку.Создателем трехфазной системы является выдающийся русский инженер иученый М.О.

Доливо-Добровольский. В 1891 г. на Франкфуртской электротехническойвыставке была представлена система передачи энергии на трехфазном токе из Лауфенана реке Некар (приток Майна) во Франкфурт на Майне. Длина линии составляла 170 км,провода воздушные, расстояние между опорами около 60 м. В состав системы входили:••••водяная турбина мощностью 304 л.с.;трехфазный синхронный генератор 230 кВА, 95 В, соединение обмоток статора в«звезду», частота 30-40 Гц, 150 об/мин;повышающий и понижающий трансформатор;трансформаторы для питания освещения и асинхронный короткозамкнутыйдвигатель мощностью 100 л.с.

с числом полюсов, равным восьми, чтосоответствовало синхронной скорости 450-600 об/мин. Двигатель приводил вовращение гидронасос. На выставке имитировался водопад на реке Некар,приводивший во вращение турбину.Напряжение в линии передачи вначале было 15 кВ, а затем после установки новыхтрансформаторов оно было доведено до 28,3 кВ.В трёхфазных цепях используют два понятия фазы:1. Фаза – фаза синусоидального колебания и начальная фаза синусоидальногоколебания.2. Фаза – как составная часть многофазной системы, в которой один и тот же ток сопределенной начальной фазой.Каждая фаза имеет буквенное обозначение.

В России фазы обозначаютсязаглавными буквами А, В, С. Концы обмоток обычно маркируют буквами: А – начало, х –конец обмотки фазы А. Соответственно для фазы В: (В – y), для фазы С: (С – z).В качестве трехфазных источников чаще других применяются синхронныегенераторы. На статоре синхронного генератора помещены три обмотки, расположенные впространстве относительно друг друга на 120о. Между неподвижными катушкамирасположен укрепленный на оси подвижный электромагнит. Если электромагнитпривести в движение во вращение с угловой скоростью, близкой к ω, то он будетпродолжать вращаться и достигнет частоты вращения равной ω.В обмотках индуцируются ЭДС, изменяющиеся по синусоидальному закону иобразующие симметричную систему прямой последовательности (q = 1):eA (t )  Em sin(t   A ) , eB (t )  Em sin(t   A eC (t )  Em sin(t   A 2),342)  Em sin(t   A  )33Если q = 2 , то система ЭДС обратной последовательности имеет вид:eA (t )  Em sin(t   A ) , eB (t )  Em sin(t   A eC (t )  Em sin(t   A 42)  Em sin(t   A  ) ,3382)  Em sin(t   A  )33Если q = 0 , то рассматривается система ЭДС нулевой последовательности:eA (t )  eB (t )  eC (t )  Em sin(t  ) .Для симметричного трехфазного генератора прямой и обратной последовательностивыполняется соотношение eA (t )  eB (t )  eC (t )  0 .

Для нулевой последовательностиeA (t )  eB (t )  eC (t )  3eA (t ) .Участки цепи, где индуцируются ЭДС, изменяющиеся по синусоидальному закону,могут быть обозначены как фазные ЭДС eA (t ), eB (t ), eC (t ) или как фазныенапряжения u A (t ), uB (t ), uC (t ) .При использовании комплексного метода расчета определяют комплексы (вектора)фазных ЭДС или комплексы фазных напряжений: E A , EB , EC и U A , U B , U C .ДействующеезначениефазногонапряженияU ф  Em / 2 . Как правило, прииспользовании комплексной плоскости для задач расчета трехфазных систем, ее«поворачивают» на 90° против часовой стрелки, чтобы фазаА располагаласьвертикально:Действующая в цепи система ЭДС (токов и напряжений) может быть несимметрична.Для расчета и характеристики несимметричных напряжений и токов используют методсимметричных составляющих.Несимметричная система любых трех синусоидальных напряжений (токов, зарядов,магнитных потоков) может раскладывается на три симметричные системы (прямой,обратной и нулевой последовательностей).

Так как синусоидальные величины (токи,напряжения, ЭДС) на комплексной плоскости представляются комплексами (векторами),то несимметричная система трех векторов на комплексной плоскости может бытьпредставлена суммой трехсимметричных систем векторов. Фазные напряжениятрехфазной системы могут быть представлены выражением (разложение Фортескью):U A U1 U 2 U 0U B  a 2U 1  aU 2  U 0U C  aU 1  a 2U 2  U 0 ,2где а и а являются фазными множителями, равными:a  1e j120  1120  0,5  j 0,866 ,a 2  1e j 240  1240  1  120  0,5  j 0,866 ,2причем а + а + 1 = 0. Для любой тройки векторов U A , U B , U C можно определитьсоответствующие разложению Фортескью симметричные составляющие:1U 1  (U A  aU B  a 2U C ),31U 2  (U A  a 2U B  aU C ),31U 0  (U A  U B  U C ).3Пример 24.

В результате аварии фазные напряжения трехфазного генератораU A  2100 В, U B  210  120 В, U C  0 . Определить симметричные составляющиефазных напряжений.Рассчитаем симметричные составляющие для заданной несимметрии:1U 1  (210  1120 210  120  0)  140 В,31U 2  (210  1  120 210  120  0)  35  j 60,62  7060 В,31U 2  (210  210  120  0)  35  j 60,62  70  60 В.3Проверка расчета:U A  U 1  U 2  U 0  140  7060  70  60  210U B  a 2U 1  aU 2  U 0  140  120  70180  70  60  105  j181,87  210  120U C  aU 1  a 2U 2  U 0  140120  70  60  70  60  0На рисунках показаны векторные диаграммы несимметричной системы и еесимметричные составляющие прямой, обратной и нулевой последовательности.Метод симметричных составляющих используют для характеристики несимметриинапряжений (токов).

Любая несимметричная нагрузка трехфазной системы приводит ктому, что токи и напряжения в ее элементах несимметричны. Типичным видом такихнагрузок является бытовая аппаратура, освещение и т.д. В промышленностинесимметричными электроприемниками является сварочное оборудование, индукционныепечи, тяговые подстанции железнодорожного транспорта. До 85% суммарной нагрузкиявляется причиной несимметрии. Несимметрия напряжений характеризуетсякоэффициентом несимметрии напряжения по обратной последовательности K 2U и понулевой последовательностиформулам: K 2UK 0U для основной частоты1. Расчет проводится поU 2(1)U 0(1) (1) 100% , K 0U  (1) 100% , где U1(1) , U 2(1) , U 0(1) - действующиеU1U1значения напряжения прямой, обратной и нулевой последовательности для основнойчастоты. При соединении обмотки фаз генераторов и фаз нагрузки "звездой" нейтральныеточки соединяются нулевым проводом (четырехпроводная система).

Если нулевой проводне является идеальным (короткозамкнутым), то в несимметричном режиме напряжениенулевой последовательности U 0 представляет собой напряжение смещения нейтрали, токв нулевом проводе представляет собой ток нулевой последовательности. Обрыв нулевогопровода приводит к перенапряжениям на фазах нагрузки и появлению напряжениясмещения нейтрали (напряжения прикосновения).Виды соединений обмоток генератораСуществуют два основных способа соединения обмоток генераторов, двигателей,трансформаторов и приемников в трехфазных цепях – соединения «звездой» и соединения«треугольником».1.

Соединение «звездой» – концы обмоток x, y, z соединены в одну точку 0 (или N).Точка 0 называется нулевая или нейтральная точка генератора.Фазные напряжения источника - напряжения между началами и концами фазныхобмоток. В симметричной системе они изображаются на комплексной плоскости тремяравными по длине векторами, сдвинутыми относительно друг друга на Фазныенапряжения могут отличаться от фазных ЭДС на величину падения напряжения вобмотках. 120 . Если сопротивлением обмоток можно пренебречь, то фазные ЭДС равныфазнымнапряжениям.ДлясимметричногоU A  U B  UC  0 .1Понятие основной частоты будет дано в §6.5.источникаEA  EB  EC  0иОбозначим действующее значение фазного напряжения U Ф , тогда для комплексовфазных напряжений (фазных ЭДС):EA  U A  U Ф0 , EB  U B  U Ф  120  a 2U A , EC  UC  U Ф120  aU A .К началам фазных обмоток подсоединяют провода, соединяющие трехфазныйгенератор с электроприемниками.

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов лекций