Курс лекции и примеры решения задач по электротехнике и электронике

Электротехника
Расчет трансформатора
Выбор типа выпрямителя
Выбор типа сглаживающего фильтра
Определение тока холостого хода
Расчет магнитной системы
Методы расчета электрических цепей
Курсовая работа
Метод проводимостей
Метод узловых и контурных уравнений
Метод законов Кирхгофа
Метод контурных токов
Метод узловых потенциалов
Метод двух узлов
Расчет электрических цепей переменного тока
Расчёт трёхфазной цепи
Векторные диаграммы переменных токов
Мощность переменного тока
Активные и реактивные составляющие токов и напряжений
Резонанс в электрических цепях
резонанса токов
Достоинства трехфазной системы
Мощность трехфазной цепи
Расчет магнитных цепей
Магнитносвязанные электрические цепи
Сложная цепь с магнитносвязанными катушками
Круговая диаграмма тока и напряжений
Топологические методы расчета
Уравнения Ома и Кирхгофа в матричной форме
Вращающееся магнитное поле
Расчет токов коротких замыканий
Курсовая работа по ТОЭ
Анализ линейных электрических цепей
Расчет методом узловых потенциалов
Расчет методом эквивалентного генератора
Расчет методом контурных токов
Переходные процессы в линейных цепях
Сборник задач с решениями по ТОЕ
Цепи постоянного тока
ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
ТРЕХФАЗНЫЕ ЦЕПИ
Лабораторные по электротехнике
ИССЛЕДОВАНИЕ НЕЛИНЕЙНЫХ ЦЕПЕЙ
ИССЛЕДОВАНИЕ КАТУШКИ
ИССЛЕДОВАНИЕ УТРОИТЕЛЯ ЧАСТОТЫ
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЫПРЯМИТЕЛЕЙ
ИССЛЕДОВАНИЕ ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИКА
ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ФИЛЬТРОВ
ЧАСТИЧНЫЕ ЕМКОСТИ В СИСТЕМЕ ПРОВОДНИКОВ
Доказать закон Ома с помощью эксперимента
Линейные цепи
  • Электрический ток
  • Источник ЭДС и источник тока
  • Электрическая энергия и электрическая мощность
  • Закон Ома для участка цепи, содержащего ЭДС
  • Преобразование линейных электрических схем
  • Метод преобразований треугольника резисторов
  • Расчет разветвленной электрической цепи с помощью законов Кирхгофа
  • Метод двух узлов
  • Принцип наложения
  • Резистор, индуктивная катушка и конденсатор в цепи
  • Анализ цепей синусоидального тока с помощью векторных диаграмм
  • Параллельное включение приемников энергии
  • Мощности цепи синусоидального тока
  • Комплексный метод расчета цепей синусоидального тока
  • Мощности в комплексной форме
  • Электрические цепи с взаимной индуктивностью
  •  

    ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ТРЕХФАЗНЫЕ ЦЕПИ

     ПОНЯТИЕ О ТРЕХФАЗНОЙ СИСТЕМЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ЦЕПЕЙ

    Трехфазная система электрических цепей представляет собой совокупность электрических цепей, в которых действуют три синусоидальные э. д. с. одной и той же частоты, сдвинутые друг относительно друга по фазе и создаваемые общим источником энергии.

    Если все три э. д. с. равны по значению и сдвинуты по фазе на 120° по отношению друг к другу, то такая система э. д. с. называется сим-

    Рис. Трехфазная система э.д.с.:

    а — симметричная; б, в — несимметричная

    симметричной (рис.а). Если э. д. с. не равны по значению (рис. б) или сдвинуты друг относительно друга на угол, неравный 120° (рис. в), то такая система э. д. с. называется несимметричной. Аналогично определяются трехфазные системы напряжений и токов.

    Часть трехфазной системы электрических цепей, в которой может протекать один из токов трехфазной системы, называется фазой. Таким образом, фазой являются обмотка генератора, в которой индуцируется э.д.с., и приемник, присоединенный к этой обмотке. Это второе значение термина «фаза», которое широко используется в практической электротехнике.

    Трехфазная система была разработана в конце прошлого века известным русским электротехником М. О. Доливо-Добровольским. Она получила широкое распространение во всех странах мира. В настоящее время вся электроэнергия вырабатывается на электростанциях трехфазными генераторами, передается к местам потребления по трехфазным линиям передачи и основная ее доля используется в трехфазных приемниках.

    Преимущества трехфазной системы основываются, по мнению М. О. Доливо-Добровольского, главным образом на двух ее свойствах, которые используются при эксплуатации не только в совокупности, но и порознь. Это экономичная и на большие расстояния передача и превосходное качество двигателей.

    В устройствах выпрямления применяют шести- и двенадцатифазные системы, в устройствах автоматики и телемеханики — двухфазные системы.

      ПОЛУЧЕНИЕ ТРЕХФАЗНОЙ СИСТЕМЫ Э.Д.С.

    Трехфазная система э. д. с. создается трехфазными генераторами. В неподвижной части генератора (статоре) размещают три обмотки, сдвинутые в пространстве на 120°. Это фазные обмотки, или фазы, которые обозначают А, В и С. Этими же буквами обозначают начало обмоток фаз генератора. Концы обмоток обозначают соответственно X, Y и Z. На рис.б показано, как изображают на схемах обмотки генератора с условными положительными направлениями э. д. с.

    Каждая фазная обмотка генератора изображена на рис.а одним витком (у реальных генераторов каждая обмотка имеет множество витков, расположенных в нескольких соседних пазах, занимающих некоторую дугу внутренней окружности статора). На вращающейся части генератора (роторе) располагают обмотку возбуждения, которая питается от источника постоянного тока. Ток обмотки возбуждения создает магнитный поток Ф0, постоянный (неподвижный) относительно ротора, но вращающийся вместе с ним с частотой n. Вращение ротора осуществляется каким-либо двигателем.

    Благодаря конструктивным приемам магнитный поток Ф0 в воздушном зазоре между статором и ротором распределяется по синусоидальному закону по окружности. Поэтому при вращении ротора вращающийся вместе с ним магнитный поток пересекает проводники обмоток статора (А—X, В—У и С—Z) и индуцирует в них синусоидальные э. д. с. В момент времени, которому соответствует изображенное на рисунке взаимное положение статора и ротора, в обмотке фазы А индуцируется максимальная э. д. с. Еm, так как плоскость этой обмотки совпадает с осевой линией полюсов ротора и проводники обмотки пересекаются магнитным потоком максимальной плотности. Через промежуток времени Т/3, соответствующий 1/3 оборота ротора, осевая линия его полюсов совпадает с плоскостью обмотки фазы В и максимальная э. д. с. Еm индуцируется в фазе В. Еще через 1/3 оборота ротора максимальная э. д. с. индуцируется в фазе С. При следующих оборотах ротора процесс повторяется.

    Таким образом, э. д. с. в каждой последующей фазе будет отставать от э. д. с. в предыдущей фазе на 1/3 периода, т. е. на угол 2p/З.

    рис. Принципиальная схема трехфазного генератора (а ) и изображение фазных обмоток генератора на схемах (б).

    Если принять, что для фазы А начальная фаза равна нулю, то э. д. с. фазы А

     

    а э. д. с. фаз В и С соответственно

     

     

      

    Максимальные (амплитудные) значения всех э.д.с. и их частоты будут одинаковыми, так как число витков фазных обмоток одинаково и э.д.с. индуцируются одним потоком Ф0. Изменение фазных э.д.с. еА, еВ, еС показано на рис.

    Действующее значение фазной э.д.с. трехфазной системы определяется по формуле. При равных амплитудах действующие значения э.д.с. всех фаз равны. При сдвиге по фазе на 2p/3 они образуют симметричную систему. Если при условном положительном направлении вращения векторов (против часовой стрелки) вектор э. д. с.  отстает по фазе от вектора э. д. с. , а вектор э. д. с.  отстает по фазе от вектора э. д. с. , то такая система векторов э. д. с. образует прямое чередование фаз (рис. а). Если за вектором э. д. с.  следует сначала вектор э. д. с. , а затем вектор э. д. с. , то такая система векторов э. д. с. образует обратное чередование фаз (рис. б).

    При представлении трехфазной системы э. д. с. комплексными числами принято э. д. с. фазы А совмещать с положительным направлением вещественной оси (рис. ). Тогда при прямом чередовании фаз

     

     

    Рис. Изображение трехфазной системы э.д.с. в комплексной плоскости

     

     

    где Е — действующее значение э. д. с.

    При симметричной системе э. д. с., как это видно из формул , векторная сумма э. д. с. равна нулю:

     

    СОЕДИНЕНИЕ ОБМОТОК ГЕНЕРАТОРА И ФАЗ ПРИЕМНИКА ЗВЕЗДОЙ Каждая фаза трехфазного генератора может являться источником питания для однофазного приемника. В этом случае схема электрической цепи имеет вид, изображенный на рис. , т. е. каждая фаза работает отдельно от других, хотя в целом цепь является трехфазной. Это трехфазная несвязанная система.

    СОЕДИНЕНИЕ ОБМОТОК ГЕНЕРАТОРА И ФАЗ ПРИЕМНИКА ТРЕУГОЛЬНИКОМ Соединение обмоток генератора или фаз приемника, при котором начало одной фазы соединяется с концом другой, образуя замкнутый контур, называется соединением треугольником .

    НАПРЯЖЕНИЕ МЕЖДУ НЕЙТРАЛЬНЫМИ ТОЧКАМИ ГЕНЕРАТОРА И ПРИЕМНИКА

    Лабораторные по электротехнике