Трехфазный ток

1.

Вопросы:
1. Какой ток принято называть переменным?
2. Промышленный переменный ток имеет форму …
3. При анализе и расчете цепей переменного тока используют …
диаграммы.
4. Чем вырабатывается переменный ток?
5. Записать формулу для мгновенного значения тока.
6. Какой буквой обозначается амплитуда тока? Что такое амплитуда?
7. Какой буквой обозначается период? Что такое период?
8. Какой буквой обозначается частота тока? Что такое частота?
9. Какой буквой обозначается циклическая частота? Что такое
циклическая частота?
10. Записать формулу циклической частоты через период?
11. Что такое активное сопротивление?
12. Что такое индуктивное сопротивление?
13. Что такое емкостное сопротивление?
14. Записать формулу полного сопротивления.
15. Записать закон Ома для переменного тока.

2.

Задание на 11.12.21
1. Ответить на вопросы (1 слайд)
2. Составить конспект – 3-хфазные
системы (3-14 слайд).
3. Включение 3-х фаз «звездой»
(15-20 слайд).

3.

Принцип построения трехфазной
системы
Объединение в одной линии электропередачи нескольких цепей
переменного тока с независимыми источниками
электроэнергии называется многофазной системой.
Трехфазная система: генератор трехфазного переменного тока
трехфазный трансформатор
асинхронный двигатель
Трехфазной системой переменного тока называется
совокупность трех однофазных переменных токов
одинаковой частоты и амплитуды, сдвинутых друг
относительно друга по фазе на 1/3 периода (120°).
Отдельные цепи, составляющие, трехфазную систему,
называют фазой.

4.

Преимущества 3-х фазной
системы
экономичность производства и передачи
энергии по сравнению с однофазными
цепями;
возможность сравнительно простого
получения кругового вращающегося
магнитного поля, необходимого для
трехфазного асинхронного двигателя;
возможность получения в одной установке
двух эксплуатационных напряжений –
фазного и линейного.

5.

Трехфазная цепь состоит из трех
основных элементов:
трехфазного генератора, в котором
механическая энергия преобразуется в
электрическую с трехфазной системой ЭДС;
линии передачи со всем необходимым
оборудованием;
приемников (потребителей), которые могут быть
как трехфазными (например, трехфазные
асинхронные двигатели), так и однофазными
(например, лампы накаливания).

6.

Генераторы переменного тока

7.

Генераторы переменного тока
При одинаковых габаритах, массе
активных материалов (стали и
меди) и потерях энергии
мощность однофазной машины в
1,5 раза меньше мощности
трехфазной машины.
Поэтому для электрификации
используется трехфазная система
переменного тока.

8.

Устройство трехфазного
генератора
Состоит из трех одинаковых
изолированных друг от друга
обмоток, расположенных на
статоре и разнесенных в
пространстве на 120°.
В центре статора вращается
электромагнит
По з. э/м индукции
еA=Е0 sin t
eB=E0 sin( t-120°)
или eB=E0 sin( t-2π/3)
eC=E0 sin( t-240°)
или eC=E0 sin( t+2π/3).

9.

Диаграмма ЭДС 3-х фазной
сети
eA+eB+eC=0

10.

Способы соединения
обмотки
звезда треугольник
Отдельные фазы обозначают латинскими буквами А, В и С.
Этими же буквами обозначают начала обмоток генератора.
Концы обмоток – буквами X, Y и Z

11.

Векторная диаграмма
1. ЭДС, равные
по величине и
сдвинутые по
фазе на 120°
симметричная
2. Полные сопротивления
нагрузок всех трех фаз
как по величине, так и по
характеру одинаковы
несимметричная

12.

13.

14.

Соединение обмоток
генератора.
Соединении обмоток генератора звездой:
концы всех трех фаз соединяют в общую точку О,
а к началам подсоединяют провода, отводящие энергию
в сеть.
три провода называются линейными, а напряжение между
любыми двумя линейными проводами —
линейным напряжением

15.

Соединение звездой
I0
I Am sin
I B t;
IC
IA=I
IB=Im sin( t120°);
IC=Im sin( t240°)
Векторная
диаграмма
I0=0
провод ОО’ нулевой

16.

Точка соединения концов
обмоток генератора или концов
нагрузок называется нулевой.
Провода, соединяющие начала
обмоток генератора с
приемниками электроэнергии,
называются линейными.
Система трехфазного тока с
нулевым проводом называется
четырехпроводной.

17.

Фазный провод (фаза) предназначен
для подачи электричества к
потребителю.
Назначение нулевого провода
состоит в выравнивании асимметрии
напряжений при разном значении
нагрузки в фазах.
Он соединяет нулевые точки
источника и потребителя при их
соединении в «звезду».

18.

Типы напряжений и токов
линейные
UЛ
UЛ=
IЛ
IЛ=IФ
фазные
3 UФ
UФ
IФ
Напряжение между двумя линейными проводами
называется линейным (380В), а между линейным и
нулевым проводом – фазным (220В).
Токи, протекающие в линейных проводах, называются
линейными, а в нагрузках фаз – фазными.

19.

20.

21.

22.

Соединение обмоток
генератора.
Соединении обмоток генератора треугольником:
начало каждой фазы соединяется с концом другой фазы.
Таким образом, три фазы генератора образуют замкнутый
контур.
при соединении обмоток генератора
треугольником линейное напряжение равно
фазному: Uл = Uф.

23.

Соединение треугольником
e AB e BC e CA 0
Линейные напряжения
I A I AB I CA
I B I BC I AB
IС ICA I BC
Линейные и фазные
токи
IA+IB+IC=0

24.

Типы напряжений и токов
линейные
IЛ
UЛ
фазные
IЛ =
3 IФ
UЛ=UФ
IФ
UФ
Линейное напряжение создает каждая линейная
обмотка. У потребителя, соединенного треугольником,
линейное напряжение подключается к зажимам
фазного сопротивления.
Токи, протекающие в линейных проводах, называются
линейными, а в нагрузках фаз – фазными.

25.

Мощность трехфазной системы
Р=РА+РВ+РС=
=IФA UФA cos A+IФB UФB cos B+IФC UФC cos C
При симметричной нагрузке:
Р=3 IФ UФ cos .

26.

Активная мощность в
симметричной трехфазной цепи
,
P=3Pф=3UфIф cos φф
P=√3UлIлcos φф

27.

Реактивная мощность
трехфазной цепи
Q=QA+QB+QC =UAIAsin φA + UBIBsin φB+
+UCICsin φC
В симметричной трехфазной цепи суммарная
реактивная мощность равна утроенной
реактивной мощности одной фазы:
Q=3Q =3UфIфsinφ ф =
=√3 UлIлsin φ л

28.

Полная мощность
трехфазной цепи
S = 3UфIф= √3UлIл.
Мгновенная мощность трехфазной цепи
равна сумме мгновенных мощностей фаз; в
симметричной трехфазной цепи она
постоянна, равна активной мощности, а сама
цепь называется уравновешенной.

29.

30.

Соединение треугольником выполняется таким
образом, чтобы конец фазы А был соединен с
началом фазы В, конец фазы В соединен с
началом фазы С и конец фазы С соединен с
началом фазы А. К местам соединения фаз
присоединяют линейные провода. Если обмотки
генератора соединены треугольником, то
линейное напряжение создает каждая линейная
обмотка. У потребителя, соединенного
треугольником, линейное напряжение
подключается к зажимам фазного сопротивления.
Следовательно, при соединении треугольником
фазное напряжение равно линейному: Uл=Uф.

31.

Векторная диаграмма
Из со сторонами
IA, (-ICA), IAB
IA
I AB cos 30 0
2
IЛ=
3 IФ

32.

У двигателей и у других потребителей
трехфазного тока в большинстве
случаев наружу выводят все
шесть концов обмоток, которые по жела
нию можно соединять либо звездой, либ
о треугольником
. Обычно к трехфазной машине
крепится доска из изоляционного
материала (клеммная доска), на
которую и выводят все шесть концов.

33.

34.

Наиболее часто применяется
соединение обмоток в звезду, что
объясняется щадящим режимом для
электрического привода или
трансформатора.
При соединении обмоток в звезду, ток
протекающий по обмоткам имеет
меньшие значение нежели при
соединении в треугольник.
В тот момент, как напряжение больше
на величину корня из 1,4.

35.

Соединение треугольником,
используется в случаях
мощных механизмов и
больших пусковых нагрузок.
Имея большие показатели
тока, протекающего по
обмотки, двигатель получает
большие показатели ЭДС
самоиндукции, что в свою
очередь гарантирует больший
вращающий момент.

36.

Преимущества соединения
обмоток в треугольник
Повышения мощности
оборудования.
Меньшие пусковые токи.
Большой вращающийся момент.
Увеличенные тяговые свойства.

37.

Имея большие пусковые нагрузки и
одновременно используя схему
соединения звезда, можно нанести
урон двигателю.
Это связано с тем, что двигатель имеет
меньшие значение тока, что приводит к
меньшим показателям величины
вращающегося момента.
Момент пуска такого двигателя и выход
его на номинальные параметры может
быть продолжительным, что может
привести к тепловому воздействию
тока, которые во время коммутации
может превышать номиналы тока в 710 раз.

38.

Вопросы