Трехфазные электрические цепи. Общие положения и определения

↑

▷ Содержание

Стр 1 из 3Следующая ⇒

 Трехфазные электрические цепи

1 Общие положения и определения

Трехфазной электрической цепью или трехфазной системой цепей называют такую систему, в которой действуют три синусоидальные ЭДС, одинаковой частоты и амплитуды, сдвинутые друг относительно друга по фазе на угол 120° и создаваемые общим источником энергии. Этим источником является трехфазный синхронный генератор.

Часть трехфазной системы, в которой может протекать один из ее токов, называется фазой. В каждой фазе следует различать начало (A, B, C) и конец (X, Y, Z).

Обмотки трехфазных генераторов, как правило, соединяются по схеме “звезда” (рисунок 4.1). Соединением в “звезду” называется такое, при котором три начала или три конца фаз соединяются в общую точку, называемую нулевой или нейтральной.

Рисунок 4.1 - Схема соединения обмоток трехфазного генератора “звезда”

От начала обмоток A, B, C, и нейтральной точки N выводят провода, по которым энергия передается приемникам (потребителям). Провода, соединяющие начала обмоток источника и приемника называют линейными, а провод, соединяющий нейтральные точки источника питания и приемника - нейтральным проводом или нейтралью.

Напряжения  между линейными проводами (рисунок 4.1), называют - линейными напряжениями, а токи  в линейных проводах - линейными токами. Напряжения  между нейтральным проводом и соответствующими линейными проводами называют фазными напряжениями.

Положительное направление токов в линейных проводах принято в сторону потребителей, а в нейтральном проводе в сторону источника.

Приемниками электрической энергии могут быть включены в трехфазную сеть двумя способами: “звездой” или “треугольником”. На рисунке 4.2 представлена схема соединения генератора и нагрузки по схеме “звезда - звезда” с нейтральным проводом.

Рисунок 4.2 - Соединение генератора и нагрузки по схеме “звезда - звезда”

Напряжения - фазные напряжения приемника,  - фазные напряжения генератора. Из схемы видно, что

.                                                       (4.1)

Соотношения между линейными и фазными напряжениями определяются в общем случае по второму закону Кирхгофа (в геометрической или комплексной форме):

                                                                         (4.2)

Для нагрузки:

                                                                            (4.3)

При соединении потребителей “звездой”, когда , а  справедливо соотношение

                                                                             (4.4)

Ток в нейтральном проводе определяется по первому закону Кирхгофа

                                                                        (4.5)

При симметричной нагрузке , ток в нейтральном проводе отсутствует, поэтому необходимость в нем отпадает.

При несимметричной нагрузке  токи в фазах различны, но за счет нейтрального провода напряжения на каждой фазе приемника с изменением нагрузки остаются практически постоянными по величине и равными фазному напряжению генератора. Таким образом, нейтральный провод обеспечивает симметрию фазных напряжений приемника при несимметричной нагрузке.

Генератор и потребитель могут быть соединены по схеме “звезда - треугольник” (рисунок 4.3).

Рисунок 4.3 - Соединение генератора и нагрузки по схеме “звезда-треугольник”

При соединении потребителя “треугольником” фазные напряжения всегда равны соответствующим линейным:

                                                                                 (4.6)

Фазные и линейные токи не равны между собой, соотношения между ними можно получить по первому закону Кирхгофа (в геометрической или комплексной форме):

                                                                           (4.7)

Независимо от характера нагрузки геометрическая сумма линейных токов равна нулю.

                                                                        (4.8)

При симметричной нагрузке соотношение между модулями фазных  и линейных токов  определяется выражением

                                                                              (4.9)

Рассмотрим несколько примеров расчета трехфазных цепей.

Познавательные статьи:



Формы дистанционного обучения

Передача мяча двумя руками снизу

Значение правильной осанки для жизнедеятельности человека

Основные ошибки при выполнении передач мяча на месте