Реферати українською » Физика » Сіметрічні нерозгалужені тріфазні кола сінусоїдного Струму


Реферат Сіметрічні нерозгалужені тріфазні кола сінусоїдного Струму

>Симетричнінерозгалуженітрифазні коласинусоїдногоструму


1. >Трифазний генератор

>Трифазний генератормаєдвіосновнічастини:статор й ротор. Настаторірозміщуються трисамостійні обмотки,осі якізсунуті однащодоіншої впросторі на 120° (>рис.4.1).

разом ізроторомобертаєтьсястворене йогострумоммагнітне полі і укожнійобмотці наводитисяе.р.с. Ос-кількие.р.с.досягає максимальногозначення, колиосі обмотки йполюсів роторазбігаються, тозсув зафазоюміжтрьомае.р.с.становить 120°.Окремі обмотки генератора здобулиназву фаз, а сам генератор закількістю фазназивається >трифазним.

>Аналітичнівирази >миттєвихзначенье.р.с. окремих фаз будуть матір при цьомутакийвигляд:

;

;

.

 
>Приклад

>Діючезначенняфазноїе.р.с.дорівнює 220 У.Записатимиттєвізначенняфазнихе.р.с.,прийнявши y>еА = 0.

>Рішення.

1.Максимальнезначенняфазноїе.р.с.:

;

.

2.Миттєвізначенняфазнихе.р.с.:


еА = 310sіnw>t;

еB = 310sіn(w>t – 120°);

еЗ = 310sіn(w>t – 240°).

>Побудуємовекторие.р.с. наплощині,осіякоїзсунемо на 90°протигодинниковоїстрілки.

Систематрьохе.р.с.,однакових завеличиною йзсунутих зафазою однащодоіншої на 120°,називається >симетричноютрифазноюсистемоюе.р.с.  Сумамиттєвихзначеньфазнихе.р.с. убудь-який момент годинидорівнює нулю, що видно ізвекторноїдіаграми (>рис.4.3).

 

2.Трифазнісистеми

>Розрахункова схемаокремоїфази генератора (>наприклад,фази А)маєвигляд,зображений нарис.4.4. Алічастішеїїпоказують так, якзображено нарис.4.5. Нацих схемах >r, xА,  –відповідноактивний,реактивний йповний опори обмотки.

>Кожну фазу (обмотку)трифазного генератора можназ'єднати ізокремимспоживачемелектричноїенергії (>фазоюнавантаження), як показано нарис.4.6. У цьомувипадкустворюється >незв'язанатрифазна система ізтрьомасамостійними колами йшістьма проводами.Така системанеекономічна й тому незнайшлазастосування.

Трифази генератора чи трифазинавантаження можназ'єднати засхемою  >зірки, при цьомуоднойменнізатиски фаз генератора чи фазнавантаженняпоєднуються до одноговузол (>рис.4.7).

>Якщофази генератора йнавантаження, котріз'єднані засхемоюзірки,поєднатиміж собою, тоствориться >зв'язанатрифазначотирипровідна система (>рис.4.8).

Три проведи, щоз'єднують качани фаз генератора йнавантаження,називаються >лінійними, ачетвертий,якийз'єднуєвузлисхеми генератора йсхеминавантаження,називається >нульовим (>нейтральним) дротом.Відповіднострум, що улінійному дроту,називається >лінійнимструмом, а, понульовому (нейтральному) дроту – >нульовим (>нейтральним)струмом.

>Відповідно до Першого законуКірхгофа

 

іN = іА + іB + іЗ.

Трифази генератора чи трифазинавантаження можназ'єднати засхемою  >трикутника:кінецьпершоїфазиз'єднується ізпочаткомдругої й так далі (>рис.4.9).

>Якщофази генератора йнавантаження, котріз'єднані засхемоютрикутника,поєднатиміж собою, тоствориться >зв'язанатрифазнатрипровідна система (>рис.4.10).

>Можнатакожстворитизв'язанітрифазнітрипровіднісистемизі схемамиз'єднання фаз генератора йнавантаження: >зірка –зірка, >зірка –трикутник, >трикутник –зірка.

3.З'єднання фаз генераторазіркою

 

>Складеморозрахункову схему генератора,фазиякогоз'єднанізіркою, увипадку, коли генератор ненавантажений,тобто працює на неодруженомуході (>рис.4.11).

>Приймемо, щопотенціал точки 0 >дорівнює нулю, йзнайдемопотенціалиточок А, У й З:

 

;

;

;

.

>Різницяпотенціалів назатискахфази генератораназивається >фазноюнапругою. >Знайдемомиттєвізначенняфазнихнапруг генератора:

 

;

;

.

>Різницяпотенціалів навихіднихзатисках генератораназивається >лінійноюнапругою.Знайдемомиттєвізначеннялінійнихнапруг генератора:

 

;

;

.

>Побудуємовекторнудіаграмуфазних йлінійнихнапруг генератора (длядіючихзначень) наплощині (>рис.4.12).

>Запишемомиттєвізначенняфазних йлінійнихнапруг генератора:

 

uА = U>фm >sіnw>t;

uУ = U>фт >sіn(w>t – 120°);

uЗ = U>фт >sіn(w>t – 240°);

u>АB = U>лm >sіn(w>t + 30°);

u>BC = U>лт >sіn(w>t – 90°);

u>CA = U>лт >sіn(w>t – 210°).

де U>фm й U>лm –максимальні (>амплітудні)значеннявідповіднофазних йлінійнихнапруг генератора, У.

>Встановимозв'язокміждіючимизначеннямифазних (Uф) йлінійних (Uл)напруг генератора, для чогорозглянемотрикутникнапруг (>рис.4.13),який здобуто ізвекторноїдіаграми.

Зтрикутниканапругзнаходимо:

Uл = 2Uф >cos 30° = 2Uф = Uф .

>Приклад

>Записатимиттєвізначенняфазних йлінійнихнапруг генератора на неодруженомуході,якщодіючезначенняфазноїнапругидорівнює 220 У й y>uА = 0.

>Рішення.

1.Максимальнезначенняфазноїнапруги:

;

.

2.Миттєвізначенняфазнихнапруг:

 

uА = 310sіnw>t ;

uУ = 310sіn(w>t – 120°) ;       

uЗ = 310sіn(w>t – 240°) .


3.Максимальнезначеннялінійноїнапруги:

;

.

4.Миттєвізначеннялінійнихнапруг:

 

u>АB = 536sіn(w>t + 30°) ;       

u>BC = 536sіn(w>t – 90°) ;

u>CA = 536sіn(w>t – 210°) .

>Складеморозрахункову схему генератора,фазиякогоз'єднанізіркою, увипадку, коли генераторнавантажений (>рис.4.14).

>Введемопоняття >фазногоструму, подяким будеморозумітиструм, що уфазі генератора. Приз'єднанні обмоток генераторазіркоюфазнийструмдорівнюєлінійномуструму,тобто

 

Iф = Iл .

 

4.З'єднання фазнавантаженнятрикутником

>трифазний генератор колопотужність

>Складеморозрахункову схему приз'єднаннінавантаженнятрикутником (>рис.4.15). При цьому:

іА, іУ, іЗ       –лінійніструминавантаження, А;

і>aв, і>bc, і>ca     –фазніструминавантаження, А;

, ,  –лінійні (>фазні)напругинавантаження, У.

як видно ізрозрахунковоїсхеми,фазнанапруганавантаженнядорівнюєлінійнійнапрузінавантаження,тобто


Uф = Uл .

Запершим закономКірхгофазнайдемолінійніструми черезфазні:

 

іА = і>abі>ca ;

іУ = і>bcі>ab ;

іЗ = і>caі>bc .

>Встановимозв'язокміждіючимизначеннямифазних (Iф) йлінійних (Iл)струмівнавантаження приз'єднанні його фазтрикутником, для чогорозглянемотрикутникструмів (>рис.4.17),який здобуто ізвекторноїдіаграми.

Зтрикутникаструмівзнаходимо:

 

Iл = 2 Iф >cos 30° = 2 Iф = Iф .

5.Потужностітрифазного кола

Кожна фазатрифазногонавантаженняспоживаєактивну,реактивну йповнупотужності. Присиметричномунавантаженні тасхеміз'єднання фазнавантаженнязіркоюціпотужності вкожнійфазі можнарозрахувати втакийспосіб:

;

;

.


>Потужності, котріспоживають трифазинавантаження, можнарозрахувати,помноживши накількість фазнавантаження (>тобто втричі)потужності, котріспоживає одна фаза:

;

;

.

>Визначимоціпотужності черезлінійнінапруги йструми:

;

;

.

Приз'єднанні фазнавантаженнятрикутникомвирази (4.28) й (4.29)справедливі, лише вцихвиразах будуть своїфазніструми йнапруги.Визначимоціпотужності черезлінійнінапруги йструми:

;

;

.


Таким чином,потужності, котріспоживаєтрифазненавантаження (>незалежно відсхеми йогоз'єднання), можнарозрахувати втакийспосіб:

;

;

.

6.Розрахунокнерозгалуженихтрифазнихкілсинусоїдногоструму

>Розглянеморозрахункову схемутрифазноготрипровідногоелектричного кола, якускладається ізідеального генератора,з'єднаногозіркою,ідеальноїлініїелектропередачі,навантаження,з'єднаногозіркою (>рис.4.18).

>Нехай поставленодіючезначенняелектрорушійноїсили Є вфазісиметричного генератора йповні опори фазнавантаження

 

,

атакожкоефіцієнтипотужності фазнавантаження

>cos jа = >cos jb = >cos jз = >cos j .

>Потрібнорозрахуватидіючізначенняфазних йлінійних силструмів генератора йнавантаження,фазних йлінійнихнапруг генератора йнавантаження, атакожпотужності, котрівіддаються генератором йспоживаютьсянавантаженням.

Алгоритмрозрахункунаступний:

1. >Складаєморозрахункову схемуоднієїфази кола.

>Приймаємо, щопотенціал точки 0дорівнює нулю.Можна довести, що присиметричномурежимі роботи колапотенціал точки 0’такождорівнює нулю.

Тому можназ'єднати точки 0 й 0’, від чого режим роботи кола незміниться.

>Виділяємо одну фазу кола (>рис.4.19).

2. >Визначаємодіючізначення силструмів.

Уданомувипадкуфазнийструм генераторадорівнюєлінійномуструму йдорівнюєфазномуструмунавантаження.Наприклад, дляфази А >віндорівнює:

.

>Іншіструми Iв й Iз >дорівнюютьструму Iа.

3. >Визначаємодіючізначенняфазнихнапруг.

Уданомувипадкуфазнінапруги генераторадорівнюютьфазнимнапругамнавантаження.Наприклад, дляфази а воно тадорівнює:

.

>Іншінапруги Uа, Uв, Uз, Ub, Uздорівнюють Uа.

4. >Визначаємодіючізначення >лінійнихнапруг.

Уданомувипадкулінійнінапруги генераторадорівнюютьлінійнимнапругамнавантаження.Наприклад:

.


>Іншінапруги Uав, U>вс, U>са, U>bс, U>садорівнюють U>аb.

5. >Визначаємоактивнупотужність.

Уданомувипадку активнапотужність, Якавіддається генератором,дорівнюєактивноїпотужності, якоїспоживаєнавантаження:

,

де      Uф й Uл       –відповіднофазна йлінійнанапруги, У;

Iф й Iл           –відповіднофазний йлінійнийструми, А.

6. >Визначаємореактивнупотужність.

Уданомувипадкуреактивнапотужність, котравіддається генератором,дорівнюєреактивноїпотужності, якоїспоживаєнавантаження:

.

7. >Визначаємоповнупотужність.

Уданомувипадкуповнапотужність, котравіддається генератором,дорівнюєповнійпотужності, якоїспоживаєнавантаження:

.

 

>Приклад

>Трифазнесиметричненавантаженняодержуєживлення відтрифазногосиметричного генератора задопомогоюідеальноїлініїелектропередачі.Генераторз'єднанийзіркою,навантаженняз'єднанезіркою,лініяелектропередачітрипровідна.Активнийопірфазинавантаженнядорівнює 12Ом,індуктивнийопірфазинавантаженнядорівнює 16Ом.Діючезначенняе.р.с. уфазі генераторадорівнює 300 У.

>Розрахуватиданетрифазнеелектричне коло.

>Рішення.

1.Розрахункова схема кола приведено нарис.4.18, аоднієїфази – нарис.4.19.

2.Визначаємоповні опоринавантаження:

.

3.Визначаємодіючізначенняфазних йлінійних силструмів генератора йнавантаження:

.

4.Визначаємодіючізначенняфазнихнапруг генератора йнавантаження:

 

.

5.Визначаємодіючізначеннялінійнихнапруг генератора йнавантаження:

 

.

6.Визначаємо кутзсуву фазнавантаження:


.

7.Визначаємоактивнупотужність, Якавіддається генератором йспоживаєтьсянавантаженням:

.

8.Визначаємореактивнупотужність генератора йнавантаження:

.

9.Визначаємоповнупотужність, Якавіддається генератором йспоживаєтьсянавантаженням:

.

 

7.Переключеннянавантаження ззірки натрикутник

>Одержимоосновніспіввідношенняміжструмами, атакожміжпотужностями, припереключеннісхемиз'єднання фазнавантаженнязіркою на схемутрикутника (>рис.4.20).

Приз'єднанні фазнавантаженнязіркоюлінійний (>фазний)струмдорівнює:

.


>Знаходимопотужності приз'єднанні фазнавантаженнязіркою:

 

>PY = UлIл >cos > = Uл  >cos > =cos > ;

>QY =sin > ;

P.SY = .

Приз'єднанні фазнавантаженнятрикутникомлінійнийструм понадфазного в раз:

.

>Знаходимопотужності приз'єднанні фазнавантаженнятрикутником:

 

>P> = UлIл >cos > = Uл  >cos > = 3cos > ;

>Q> =3sin > ;

P.S> = 3.

>Співвідношенняміжструмамидорівнює:


.

>Знайдемоспіввідношенняміжпотужностями:

.

>Аналогічно:

 ;  .

Таким чином, припереключенні фазнавантаженнязісхемиз'єднаннязіркою на схемутрикутникалінійніструми йпотужності, котріспоживаєнавантаження,збільшуються в три рази.


Схожі реферати:

Навігація