Трехфазные цепи при соединении приемников звездой,(нагрузка симметричная).

Трехфазные цепи – это совокупность трех однофазных цепей, в которых действуют синусоидальные э. д. с. одной и той же частоты, сдвинутые по фазе друг относительно друга на угол 2π/3. Источником электрической энергии в трехфазной цепи является синхронный генератор, в трех обмотках которого, конструктивно сдвинутых друг относительно друга на угол 2π/3 и называемых фазами, индуцируются три э. д. с., фазы которых, в свою очередь, также сдвинуты относительно друг друга на угол  2π/3.

Волновая диаграмма мгновенных ЭДС.

Для симметричной трехфазной системы э. д. с., согласно справедливо равенство:

При соединении фаз источника звездой концы фаз X, У, Z Объединены в общую точку N, называемую нейтральной, а начала фаз А, В, С c помощью проводов соединены с приемником тремя проводами, которые называются линейными. Такую трехфазную систему называют трехпроводной.

При соединении фаз источника треугольником (рис. 6) необходимо подключить конец каждой фазы к началу следующей, т. е. конец X первой фазы – с началом В второй фазы, конец У второй фазы - с началом С третьей фазы и конец У третьей фазы – с началом А первой фазы. Начала фаз А, В, С c помощью проводов соединяют с приемниками

Напряжение между началом и концом фазы источника называют фазным U_ф. Например, при соединении звездой фазными являются напряжения между началами фаз и нейтральной точкой источника N.

Фазными токами (I_Ф) называются токи, проходящие через каждую фазу источника или приемника. Напряжения между началами А, В, С фаз источника или между линейными проводами называются линейными напряжениями U_л а токи в линейных проводах – линейными токами I_Л. При соединении фаз симметричного источника звездой связь между линейными и фазными напряжениями записывается выражением: При соединении фаз источника треугольником линейные напряжения равны фазным:

При соединении приемников звездой, концы фаз приемников соединены в общий узел N’. При этом концы всех фаз генератора соединены в общий узел N, а начала фаз – с нагрузкой .

Так как при соединении звездой фазы генератора соединены последовательно с фазами нагрузки, линейные токи одновременно являются и фазными токами: I_л=I_ф

Согласно первому закону Кирхгофа, ток в нейтральном проводе:

При симметричной нагрузке  и , поэтому токи в фазах приемника равны по значению и сдвинуты по фазе на один и тот же угол.

ток в нейтральном проводе равен нулю. Поэтому при симметричной нагрузке нейтральный провод не нужен.

Зная фазные напряжения и сопротивления нагрузки, находим токи:

Так как при симметричной нагрузки токи в фазах равны, то достаточно определить только ток в одной из фаз трехфазной цепи.

При несимметричной нагрузке сопротивления приемника не одинаковы, т. е. Z_A¹Z_B¹Z_C. Для несимметричных нагрузок применяют четырехпроводные цепи, так как напряжения на фазах нагрузки различны. При этом нарушается соотношение между фазными и линейными напряжениями U_Л=√3U_ф, причем на одних фазах нагрузки напряжение становится большим, а на других – меньшим, чем √3

Наличие нейтрального провода в цепи с несимметричной нагрузкой позволяет выравнивать напряжение на фазах приемника. т. е. нейтральный провод обеспечивает симметрию фазных напряжений приемника.

Если напряжения источника U_A,U_B ,U_c , образуют симметричную систему, то при отсутствии нейтрального провода напряжения на фазе нагрузки U_a U_b U_c, несимметричны, что видно из векторной диаграммы

Чтобы напряжение в фазах нагрузки было одинаково нужно задействовать два способа:

1) Выравниванием нагрузки в фазах приемника;

2) Подключение нейтрального провода.

 соединении нагрузки треугольником )Если конецкаждой фазы трехфазного приемника соединить с началом следующей фазы, то образуется соединение треугольником, вершины которого подключают к линейным проводам трехпроводной цепи

при соединении треугольником в отличие от соединения звездой фазные и линейные токи не равны между собой. Применяя закон Кирхгофа к узловым точкам а, b с определяем линейные токи:

где I_A ,I_B ,I_C  – линейные токи; I_ab ,I_bc ,I_ca – фазные токи.                           

Так как напряжения U_ab=U_bc=U_ca , то при симметричной нагрузке, т. е. когда комплексы полных сопротивлений фаз Z_ab=Z_bc=Z_ca , также равны между собой фазные токи и углы сдвига их фаз по отношению к соответствующим фазным напряжениям; I_ab=I_bc=I_ca=I_ф ,φ_ab= φ_bc= φ_ca= φ

При симметричной нагрузке линейные токи в √3 раз больше фазных:

Соединение треугольником при несимметричной нагрузке. Несимметричной нагрузку в общем случае считают, когда сопротивление фаз .. При несимметричной нагрузке фазные токи, углы сдвига фаз между фазными токами и напряжениями, а также линейные токи различные. При этом фазные токи определяют, как и при симметричной нагрузке

Мощность трехфазных цепей.

Полная :                                                     Активная                                         Реактивная

Активная и реактивная мощности при симметричной нагрузке:

Полная мощность при симметричной нагрузке:

Независимо от схемы соединения симметричной нагрузки имеем следующие выражения мощностей:

Познавательные статьи:



Формы дистанционного обучения

Передача мяча двумя руками снизу

Значение правильной осанки для жизнедеятельности человека

Основные ошибки при выполнении передач мяча на месте