Краткие теоретические сведения
Трехфазная симметричная система ЭДС состоит из трех ЭДС, одинаковых по амплитуде и частоте, но сдвинутых друг относительно друга на 120º. Если объединить между собой три конца обмоток генератора х, у, z и три вывода сопротивлений нагрузки ZA, ZB, ZC в общие точки N n, а свободные начала обмоток генератора АВС и выводы сопротивлений нагрузки, соединить соответственно между собой, то получится соединение звездой. Если общие точки N и n также соединить между собой, то получится четырехпроводная трехфазная система переменного тока, называемая также соединение звездой с нулевым проводом (рис. 20). Обмотки генератора NА, NВ и NС называются фазами генератора, а сопротивления ZA, ZB, ZC – фазами нагрузки. Точки N и n называются соответственно нулевой точкой генератора и нулевой точкой нагрузки, а провод Nn называется нулевым или нейтральным проводом. Провода АА, ВВ и СС называются линейными проводами. Напряжение между линейным и нулевым проводами называют фазным напряжением и обозначают через UA, UB и UC. Напряжение между двумя линейными проводами называют линейным напряжением и обозначают через UAB, UBC и UCA.
Рис.20. Четырехпроводная система трехфазного переменного тока с нулевым (нейтральным) проводом (соединение по схеме «звезда»).
Как видно из рис. 20, к сопротивлениям нагрузки ZA, ZB и ZC подведены фазные напряжения, положительные направления которых показаны стрелками. В трехфазных цепях переменного тока различают линейные Iл и фазные Iф токи. Линейными называют токи IА IВ и IС, проходящие по линейным проводам. Токи, проходящие по обмоткам генератора или по сопротивлениям нагрузки – называются фазными токами. При соединении звездой каждая фаза генератора, линейный провод и фаза нагрузки, соединены между собой последовательно, и через них проходит один и тот же ток. Следовательно, при соединении звездой линейный ток равен фазному, т.е.
Iл = Iф. (36) В трехфазных цепях при соединении звездой фазные токи вызываются только фазными напряжениями и между ними существуют соотношения, определяемые законом Ома: IА = Сдвиг по фазе между фазным током и фазным напряжениям определяется по формулам: сos φА= Величину тока, протекающего по нулевому проводу, определяют как геометрическую сумму фазных токов:
В трехфазных цепях различают симметричные и несимметричные нагрузки. Нагрузка называется симметричной, если сопротивления и углы сдвига между током и напряжением всех фаз нагрузки одинаковы, т.е. ZA = ZB = ZC φA = φB = φC (40) Если хотя бы одно из условий (40) не выполняется, нагрузка трехфазной системы называется несимметричной. По второму закону Кирхгофа можно определить соотношения между фазными и линейными напряжениями
Так как трехфазная система генератора симметрична, то действующие значения ЭДС генератора равны между собой и равны действующим значениям напряжения на нагрузке при пренебрежении падением напряжения в соединительных проводах ЕA = ЕB = ЕC = UA = U B = U C = U Ф. (42) Векторная диаграмма фазных и линейных напряжений (рис.21) для симметричного генератора и четырехпроводной системы «звезда» будет неизменна при любой нагрузке. На рис.21а приведена полярная, а на рис. 21б – топографическая векторная диаграмма.
Рис.21. Полярная и топографическая векторные диаграммы напряжений в четырехпроводной системе «звезда»
Из векторной диаграммы (рис.21а) получим соотношение между линейными и фазными напряжениями. UAB = 2 UА ∙ cos 30º = В общем случае для четырехпроводной системы «звезда» при любой нагрузке
UЛ = Рассмотрим четырехпроводную трехфазную систему с активной нагрузкой. Для симметричной активной нагрузки ZA = ZB = ZC = RA = RB = RC (44) Из выражения (37) с учетом (42) и (44) получаем IA = IB = IC = IФ = Топографическая векторная диаграмма токов и напряжений при симметричной активной нагрузке представлена на рис.22. Рис.22. Топографическая векторная диаграмма четырехпроводной трехфазной системы «звезда» при симметричной активной нагрузке
Из рис. 22 получаем Для несимметричной активной нагрузки ZA = RA; ZB = RB; ZC = RC; RA ≠ RB ≠ RC; IA ≠ IB ≠ IC.
Топографическая векторная диаграмма токов и напряжений при несимметричной нагрузке представлена на рис.23 Для нахождения значения тока IN по выражению (46) необходимо найти геометрическую сумму векторов IN = Общая мощность трехфазной цепи в этом случае будет равна P =
Рис.23. Топографическая векторная диаграмма четырехпроводной трехфазной системы «звезда» при несимметричной активной нагрузке
Читайте также: C - Мазхабы «итикади» (теоретические направления) Воспользуйтесь поиском по сайту: ![]() ©2015 - 2025 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...
|