.

Лабораторные работы по электротехнике

Построение векторных диаграмм для трехфазной звезды

В любом случае построение диаграммы начинают с равностороннего треугольника линейных напряжений. Затем отмечают на диаграмме нулевую точку генератора 0, которая всегда находится в центре тяжести треугольника, то есть на расстоянии 2/3 высоты. И после этого решают вопрос о положении нулевой точки нагрузки 0’. При этом возможны два случая:

1) в случае симметричной нагрузки и в случае когда ZN=0 даже при несимметрии нагрузки нулевая точка генератора 0 и нагрузки 0’ совпадают;

2) при отсутствии нейтрали или при ZN¹0 в случае несимметричной нагрузки нуль генератора и нуль нагрузки не совпадают.

Для определения положения точки 0’ необходимо из вершин треугольника А, В, С на диаграмме провести дуги радиусом UA, UB, UC. Точка пересечения трех дуг даст 0’. Или можно U0’0 подсчитать по методу двух узлов.

При построении векторов токов необходимо рассматривать каждую фазу в отдельности и учитывать, что при активной нагрузке ток и напряжение совпадают по фазе, а при реактивной нагрузке возникает сдвиг по фазе тока относительно напряжения на угол . Сдвиг по фазе φ

откладывается от тока к напряжению.

Пример 1-1.

Как изменятся токи (рис. 1.6) после замыкания рубильника, если RA=RB=RC=R ?

 


Решение

Сначала рассмотрим режим, когда рубильник открыт. При этом имеем режим симметричной нагрузки. Токи каждой фазы одинаковы по величине и совпадают по фазе с напряжением. Отложим их из точки 0’ (рис. 1.7). Ток нейтрали İN=İA+İB+İC=0.

Теперь рассмотрим другой режим, когда рубильник замкнут. Диаграмма напряжений будет прежняя, изменится ток фазы А, который обозначим İ’A.

  . Появляется ток нейтрали, который определим геометрическим суммированием трех фазных токов: İN = İ’A+İB+İC = 2İA+İB+İC=İA (рис. 1.7).

Пример 1-2.

Как изменятся токи после отключения рубильника цепи (рис. 1.8), если R1=R2=R3 ?

Решение

В случае когда рубильник замкнут, имеет место режим симметричной нагрузки: токи фаз, равные по величине, совпадают по фазе с напряжениями: İN=İA+İB+İC=0 (рис. 1.9).

Когда рубильник открыт, İ’A=0 ; İB, İC – не изменяются. Ток нейтрали İ’N=İ’A+İB+İC= İB+İC (рис. 1.9).

 

Пример 1-3.

Каждая фаза потребителя (рис. 1.10) содержит лампы накаливания, имеющие одинаковые номинальные мощности и напряжения. Определить напряжения UA и UB при сгорании предохранителя C и одновременном обрыве нулевого провода. Считать, что сопротивление ламп не зависит от тока. 

 


Решение

В номинальном режиме до аварии лампы каждой фазы были под фазными напряжением Uф . Все лампы светились одинаково. Точки 0 и 0’ совпадали, напряжение каждой фазы равно соответствующей ЭДС генератора (рис. 1.11).

После аварии лампы фазы С отключились, а так как нулевой провод оборван, то нагрузка фазы А и фазы В соединены между собой последовательно и подключены к линейному напряжению . При этом 

 

На векторной диаграмме точка 0’ разделит UAB в отношении, пропорциональном сопротивлению соответствующих фаз, то есть 2:1 (рис.1.11).

Лампа фазы A может перегореть, так как на ней напряжение выше номинального, а лампы фазы B будут гореть менее ярко, чем до аварии.

Построить диаграмму токов и напряжений для цепи

Соединение трехфазной цепи треугольником Чтобы соединить генератор в треугольник, нужно связать конец каждой фазы с началом следующей; в результате фазы генератора образуют замкнутый контур. При таком соединении симметричного генератора с отключенной нагрузкой ток внутри него не возникает, так как сумма ЭДС контура равна нулю.

Как изменятся токи в цепи: 1) если замкнется рубильник; 2) если сгорит предохранитель Пр1 ?

Мощность трехфазной системы

Нелинейные магнитные цепи при постоянном токе Основные законы магнитных цепей Большинство электротехнических устройств (электрические машины, трансформаторы, реле и др.) основано на использовании магнитного поля.

Второй закон Кирхгофа для магнитной цепи: Алгебраическая сумма падений магнитного напряжения по замкнутому контуру уравновешивается алгебраической суммой намагничивающих сил (МДС) этого контура.

Закон Ома для пассивной магнитной ветви.

Пример. Расчёт неразветвлённой магнитной цепи. Во всех участках неразветвлённой магнитной цепи, если пренебречь потоком рассеяния , проходит один и тот же поток (аналогия с током в неразветвлённой электрической цепи). Значение индуктивности  и напряжённости магнитного поля  могут быть различны. Однако цепь можно разбить на участки одинакового сечения и материала, в пределах каждого из которых напряжённость  не меняется.


Исследование линейной электрической цепи постоянного тока