Соединение приемников «звездой» без нейтрального провода. Симметричная и несимметричная нагрузка. Векторные диаграммы.

Схема. при симметричной нагрузке нейтральный провод вообще может отсутствовать и трехфазная система становится трехпроводной.

 

Симметричная нагрузка. Расчет токов трехпроводной системы при симметричной нагрузке в схеме звезда – звезда без нейтрального провода ничем не отличается от расчета токов в четырехпроводной системе звезда — звезда с нейтральным проводом и ведется на одну фазу: напряжение , для фазы а напряжение , ток

.

Несимметричная нагрузка. Если , симметрия фазных напряжений и токов нарушается.

Линейные напряжения в случае генерато­ра большой мощности не изменяются при изменении режи­ма приемников, но потенциал нейтральной точки приемни­ка уже не равен нулю.

Напряжение между двумя узлами — смещение нейтрали

где – комплексные проводимости фаз приемника.

Фазные напряжения приемника не равйтралны фазным напряжениям генератора из-за смещения неи: , , . Токи в фазах приемника и в линии определяются по закону Ома: , , .

 

1. Соединение приемников треугольником. Векторные диаграммы при симметричной и несимметричной нагрузках.

Кажд фаза приемника включ на лин напряж генератора, поэтому эти же напряж явл фазными напряж приемныка:U_ab=U_AB… токи в проводах м/д генер и приемн наз-ся линейн, а в фазах приемн – фазными. Токи в фазах расч по з-ну ома: I_ab=U_ab/Z_ab.

Сущ соотнош м/д лин и фаз напряж: U_Л=Ö3U_Ф.

Топографическая диаграмма линейных напряжений, как и для схемы соединения звездой, представляет собой замкнутый треугольник Векторную диаграмму токов, совмещенную с топографической диаграммой напряжений, строят на­чиная с фазных токов I_ab,I_bc I_ca, При сим нагр Z_ab= Z_bс= Z_са= Z_ф= Z_фе^jφ действующее знач токов в фазах одинак и токи сдвинуты относительно соответ фазных напряжений на один и тот же угол и относительно друг друга на 120.

6. Мощность трехфазной цепи.Мощность при несимметричной нагрузке. Трехфазная цепь представляет собой совокупность трех однофазных цепей, поэтому активная и реактивная мощности трехфазной цепи равны суммам мощностей отдельных фаз. Активная P=Р_a+Р_b+Р_c для схемы звезда и P=Р_ab+Р_bc+Р_caдля схемы треуголник. Активная мощность каждой фазы рассчитывается так же, как и для однофазного приемника:Р_ф=UIcosφ=RI² Реактивная мощность трехфазной цепи Q = Q_a+Q_b+Q_c для схемы соединения фаз приемника звездой или Q = Q_ab+Q_bc+Q_ca для схемы соединения треугольником. Реактивная мощность каждой фазы рассчитывается так же, как и для однофазного приемника:Q_ф=UIsinφ=XI² Полная мощность S=(P²+Q²)^1\2 Мощности трехфазной цепи могут быть определены в комплексной форме.S=P+jQ=(Р_a+Р_b+Р_c)+j(Q_a+Q_b+Q_c). При симметричной нагрузке мощности всех фаз одинаковы, поэтому мощность трехфаз цепи равна утроенной мощности одной фазы. P=3P_ф Q=3Q_ф S=3S_ф таким образом, при симметричной нагрузке формулы мощности независимо от схемы одинаковы.

Трансформаторы.

1. Устройство однофазного трансформатора. Режим холостого хода. Коэффициент трансформации.

Трансформатор представляет собой статическое электромагнитное устройство, предназначенное для преобразования переменного (синусоидального) тока одного напряжения в переменный ток другого напряжения той же частоты.

По числу фаз трансформаторы подразделяются на однофазные и трехфазные. Каждая фаза трансформатора имеет первичную обмотку (к ней энергия подводится от источника) и вторичную обмотку (с нее энергия поступает к потребителю). Вторичных обмоток у трансформатора может быть несколько — в этом случае трансформаторы называются многообмоточными. Таким образом, однофазные трансформаторы имеют как минимум две обмотки.

У трансформатора две основные части: магнитопровод и обмотки. Трансформаторы большой мощности, кроме того, имеют систему охлаждения. Часть магнитопровода, на которой размещены обмотки, называется стержнем, а остальная часть, замыкающая магнитопровод, — ярмом.

Они чаще всего выполняются в виде цилиндрических катушек из медных или алюминиевых изолированных друг от друга проводов круглого или прямоугольного сечения.

Первичная и вторичная обмотки обычно располагаются на одном стержне. Обмотки низшего напряжения помещаются ближе к стержню, а обмотки высшего напряжения — снаружи. Между обмотками находится изолирующий цилиндр. Такая конструкция позволяет уменьшить потоки рассеяния и экономит изоляционный материал для катушек высшего напряжения.

По способу охлаждения трансформаторы делятся на сухие и масляные. Трансформаторы малой мощности (примерно до 20 кВ • А) изготовляют сухими. Они либо естественно ох­лаждаются воздухом, либо обдуваются при помощи венти­ляторов. Трансформаторы средней и большой мощности выполняются масляными. В этом случае магнитопровод с обмотками располагают в баке с трансформаторным маслом. Масло помимо отвода тепла предохраняет обмотки трансформатора от соприкосновения с воздухом, что замедляет старение изоляции и увеличивает ее пробивную прочность Режимом холостого хода называется режим работы трансформатора при разомкнутой вторичной обмотке (рис.). При питании первичной обмотки от источника синусоидального напряжения и₁ ток первичной обмотки i_1x (МДС ) вызывает в магнитопроводе синусоидальный магнитный поток Ф, который, пронизывая обмотки счислами витков w ₁ и w₂ наводит в них согласно закону электромагнитной индукции ЭДС е₁ и е₂. Действующие значения этих ЭДС ;

т. е. ЭДС в обмотках пропорциональны числам витков.

Коэффициентом трансформации называется отношение номинального - высшего напряжения трансформатора к номинальному низшему напряжению: причем под номинальными напряжениями понимаются но­минальные напряжения в режиме холостого хода.

 

 

2. Работа трансформатора под нагрузкой. Уравнение электрического состояния обмоток.

3.

Рабочий режим — это работа трансформатора при подключенных потребителях или под нагрузкой (под нагрузкой понимается ток вторичной цепи — чем он больше, тем больше нагрузка). К трансформатору подключаются различного рода потребители: электри­ческие двигатели, освещение и т. п.

Уравнениеэлектрического состояния.ЭДС e₁ направлена про­тив положительного направления тока i₁, а положительное направление тока i₂ вторичной обмотки совпадает по на­правлению с ЭДС е₂.

Уравнение, составленное по второму закону Кирхгофа для первичной цепи:

или

,

где R₁i₁ — падение напряжения на активном сопротивле­нии провода первичной обмотки; и_1d — падение напряже­ния на сопротивлении рассеяния первичной обмотки.

В комплексной форме

Уравнение, составленное по второму закону Кирхгофа для вторичной цепи:

,

где и₂ — напряжение на выводах вторичной обмотки; R₂i₂ – падение напряжения на активном сопротивлении проводов вторичной обмотки; — падение напряжения на сопротивлении рассеяния вторичной обмотки. В комп­лексной форме:

МАШИНЫ ПОСТ ТОКА

Маш пост тока. Конструкция.

Маш обладают св-м обратимости, т.е могут работать как в режиме генератора, так и в режиме двигателя. В режиме генератора они преобраз мех эн в эл эн пост напряж, а в реж двигателя осущ обрат преобраз.

Сост из 2-х основ частей: неподвиж – статора и вращ – ротора, называемого якорем. Статор сост из станины, глав и дополн полюсов, подшип щитов. Станина вып-ет ф-ю магнитопровода. Глав полюсы служ для созд-я пост во времени маг поля. Подшип щиты закрыв статор с торцов.Якорь сост из сердечника, обмотки и коллектора.

2. Принцип действ генер пост тока.

Можно престав в виде витка, вращ-го в маг поле. Принцип основан на явл эл/маг индукции. Виток привод-ся во вращ от внеш приводного двиг-ля. Проводники витка пересек мгнов поле и в них наводятся ЭДС, направо пред по правилу прав руки. По ходу витка определ результир эдс: е=е₁+е₂. При повороте витка на 180 проводники из зоны одного полюса переход в зану др-го и направл эдс измен-ся на обратное. Коллектор пластины не только обеспеч соед с внеш цепью, но и вып роль переключ-го устр-ва.

 

Принцип действ двиг-ля.

Можно престав в виде витка, вращ-го в маг поле. По з-ну эл/маг силы взаимод-е тока i и маг поля B созд силу f, к-я направ перпенд-но В и i. Направл силы f оредел-ся правилом лев руки. Пара сил создает вращ момент. Концы проводников и коллект пластины вступ в контакт со щетками др полярности. Направл тока в цепях измен на противоп. Виток непрерыв враж в маг поле и может приводить во вращ вал раб механизма. Коллектор не только обеспеч контакт внеш цепи, но и преобраз пост ток во внеш цепи в перемен ток в витке.