загрузка...
загрузка...
На головну

Трифазний струм і його отримання

  1.  III стадія - отримання металевого алюмінію
  2.  III стадія - отримання чорнової міді
  3.  IV стадія - отримання чистої міді
  4.  IV. Отримання статистичного матеріалу.
  5.  А) отримання моделей систем на основі рівняння Ньютона
  6.  Ароматичні аміни. Анілін, толуїдини - отримання, хімічні властивості.
  7.  Ацетооцтовий ефір, отримання складно-ефірної конденсацією.

Широке застосування змінного струму в промислових електроенергетичних установках почалося після 1891р., Коли М. о. Доливо-Добровольським була розроблена і освоєна система трифазного змінного струму.

Основними достоїнствами трифазного струму перед однофазним змінним струмом є:

1. Можливість отримання двох експлуатаційних напруг - лінійного і фазного;

2. Економія кольорових металів, необхідних на спорудження ліній передач однієї і тієї ж потужності досягає 25%;

3. Можливість щодо легкого отримання обертового магнітного потоку, покладеного в основу принципу роботи трифазних асинхронних двигунів, простих по конструкції, зручних в роботі і надійних в експлуатації.

Отримання трифазного змінного струму можна пояснити на найпростішої моделі трифазного генератора, що складається з трьох частин: статора, ротора і обмотки збудження (рис 3.1.)

Мал. 3.1 Найпростіша модельтрехфазного генератора.

Статор генератора збирається з тонких листів електротехнічної сталі. На статорі розміщуються три однакові обмотки, зміщені один від одного на 120о: А-х, В-у, С-z, де А, В, С - початку обмоток, х, у, z - відповідні кінці обмоток. Усередині статора поміщений ротор, який може обертатися навколо своєї осі за допомогою будь-якого джерела енергії (паровий або гідравлічної турбіни, двигуна внутрішнього згоряння і т. Д.) На ротор намотана обмотка збудження.

Якщо привести в обертання ротор, і до обмотки збудження підвести постійна напруга, то виникає обертове магнітне поле, постійне по величині і пронизує витки обмоток А-х, В-у, С-z. При цьому в кожній обмотці статора, відповідно до закону електромагнітної індукції, індукується ЕРС. В силу тотожності обмоток наводяться в них ЕРС будуть однаковими за амплітудою і частотою, але зсунутими за фазою відносно один одного на 120о.

У момент часу t1, В обмотці А-х наводиться ЕРС, миттєве значення якої дорівнює: ea = EmAsin?t

При повороті ротора на 120о, В обмотці У-у наводиться ЕРС, миттєве значення якої відстає по фазі від миттєвого значення ЕРС в котушці А-х на 120о.eb = EmBsin (?t-120o)

При повороті ротора ще на 120о, В обмотці С-z наводиться ЕРС, яка відстає від ЕРС в котушці А-х на 240о: ec = EmCsin (?t-240o)

Хвильові діаграми ЕРС всіх трьох фаз генераторапріведени

на рис. 3.2.

Мал. 3.2 Хвильова діаграма ЕРС трифазної системи змінного струму.

Векторна діаграма амплітудних значень ЕРС mA, mB, mC

являє собою симетричну трипроменеву зірку (рис. 3.3).

Рис 3.3 Векторна діаграма ЕРС трифазної системи змінного струму.

Для такої системи справедливо співвідношення

mA + mB + mC= 0

Дійсно, як видно з рис. 3.3, геометрична сума трьох векторів ЕРС рівних за величиною і зсунутих друг від друга на 120о дорівнює нулю, і така система отримала назву симетричному трифазному системи ЕРС. Симетрична трифазна система ЕРС володіє тим властивістю, що сума миттєвих значень фазних ЕРС в будь-який момент часу дорівнює нулю: eA+ eB+ eC= 0

3.2. З'єднання зіркою.

Чотирипровідна система трифазного струму

Якщо об'єднати між собою три кінця обмоток генератора х, у, z і три висновки опорів навантаження ZA, ZB, ZC в загальні точки N іn, а вільні початку обмоток генератора А, В, С і висновки опорів навантаження, з'єднати відповідно між собою, то вийде з'єднання зіркою.

Якщо загальні точки Nіnтакже з'єднати між собою, то вийде чотирипровідна трифазна система змінного струму (рис. 3.4), що також називається з'єднання зіркою з нульовим проводом. Обмотки генератора NА, NВ і NС називаються фазами генератора, а опору ZA, ZB, ZC- Фазами навантаження.

Мал. 3.4. Чотирипровідна система трифазного струму.

Точки NИ n називаються відповідно нульовою точкою генератора і нульовою точкою навантаження, а провід Nn називається нульовим або нейтральним проводом.

Провід АА, ВВ і СС називаються лінійними проводами.

Напруга між лінійним і нульовим проводами називають фазною напругою і позначають через UA, UBі UC. Напруга між двома лінійними проводами називають лінійною напругою і позначають через UAB, UBCі UCA.

Як видно на рис. 3.4 до опорам навантаження ZA, ZBі ZC підведені фазні напруги, позитивні напрямки яких показані стрілками. У трифазних ланцюгах змінного струму розрізняють лінійні Iл і фазні Iф струми. Лінійними називають струми IА IВ і IС, Що проходять по лінійним дротах. Токи, що проходять по обмотках генератора або по опорам навантаження - називаються фазними струмами.

При з'єднанні зіркою кожна фаза генератора, лінійний провід і фаза навантаження, з'єднані між собою послідовно, і через них проходить один і той же струм. Отже, при з'єднанні зіркою лінійний струм дорівнює фазному, т. Е.Iл = Iф.

У трифазних ланцюгах при з'єднанні зіркою фазні струми викликаються тільки фазними напругами і між ними існують співвідношення, які визначаються законом Ома:

IА = IВ = IС=

Зрушення по фазі між фазним струмом і фазним напруженням визначається за формулами:

сos?А=  ; сos?В=  сosС=

Величину струму, що протікає по нульовому проводу, визначають як геометричну суму фазних струмів:

У трифазних ланцюгах розрізняють симетричні і несиметричні навантаження. Навантаження називається симетричною, якщо опору і кути зсуву між струмом і напругою всіх фаз навантаження однакові, т. Е.

ZA = ZB = ZC; ?A= ?B= ?C.(3.1)

Есліхотя б одна з умов (3.1) не виконується, навантаження трифазної системи називається несиметричною.

Складемо систему рівнянь для визначення миттєвих значень лінійних напруг:

uAB= uA + (-uB)

uBC= uB + (-uC) (3.2)

uCA= uC + (-uA)

У діючих значеннях напруг система (3.2) буде справедлива у векторній формі

AB= A - B

BC= B - C (3.3)

CA= C - A

На основі рівнянь (3.3) побудуємо полярну векторну діаграму фазних і лінійних напруг (рис. 3.5). Векторна діаграма називається полярною, якщо все вектора починаються з однієї і тієї ж точки, званої полюсом.

Мал. 3.5 Полярна векторна діаграма напруг чьотирьох трифазної системи «зірка».

З діаграми видно, що всі три лінійних напруги рівні між собою і зміщені один від одного на 120о.

З рівнобедреного трикутника OMN знаходимо:

OM = 2OD = 2ONcos30o =  ON

Так як Uл= UAB= OM, Uф= UA= ON, тоокончательнополучаемUл = Uф.

Таким чином, в чьотирьох системі «зірка» лінійна напруга в  раз більше фазної напруги.

Чотирипровідна система трифазного струму «зірка» застосовується для харчування несиметричного навантаження, наприклад, освітлювальної, де симетричність навантаження порушується при відключенні ламп розжарювання, що включаються в одну з фаз.

Освітлювальна навантаження, що представляє собою певне число ламп розжарювання, включених в кожну з фаз паралельно один одному, є чисто активним навантаженням.

Проаналізуємо роботу чьотирьох трифазної системи «зірка» для симетричною і несиметричною активного навантаження для чого побудуємо топологічні векторні діаграми напруг і струмів (рис.3.6). Зауважимо, що при активному навантаженні вектора струмів будуть збігатися по фазі з векторами відповідних напружень, що полегшує аналіз.

а) б)

Рис.3.6. Топографічна векторна діаграма чьотирьох трифазної системи «зірка» при активному навантаженні: а) симетрична навантаження; б) несиметрична навантаження

Для симетричною активного навантаження

ZA = ZB = ZC = RA = RB = RC

IA = IB = IC = IФ = =

З (рис. 3.6 а) отримуємо A + B + C = 0.

Для несиметричною активного навантаження ZA = RA; ZB = RB; ZC = RC; RA ? RB ? RC; IA ? IB ? IC.

N = A + B + C.

Аналіз роботи чьотирьох системи трифазного струму, включеної за схемою зірка, дозволяє зробити наступні висновки:

1. Лінійні струми рівні фазним.

2. Всі лінійні напруги рівні між собою і зміщені один від одного на 120о.

3. Всі фазні напруги рівні між собою і в  разів менше лінійних напруг, незалежно від симетричності навантаження.

4. При несиметричного навантаження струм в нульовому проводі визначається як геометрична сума фазних струмів (  ), При симетричному навантаженні струм в нульовому проводі дорівнює нулю (  = 0).

 




 Паралельне з'єднання опорів. |  Змішане з'єднання опорів. |  Холостойходікороткоезамиканіе. |  Метод безпосереднього застосування законів Кірхгофа |  Метод контурних струмів. |  Отримання однофазного змінного струму. |  Ланцюг змінного струму з активним опором |  Ланцюг змінного струму з індуктивним опором. |  резонанс напруг |  Поняття еквівалентної провідності. |

загрузка...
© um.co.ua - учбові матеріали та реферати