Электрическая цепьс соединением R-,L-,C- элементов.

Стр 1 из 4Следующая ⇒

Вопрос Ток в нейтральном проводе в трехфазных цепях.

Трехфазные цепи с нейтральным проводе называют четерехпроводными цепями.

Обычно сопротивлением проводов не учитывается /

Тогда фазные напр. приемника будут равны фазн. напряжением генератора. .

При том что комплексные сопротивления равны , то токи определяются

В соответствии с 1 зак. Киргофа ток в нейтр. проводе

При симмет. напр.

При несим. напр.

Нейтр провод выравнивает фазные напряжения.

Режимы работы трехфазного премника.

Различают два вида соединений: в звезду и в треугольник. В свою очередь при соединении в звезду система может быть трех- и четырехпроводной.

Соединение в звезду

На рис. 6 приведена трехфазная система при соединении фаз генератора и нагрузки в звезду. Здесь провода АА’, ВВ’ и СС’ – линейные провода.

Линейным называется провод, соединяющий начала фаз обмотки генератора и приемника. Точка, в которой концы фаз соединяются в общий узел, называется нейтральной (на рис. 6 N и N’ – соответственно нейтральные точки генератора и нагрузки).

Провод, соединяющий нейтральные точки генератора и приемника, называется нейтральным (на рис. 6 показан пунктиром). Трехфазная система при соединении в звезду без нейтрального провода называется трехпроводной, с нейтральным проводом – четырехпроводной.

Все величины, относящиеся к фазам, носят название фазных переменных, к линии - линейных. Как видно из схемы на рис. 6, при соединении в звезду линейные токи и равны соответствующим фазным токам. При наличии нейтрального провода ток в нейтральном проводе . Если система фазных токов симметрична, то . Следовательно, если бы симметрия токов была гарантирована, то нейтральный провод был бы не нужен. Как будет показано далее, нейтральный провод обеспечивает поддержание симметрии напряжений на нагрузке при несимметрии самой нагрузки.

Поскольку напряжение на источнике противоположно направлению его ЭДС, фазные напряжения генератора (см. рис. 6) действуют от точек А, В и С к нейтральной точке N; - фазные напряжения нагрузки.

Линейные напряжения действуют между линейными проводами. В соответствии со вторым законом Кирхгофа для линейных напряжений можно записать

;

(1)

Отметим, что всегда - как сумма напряжений по замкнутому контуру.

На рис. 7 представлена векторная диаграмма для симметричной системы напряжений. Как показывает ее анализ (лучи фазных напряжений образуют стороны равнобедренных треугольников с углами при осно. вании, равными 300), в этом случае

(4)

Обычно при расчетах принимается . Тогда для случая прямого чередования фаз , (при обратном чередовании фаз фазовые сдвиги у и меняются местами). С учетом этого на основании соотношений (1) …(3) могут быть определены комплексы линейных напряжений. Однако при симметрии напряжений эти величины легко определяются непосредственно из векторной диаграммы на рис. 7. Направляя вещественную ось системы координат по вектору (его начальная фаза равна нулю), отсчитываем фазовые сдвиги линейных напряжений по отношению к этой оси, а их модули определяем в соответствии с (4). Так для линейных напряжений и получаем: ; .

Соединение в треугольник

В связи с тем, что значительная часть приемников, включаемых в трехфазные цепи, бывает несимметричной, очень важно на практике, например, в схемах с осветительными приборами, обеспечивать независимость режимов работы отдельных фаз. Кроме четырехпроводной, подобными свойствами обладают и трехпроводные цепи при соединении фаз приемника в треугольник. Но в треугольник также можно соединить и фазы генератора (см. рис. 8).

Для симметричной системы ЭДС имеем

Таким образом, при отсутствии нагрузки в фазах генератора в схеме на рис. 8 токи будут равны нулю. Однако, если поменять местами начало и конец любой из фаз, то и в треугольнике будет протекать ток короткого замыкания. Следовательно, для треугольника нужно строго соблюдать порядок соединения фаз: начало одной фазы соединяется с концом другой.

Схема соединения фаз генератора и приемника в треугольник представлена на рис. 9.

Очевидно, что при соединении в треугольник линейные напряжения равны соответствующим фазным. По первому закону Кирхгофа связь между линейными и фазными токами приемника определяется соотношениями

Аналогично можно выразить линейные токи через фазные токи генератора.

На рис. 10 представлена векторная диаграмма симметричной системы линейных и фазных токов. Ее анализ показывает, что при симметрии токов

(5)

В заключение отметим, что помимо рассмотренных соединений «звезда - звезда» и «треугольник - треугольник» на практике также применяются схемы «звезда - треугольник» и «треугольник - звезда».

Принцип действия

Машина постоянного тока может работать в двух режимах: двигательном и генераторном, в зависимости от того, какую энергию к ней подвести — если электрическую, то электрическая машина будет работать в режиме электродвигателя, а если механическую — то будет работать в режиме генератора. Однако электрические машины, как правило, предназначены заводом изготовителем для одного определенного режима работы — или в режиме генератора, или электродвигателя.

Область применения

Электрические Машины постоянного тока используют как в качестве генератора, так и вкачестве двигателя. Наибольшее применение получили двигатели постоянного тока:

- Они широко используются для привода подъёмных средств в качестве крановых двигателей.

- Приводом транспортных средств в качестве тяговых двигателей.

- Для привода устройств автоматики.

- Для привода прокатных станов.

- Для привода штатных подъёмников.

Режимы работы МПТ

Двигательный режим

Частота вращения меньше частоты вращения идеального холо-

стого хода и больше нуля, направление электромагнитного момента

совпадает с направлением частоты вращения, ток потребляется из се-

ти. Характеристики находятся в первом квадранте при прямом на-

правлении вращения и в третьем – при обратном.

Динамическое торможение

Осуществляется путём отключения обмотки якоря от питающей

сети и быстром замыкании её на тормозное сопротивление при неиз-

менном потоке возбуждения. Ток в цепи якоря течёт под действием

э.д.с. вращения:

Устройство

Биполярный транзистор состоит из трёх различным образом легированных полупроводниковых слоёв: эмиттера E, базы B и коллектора C. В зависимости от типа проводимости этих зон различают NPN (эмиттер − n-полупроводник, база − p-полупроводник, коллектор − n-полупроводник) и PNP транзисторы. К каждой из зон подведены проводящие невыпрямляющие контакты. База расположена между эмиттером и коллектором и слаболегирована, поэтому имеет большое омическое сопротивление

Каждый из p–n-переходов транзистора может быть смещён либо в

прямом, либо в обратном направлениях. В зависимости от этого различают

четыре режима работы транзистора:

1) активный (усиления). Эмиттерный переход смещён в прямом

направлении, а коллекторный – в обратном;

2) отсечки. Оба перехода смещены в обратном направлении;

3) насыщения. Оба перехода смещены в прямом направлении;

4) инверсный. Эмиттерный переход смещён в обратном направлении,

а коллекторный -– в прямом.

Электрическая цепьс соединением R-, L-, C- элементов.

Электрическая цепь постоянного тока

Составным элементом цепей переменного тока является активное сопротивление – R

, индуктивность L, емкость С -

Термин «сопротивление» для цепей переменного тока недостаточно полный, т.к. сопротивление переменному току оказывают не только те элементы, в которых энергия выделяется в виде тепла (их называют активным сопротивлением), но и те элементы цепи, в которых энергия запасается в энергетических или магнитных полях. Такие элементы называют реактивными, а их сопротивление переменному току – реактивным сопротивлением. Реактивным сопротивлением обладают индуктивность и емкость.

Установившийся синусоидальный ток в цепи с последовательным сопротивлением

Дифференциальное уравнение цепи:

(*)

Приложенное напряжение , при этом ток тоже синусоидальный:

Целесообразно принять φ _u = φ, чтобы φ _u = 0 (так как ток в цепи общий), тогда

Подставим в исходное уравнение (*):

При : возведем в квадрат и сложим:

При :

, откуда

/ :

- полное сопротивление цепи

- реактивное сопротивление

Рассмотрим случай X_L> X_C

; .

Синусоидальный ток в цепи с параллельным соединением R, L, C.

По первому закону Кирхгофа: i = i_R+i_L+i_C

Согласно закону Ома:

Таким образом, дифференциальное уравнение цепи с параллельным соединением имеет вид:

Примем

, так как

Подставляя в дифференциальное уравнение, получим

Рассмотрим : ,

Возведем в квадрат: (*)

При : , или ,

Возведем в квадрат: (**)

Сложив уравнения (*) и (**), получим:

, или

/ :

Введем обозначение - активная проводимость

- суммарная реактивная проводимость, при чем и

- полная проводимость

Сс

Закон Ома в комплексной форме

;

- закон Ома в комплексной форме

Мощность в комплексной форме

Возьмем , тогда , так как Ψ _u – Ψ _i = φ, то:

P Q

8. Векторные диаграммы для цепей с соединением R-, L-, C- элементов

Для первого случая

X_L˃ X_C U_L=IX_L

U_L˃ U_C U_c=IX_c

Для второго случая

X_L˂ X_C U_L=IX_L

U_L˂ U_C U_c=IX_c

Для третьего случая

X_L=X_C U_L=IX_L

U_L=U_C U_c=IX_c

9. Векторные диаграммы для цепей с соединением R-, L- элементов

10. Векторные диаграммы с соединением R-, C-элементов

_{12. Резонансные явления в электрических цепях переменного тока.}

_{Резонансом напряжений} _{в электрических цепях называется режим участка электрической цепи, содержащей индуктивный и емкостной элементы, при котором разность фаз между напряжением и током равна нулю} _{. Режим резонанса может быть получен при изменении частоты} _{питающего напряжения или изменением параметров элементов L и С.
При последовательном соединении возникает резонанс напряжения.}_.

_{Резонанс токов. При параллельном соединении конденсатора и соленоида (смотри рисунок), так же как и при последовательном, сила тока в цепи зависит от значений емкости и индуктивности. При изменении емкости и индуктивности при определенном их соотношении сила тока в неразветвленном участке цепи оказывается минимальной (практически близкой к нулю). При определенной частоте, называемой резонансной, реактивные составляющие проводимости могут сравняться по модулю и суммарная проводимость будет минимальной. Общее сопротивление при этом становится максимальным, общий ток минимальным, вектор тока совпадает с вектором напряжения.Такое явление называется резонансом токов.}

_13. _{Элементы трехфазной электрической цепи. Фазные, линейные токи, напряжения.}

_{Трехфазная цепь состоит из трех основных элементов: трехфазного генератора, линии передачи со всем необходимым оборудованием, приемников (потребителей). Напряжение между линейным проводом и нейтралью (Ua, Ub, Uc) называется фазным. Напряжение между двумя линейными проводами (UAB, UBC, UCA) называется линейным. Для соединения обмоток звездой, при симметричной нагрузке, справедливо соотношение между линейными и фазными токами и напряжениями:}

_{14. Симметричный и несимметричный приемники в трехфазных цепях, векторные диаграммы.}

_{Векторная диаграмма при соединении приемника звездой в случае симметричной нагрузки .}

_{15. Ток в нейтральном проводе в трехфазных цепях.}_{Нейтральный (нулевой рабочий) провод} _—_провод_{, соединяющий между собой нейтрали электроустановок в}_{трёхфазных электрических сетях}_{. При соединении обмоток}_{генератора}_{и приёмника электроэнергии по схеме «звезда» фазное}_{напряжение}_{зависит от подключаемой к каждой фазе нагрузки. В случае подключения, например, трёхфазного двигателя, нагрузка будет симметричной, и напряжение между нейтральными точками генератора и двигателя будет равно нулю. Однако, в случае, если к каждой фазе подключается разная нагрузка, в системе возникнет так называемое напряжение смещения нейтрали, которое вызовет несимметрию напряжений нагрузки. На практике это может привести к тому, что часть потребителей будет иметь пониженное напряжение, а часть повышенное. Пониженное напряжение приводит к некорректной работе подключённых электроустановок, а повышенное может, кроме этого, привести к повреждению электрооборудования или возникновению пожара.
Соединение нейтральных точек генератора и приёмника электроэнергии нейтральным проводом позволяет снизить напряжение смещения нейтрали практически до нуля и выровнять фазные напряжения на приёмнике электроэнергии. Небольшое напряжение будет обусловлено только}_{сопротивлением}_{нулевого провода.}

12 3 4 Следующая ⇒