На изображенной схеме фазы трехфазного генератора соединены
На изображенной схеме фазы трехфазного генератора соединеныСкачать файл - На изображенной схеме фазы трехфазного генератора соединены
В этих обмотках создается трехфазный ток. Напряжения на обмотках равно:. В том случае, если данный генератор использовать без связи друг с другом, то генератор трехфазного тока становится просто совокупностью отдельных генераторов однофазного тока. В том случае, если обмотки соединяются определенным способом, то у трехфазного тока возникают специальные свойства, которые используют в технике. Используют два вида соединений обмоток генератора: В ней концы трех обмоток соединяют в один узел, а начала служат для подключения нагрузок. Схема соединения звездой показана на рис. Такое соединение обмоток генератора позволяет использовать для передачи электроэнергии вместо шести проводов только четыре. Такое соединение подобно соединению трех источников тока, которое показано на рис. При таком способе соединения напряжение между фазой и нулевым проводом называют фазным напряжением. Для того, чтобы определить как соотносятся фазное и линейное напряжения необходимо брать геометрическую векторную разность. Из формулы 2 видно, что линейное напряжение имеет такую же частоту, что и фазное. Сила тока будет изменяться в соответствии с:. Мы получили, что при симметричной нагрузке сила тока в нулевом проводе всегда равна нулю. В таком случае при симметричной нагрузке! Обмотки трехфазного генератора и трехфазные нагрузки могут соединяться еще одним способом. В этом случае конец первой обмотки соединяется с началом второй, конец второй -- с началом третьей, конец третьей с началом первой. При этом узлы соединений служат отводами. Такой способ соединения называют треугольником. Схема соединения треугольник изображена на рис. Для основной гармоники при соединении обмоток генератора по схеме треугольник ток замыкания в обмотке равен нулю. Обмотки мощных генераторов обычно по такой схеме не соединяют. Эта схема соответствует соединению источников напряжения, которая изображена на рис. Если бы ток был постоянным, то все обмотки при таком соединении были бы замкнуты накоротко. Но, если мы имеем дело с переменными напряжениями, которые имеют разность фаз, то дело коренным образом изменяется. Результирующее напряжение в треугольнике см. Мы получаем, что если генератор не имеет нагрузки, то в обмотках нет тока. В соединении треугольником нет нулевого провода, неравномерность нагрузки существеннее сказывается на работе генератора, чем в случае соединения звездой. Из-за этой особенности соединение треугольник чаще всего применяют в силовых установках, например, трехфазных двигателях, где можно получить близкие по величине нагрузки фаз. Предполагалось, что генератор и нагрузки соединялись одинаково звездой или треугольником , конечно, возможны комбинации схем. Например, потребитель соединяется звездой, генератор треугольником. Объясните, что произойдет в схеме, которая изображена на рис. Что случится, если перегорел нулевой провод? Допустим, что в схеме соединения звезда рис. Пусть перегорел нулевой провод. В таких сетях все три фазы и нулевой нейтральный провод подводят, например, к жилым домам, внутри дома пытаются примерно одинаково нагрузить каждую фазу, так чтобы общая нагрузка была наиболее симметричной. При этом к каждой квартире приходит нулевой провод и одна из фаз. На распределительный щит, через который проходят две или три фазы, в нулевой провод предохранитель не ставят, так как его перегорание ведет асимметрии напряжений. Главная Цены и сроки Как это работает. Все предметы Физика Переменный синусоидальный ток Соединение обмоток генератора 'звездой ' и 'треугольником'. Соединение обмоток генератора 'звездой ' и 'треугольником'. Напряжения на обмотках равно: Сила тока будет изменяться в соответствии с: Соединение треугольник Определение 1. Объясните, почему соединение звездой применяют в технике освещения? Узнай стоимость написания работы на заказ. Выберите тип работы Курсовая работа Контрольная работа Решение задач Реферат Дипломная работа Отчёт по практике Презентации Эссе Чертёж Сочинения Перевод Ответы на вопросы Магистерская диссертация Кандидатская диссертация Лабораторная работа Статья Доклад Рецензия Монография Бизнес-план Творческая работа Набор текста Другое Повышение уникальности текста Помощь on-line Маркетинговое исследование Вычитка и рецензирование работ Подбор темы работы Копирайтинг. Фазное и линейное напряжение Трехфазный ток Техническое использование переменных токов. Генераторы и электродвигатели Правила Кирхгофа для цепей переменного тока Активное, емкостное и индуктивное сопротивление. Закон Ома для цепей переменного тока Все статьи по физике. Дипломные работы Курсовые работы Рефераты Контрольные работы. Авторы студенческих работ Работа репетитором Работа для преподавателей Заработок для студентов Заказ дипломной работы Отзывы об Автор24 Партнерская программа Популярные вопросы Примеры студенческих работ. Топ авторов Правила Статьи Помощь Контакты.
Лабораторная работа № 3 Трехфазные электрические цепи Цель работы:
Трехфазная цепь является частным случаем многофазных систем электрических цепей, представляющих собой совокупность электрических цепей, в которых действуют синусоидальные ЭДС одинаковой частоты, отличающиеся по фазе одна от другой и создаваемые общим источником энергии. Каждую из частей многофазной системы, характеризующуюся одинаковым током, принято называть фазой. Таким образом, понятие 'фаза' имеет в электротехнике два значения: Цепи в зависимости от количества фаз называют двухфазными, трехфазными, шестифазными и т. Трехфазные цепи — наиболее распространенные в современной электроэнергетике. Это объясняется рядом их преимуществ по сравнению как с однофазными, так и с другими многофазными цепями:. Трехфазная цепь состоит из трех основных элементов: Трехфазный генератор представляет собой синхронную машину двух типов: Модель трехфазного генератора схематически изображена на рис. На статоре 1 генератора размещается обмотка 2, состоящая из трех частей или, как их принято называть, фаз. Ротор 3 представляет собой электромагнит, возбуждаемый постоянным током обмотки возбуждения 4, расположенной на роторе. За условное положительное направление ЭДС в каждой фазе принимают направление от конца к началу. Такая система ЭДС называется симметричной. Трехфазная симметричная система ЭДС может изображаться графиками, тригонометрическими функциями, векторами и функциями комплексного переменного. Графики мгновенных значений трехфазной симметричной системы ЭДС показаны на рис. Из векторных диаграмм рис 3. Если изменить направление вращения ротора генератора, то последовательность фаз изменится рис. Последовательность фаз определяет направление вращения трехфазных двигателей. Для определения последовательности фаз имеются специальные приборы — фазоуказатели. В период зарождения трехфазных систем имелись попытки использовать несвязанную систему, в которой фазы обмотки генератора не были электрически соединены между собой и каждая фаза соединялась со своим приемником двумя проводами рис. Такие системы не получили применения вследствие их неэкономичности: Более совершенными и экономичными являются связанные цепи, в которых фазы обмотки электрически соединены между собой. Существуют различные способы соединения фаз трехфазных источников питания и трехфазных потребителей электроэнергии. Наиболее распространенными являются соединения 'звезда' и 'треугольник'. При этом способ соединения фаз источников и фаз потребителей в трехфазных системах могут быть различными. Фазы источника обычно соединены 'звездой', фазы потребителей соединяются либо 'звездой', либо 'треугольником'. Такое соединение называется соединение звезда. Трехфазная цепь с нейтральным проводом будет четырехпроводной, без нейтрального провода — трехпроводной. В трехфазных цепях различают фазные и линейные напряжения. Если сопротивлением проводов можно пренебречь, то фазное напряжение в приемнике считают таким же, как и в источнике. За условно положительные направления фазных напряжений принимают направления от начала к концу фаз. Условно положительные направления линейных напряжений приняты от точек, соответствующих первому индексу, к точкам соответствующим второму индексу рис. По аналогии с фазными и линейными напряжениями различают также фазные и линейные токи:. В соответствии с выбранными условными положительными направлениями фазных и линейных напряжений можно записать уравнения по второму закону Кирхгофа. Согласно этим выражениям на рис. Действующие значения линейных напряжений можно определить графи-чески по векторной диаграмме или по формуле 3. Предусмотренные ГОСТом линейные и фазные напряжения для цепей низкого напряжения связаны между собой соотношениями:. Векторную диаграмму удобно выполнить топографической рис. Вектор, проведенный между двумя точками топографической диаграммы, выражает по величине и фазе напряжения между одноименными точками цепи. Приемники, включаемые в трехфазную цепь, могут быть либо однофазными, либо трехфазными. К однофазным приемникам относятся электрические лампы накаливания и другие осветительные приборы, различные бытовые приборы, однофазные двигатели и т. К трехфазным приемникам относятся трехфазные асинхронные двигатели и индукционные печи. Обычно комплексные сопротивления фаз трехфазных приемников равны между собой:. Такие приемники называют симметричными. Если это условие не выполняется, то приемники называют несимметричными. Для расчета трехфазной цепи применимы все методы, используемые для расчета линейных цепей. Построив векторную диаграмму токов для симметричного приемника рис. Следовательно, нейтральный провод обеспечивает симметрию фазных напряжений приемника при несимметричной нагрузке. Поэтому в четырехпроводную сеть включают однофазные несимметричные нагрузки, например, электрические лампы накаливания. Режим работы каждой фазы нагрузки, находящейся под неизменным фазным напряжением генератора, не будет зависеть от режима работы других фаз. Схема соединения источника и приемника звездой без нейтрального провода приведена на рис. В случае симметричного приемника достаточно определить ток только в одной из фаз. Для определения напряжения смещения нейтрали можно воспользоваться формулой межузлового напряжения, так как схема рис 3. Очевидно, что теперь напряжения на фазах приемника будут отличаться друг от друга. Из второго закона Кирхгофа следует, что. Векторы фазных напряжений можно определить графически, построив векторную топографическую диаграмму фазных напряжений источника питания и U nN рис. При изменении величины или характера фазных сопротивлений напряжение смещений нейтрали U nN может изменяться в широких пределах. Таким образом, при симметричной нагрузке нейтральный провод можно удалить и это не повлияет на фазные напряжения приемника. При несимметричной нагрузке и отсутствии нейтрального провода фазные напряжения нагрузки уже не связаны жестко с фазными напряжениями генератора, так как на нагрузку воздействуют только линейные напряжения генератора. Направление смещения нейтрали зависит от последовательности фаз системы и характера нагрузки. Следует иметь в виду, что в цепь нейтрального провода нельзя ставить предохранитель, так как перегорание предохранителя приведет к разрыву нейтрального провода и появлению значительных перенапряжений на фазах нагрузки. При соединении источника питания треугольником рис. Начала А, В и С фаз подключаются с помощью трех проводов к приемникам. Соединение фаз источника в замкнутый треугольник возможно при симметричной системе ЭДС, так как. Если соединение обмоток треугольником выполнено неправильно, то есть в одну точку соединены концы или начала двух фаз, то суммарная ЭДС в контуре треугольника отличается от нуля и по обмоткам протекает большой ток. Это аварийный режим для источников питания, и поэтому недопустим. Напряжение между концом и началом фазы при соединении треугольником — это напряжение между линейными проводами. Поэтому при соединении треугольником линейное напряжение равно фазному напряжению. Пренебрегая сопротивлением линейных проводов, линейные напряжения потребителя можно приравнять линейным напряжениям источника питания: В отличие от соединения звездой при соединении треугольником фазные токи не равны линейным. Токи в фазах приемника определяются по формулам. Линейные токи можно определить по фазным, составив уравнения по первому закону Кирхгофа для узлов a, b и c рис 3. Так как линейные они же фазные напряжения U AB , U BC , U CA симметричны, то и фазные токи образуют симметричную систему. На векторной диаграмме рис. Здесь принято, что напряжение U AB имеет нулевую фазу. Из диаграммы следует, что любой линейный ток больше фазного в раз. При равномерной нагрузке фаз расчет трехфазной цепи соединенной треугольником, можно свести к расчету одной фазы. Обычно она возникает при питании от трехфазной сети однофазных приемников. Например, для нагрузки, рис. Векторная диаграмма для случая, когда в фазе ab имеется активная нагрузка, в фазе bc — активно-индуктивная, а в фазе ca — активно-емкостная приведена на рис. Важной особенностью соединения фаз приемника треугольником является то, что при изменении сопротивления одной из фаз режим работы других фаз остается неизменным, так как линейные напряжения генератора являются постоянными. Будет изменяться только ток данной фазы и линейные токи в проводах линии, соединенных с этой фазой. Поэтому схема соединения треугольником широко используется для включения несимметричной нагрузки. Затем определяют линейные токи с помощью уравнений 3. При расчете трехфазных цепей исходят из предположения, что генератор дает симметричную систему напряжений. На практике несимметрия нагрузки практически не влияет на систему напряжений генератора в том случае, если мощность нагрузки мала по сравнению с мощностью генератора или сети электроснабжения. Схема соединения обмоток трехфазного генератора не предопределяет схему соединения нагрузки. Так, при соединении фаз генератора в звезду нагрузка может быть соединена в звезду с нейтральным проводом, в звезду без нейтрального провода или, наконец, в треугольник. В трехфазных цепях, так же как и в однофазных, пользуются понятиями активной, реактивной и полной мощностей. В общем случае несимметричной нагрузки активная мощность трехфазного приемника равна сумме активных мощностей отдельных фаз. Реактивная мощность соответственно равна алгебраической сумме реактивных мощностей отдельных фаз. Отсюда следует, что в трехфазной цепи при симметричной системе напряжений и симметричной нагрузке достаточно измерить мощность одной фазы и утроить результат. Так как за номинальные величины обычно принимают линейные напряжения и токи, то мощности удобней выражать через линейные величины U Л и I Л. Поэтому независимо от схемы соединения фаз приемника активная мощность при симметричной нагрузке определяется одной и той же формулой. Измерение активной мощности в трехфазных цепях производят с помощью трех, двух или одного ваттметров, используя различные схемы их включения. Схема включения ваттметров для измерения активной мощности определяется схемой сети трех- или четырехпроводная , схемой соединения фаз приемника звезда или треугольник , характером нагрузки симметричная или несимметричная , доступностью нейтральной точки. При несимметричной нагрузке в четырехпроводной цепи активную мощность измеряют тремя ваттметрами рис. При симметричном приемнике и доступной нейтральной точке активную мощность приемника определяют с помощью одного ваттметра, измеряя активную мощность одной фазы P Ф по схеме рис. Активная мощность всего трехфазного приемника равна при этом утроенному показанию ваттметра: В случае, если нейтральная точка приемника недоступна или зажимы фаз приемника, включенного треугольником не выведены, применяют схему рис. Измерение активной мощности симметричного приемника в трехфазной цепи одним ваттметром применяют только при полной гарантии симметричности трехфазной системы. В трехпроводных трехфазных цепях при симметричной и несимметричной нагрузках и любом способе соединения приемников широко распространена схема измерения активной мощности приемника двумя ваттметрами рис. Показания двух ваттметров при определенной схеме их включения позволяют определить активную мощность трехфазного приемника, включенного в цепь с симметричным напряжением источника питания. Докажем, что сумма показаний ваттметров, включенных по схеме рис. Мгновенное значение общей мощности трехфазного приемника, соединенного звездой,. Выразив мгновенные значения u и i через их амплитуды, можно найти среднюю активную мощность. Так как U AC , U BC , I A и I B — соответственно линейные напряжения и токи, то полученное выражение справедливо и при соединении потребителей треугольником. Следовательно, сумма показаний двух ваттметров действительно равна активной мощности Р трехфазного приемника. Из векторной диаграммы рис. Ввиду того, что косинусы углов в полученной формуле могут быть как положительными, так и отрицательными, в общем случае активная мощность приемника, измеренная по методу двух ваттметров, равна алгебраической сумме показаний. Для измерения активной мощности в трехфазных цепях промышленных установок широкое применение находят двухэлементные трехфазные электродинамические и ферродинамические ваттметры, которые содержат в одном корпусе два измерительных механизма и общую подвижную часть. Катушки обоих механизмов соединены между собой по схемам, соответствующим рассмотренному методу двух ваттметров. Показание двухэлементного ваттметра равно активной мощности трехфазного приемника.
ТЕСТОВЫЕ ЗАДАНИЯ ПО ПОЛИТОЛОГИИ 2 страница
7. Трехфазные цепи
Структура процесса усвоения знаний умений навыков
Автоматика уличного освещения схема