Трехфазный переменный ток
Рис. 1.13. Схема включения однофазных и трехфазных электроприемников в трехфазную сеть трехфазную четырехпроводную систему с напряжением 380/220 В. Группа ламп накаливания EL соединена звездой, однофазный электродвигатель Ml включен на линейное напряжение U" = 380 В, нагревательный элемент ЕКтакже включен на линейное напряжение UAC, трехфазный электродвигатель М2 соединен звездой, батарея… Читать ещё >
Трехфазный переменный ток (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
Трехфазный переменный ток — это система трех синусоидальных токов, сдвинутых по фазе один относительно другого на треть периода.
Трехфазный переменный ток получил широкое распространение благодаря его важным преимуществам по сравнению с постоянным током:
трехфазный переменный ток одного напряжения легко преобразовать в трехфазный ток другого напряжения с помощью трансформатора, что используют, например, при передаче электроэнергии на большие расстояния;
получают экономию металла, расходуемого на провода (30…50%);
легко получают вращающееся магнитное поле, которое используется в асинхронных электродвигателях.
Трехфазный переменный ток получают с помощью генератора трехфазного тока, который состоит из двух основных частей: неподвижной — статора Сг и вращающейся — ротора Р (рис. 1.9).
Статор набирают из отдельных кольцеобразных изолированных один от другого специальным лаком листов электротехнической стали толщиной 0,3…0,5 мм для уменьшения потерь от вихревых токов. Три обмотки (фазы генератора) АХ, BY и CZ укладывают в специально выштампованные на внутренней поверхности статора пазы. Оси обмоток сдвинуты одна относительно другой на угол 120°.
Ротор трехфазного генератора — это двухили более полюсный постоянный магнит (или электромагнит), расположенный на валу. В мощных генераторах ротор набран, так же, как и статор, из
Рис. 1.9. Устройство трехфазного генератора: а — схематическое изображение; 6 — графики ЭДС.
отдельных изолированных стальных листов и имеет обмотку возбуждения, которая питается постоянным током.
Ротор генератора приводится во вращение первичным двигателем — водяной паровой или газовой турбиной, двигателем внутреннего сгорания и т. п. Так как силовые линии магнитного поля вращающегося ротора неодновременно пересекают витки фазных обмоток генератора, то ЭДС обмоток сдвинуты одна относительно другой на 1/3 периода, как показано на рисунке 1.9. В любой момент времени сумма мгновенных значений ЭДС в обмотках трехфазного генератора равняется нулю.
Каждая из обмоток фаз трехфазного генератора может служить самостоятельным источником энергии и питать отдельный электроприемник. При этом получают так называемую несвязанную трехфазную систему.
У каждой фазы генератора различают начало (А, В, С) и конец (*, У, Z).
При соединении всех трех концов или трех начал фаз генератора в одну точку, как показано на рисунке 1.10, получают соединение, называемое звездой (условное обозначение У). При соединении конца первой фазы с началом второй, конца второй с началом третьей и конца третьей с началом первой фазы (рис. 1.11) получают соединение, называемое треугольником (условное обозначение Д).
Рис. 1.11. Соединение фаз генератора и потребителя треугольником
Рис. 1.10. Соединение фаз генератора и потребителя звездой
Трехфазные генераторы, трансформаторы, электроприемники, питаемые ими, и провода их соединяющие образуют трехфазную систему.
При соединении фаз генератора (трансформатора) звездой точку, в которой соединены все фазы (точка N), называют нулевой, а провод Nn, идущий от нее к приемникам электрической энергии, — нейтральным проводом, или нулевым. Нулевую точку генератора (трансформатора) в ряде случаев заземляют.
Рис. 1.12. Векторная диаграмма напряжений и токов трехфазной четырехпроводной системы электроснабжения
Провода Аа, Вв и Сс, соединяющие фазы генератора и фазы электроприемника, называют линейными. Между линейными проводами действуют линейные напряжения UAg, Uао U. во а между нейтральным проводом и каждым из линейных действует фазное напряжение UA, Ug, ис?
Соотношение между линейными и фазными напряжениями в трехфазной системе при соединении фаз генератора звездой легко установить по векторной диаграмме (рис. 1.12).
напряжения больше в V3 раз фазных
При этом линейные jokh равны фазным (/л = /ф), а линейные
Линейные токи:
где Ua, UB, Uc — фазные напряжения; ZA, ZB. Zc — сопротивления фаз приемника.
Ток в нулевом проводе IN равен геометрической (векторной) сумме линейных токов
При соединении фаз генератора и электроприемника треугольником (рис. 1.13) линейные напряжения UAg, Ubo Uca одновременно являются и фазными. Фазные токи электроприемника.
где ZAB, ZBC, Zqa — сопротивление фаз элсктроприемника.
Линейные токи в этом случае равны геометрической (векторной) разности фазных токов:
Линейные токи в V3 раз больше фазных.
Активная мощность трехфазной системы при соединении фаз электроприемника звездой и треугольником равна сумме мощностей отдельных фаз.
При равномерной нагрузке фаз.
Мощность, потребляемая трехфазными электроприемниками,.
В сельскохозяйственном производстве получила распространение трехфазная четырехпроводная система 380/220 В (звезда с нейтральным проводом), которая позволяет иметь два значения напряжения, отличающиеся в Траза. В практике находит применение также трехфазная система с напряжением 660/380 В.
Электроприемники, включаемые в трехфазную сеть, могут быть как однофазными, так и трехфазными. Трехфазная система может иметь симметричную или несимметричную нагрузки. Симметричная нагрузка — это нагрузка, у которой все три фазы имеют одинаковые активные и реактивные составляющие сопротивлений. Если это требование не выполняется, то нагрузку называют несимметричной. Формулы (1.31) и (1−32) справедливы для симметричных нагрузок.
Фазы трехфазных электроприемников соединяют звездой или треугольником в зависимости от номинального напряжения, на которое рассчитан электроприемник. На рисунке 1.13 показана схема включения однофазных и трехфазных электроприемников в
Рис. 1.13. Схема включения однофазных и трехфазных электроприемников в трехфазную сеть трехфазную четырехпроводную систему с напряжением 380/220 В. Группа ламп накаливания EL соединена звездой, однофазный электродвигатель Ml включен на линейное напряжение U" = 380 В, нагревательный элемент ЕКтакже включен на линейное напряжение UAC, трехфазный электродвигатель М2 соединен звездой, батарея конденсаторов СВ — треугольником.