Реферат «Трехфазная система питания» по Общей электротехнике и электронике (Артыков Э. С.)

Кирилл Николоев чт, 31.03.2016 20:48

Трехфазная система ЭДС (напряжений). Трехфазная цепь — это совокупность трехфазной системы ЭДС, трехфазной нагрузки (нагру-зок) и соединительных проводов. Трехфазной системой ЭДС (напряжений) называют систему, состо-ящую из трех (однофазных) электрических цепей, в которых действуют три синусоидальные ЭДС одной и той же частоты, равные по амплитуде и сдвинутые по фазе относительно друг друга на угол 2 π/3рад (120°). Три ЭДС индуктируются в неподвижных обмотках (рис. 1), размещен-ных в пазах статора трехфазного генератора под углом 120° относи-тельно друг друга, при вращении ротора с намотанной на него катуш-кой, по которой протекает постоянный ток.

Преимущества генерирования, передачи и преобразования электри-ческой энергии в трехфазных цепях по сравнению с однофазными цепя-ми заключаются в следующем: а) меньший расход меди в проводах и стали в одном трехфазном трансформаторе по сравнению с расходом материалов в трех однофаз-ных трансформаторах;

б) простота получения вращающегося магнитного поля в электро-двигателях переменного тока и меньшие пульсации момента на валу трехфазных генераторов и двигателей; в) элементы системы — трехфазный синхронный генератор, трехфаз-ный асинхронный двигатель и трехфазный трансформатор — просты в производстве, экономичны и надежны в работе.

Фаза трехфазной цепи. Под фазой трехфазной цепи понимают уча-сток цепи, по которой протекает одинаковый ток. Под фазой будем так-же понимать аргумент — ( ) синусоидальной функции. Таким об-разом, в зависимости от рассматриваемого вопроса, фаза — это либо участок трехфазной цепи, либо аргумент синусоидальной функции.

В трехфазной цепи различают фазы А, В и С генератора (рис. 2а) и фазы а, b и с приемника. Окрашивают их соответственно в желтый (фаза А), зеленый (фаза В) и красный (фаза С) цвета. Концы X, У и Z обмоток фаз ИН соединяют в общую точку N (реже обозначают эту точку симво-лом 0 (ноль)) и называют ее нейтралью трехфазного генератора.

Схемы соединения фаз генератора и трехфазной нагрузки. Обмотки статора трехфазного генератора соединяют по схеме звезда (Y) (рис. 2а, слева) или треугольник (∆) (рис. 2б слева). Трехфазная нагрузка (при-емник) также может быть соединена по схеме звезда или треугольник (рис. 3а, б, справа). Электрические величины, относящиеся к генератору, будем снабжать индексами из прописных букв А, В и С, а величины, от-носящиеся к трехфазному приемнику, — индексами из строчных букв а, b и с.

Провода, соединяющие точки А и а, В и b, С и с, называют ли-нейными (провод А, провод В и провод С); соответственно и токи в них Iа, Ib, Iс называют линейными. Провод, соединяющий точку N (нейтраль генератора) с точкой n (нейтраль приемника), называют нейтральным (иногда, нулевым), а ток In в нем — током в нейтральном проводе.

СОЕДИНЕНИЕ ЗВЕЗДА-ЗВЕЗДА Линейные и фазные напряжения и токи. Напряжения между ли-нейными проводами называют линейными: UAB, UBC, UCA (рис. 3), а между каждым из линейных проводов и нейтральным — фазными: UA, UB, UC генератора и Uа, Ub, Uс приемника (второй индекс N или n опус-кают). Положительные направления ЭДС, линейных и фазных напряже-ний и токов в схеме звезда-звезда (Y-Y) с четырьмя проводами указаны на рис. 3.

Можно считать источники напряжения (рис. 3, слева) с ЭДС , и идеальными, для упрощения анализа процессов в трехфазно, а так-же можно пренебречь сопротивлениями линейных и нейтральном про-воде. При принятых допущениях фазные напряжения трехфазного при-емника в схеме звезда-звезда (Y-Y) с четырьмя проводами (называемой соединением звезда-звезда с нейтральным (нулевым) проводом) рав-ны фазным напряжениям генератора, т.е.

а так называемое напряжение смещения нейтрали между точками n а N равно нулю ( ). Временная и векторная диаграммы ЭДС в симметричной трех-фазной системе. В симметричной трехфазной системе фазные ЭДС ге-нератора, соединенного звездой (рис. 3):

Вышеприведенным уравнениям соответствуют временная и векторная диаграммы фазных ЭДС генератора, представленные на рис. 4а, б. Векторная диаграмма напряжений и токов в симметричной трехфазной системе. Если сопротивления фаз приемника одинаковы, т.е.

то нагрузка называется равномерной. Модули фазных токов одинаковы и равны соответствующим линейным токам: где — модули фазных напряжений приемника и трехфазного генератора. На рис. 5а приведена векторная диаграмма напряжений и токов трехфазного приемника при равномерной нагрузке, носящей резистив-но-емкостный характер: .

Как напряжения , , , так и токи , , и составляют симметричные звезды, поэтому сумма комплексов фаз-ных токов , т. е. ток в нейтральном проводе равен нулю, и нейтральный провод можно отключить. В результате получим трехпроводную систему включения приемника с генератором по схеме Y-Y.

Скачать файлы

Похожие документы