Главная Движение носителей электрических зарядов





Рис. 4.8

При этом расположение этих точек на диаграмме должно быть таким, чтобы отрезок, соединяющий любые точки на диаграмме, по длине и фазе определял напряжение между соответствующими точками цепи.

Напряжения на фазах нагрузки тем больше отличаются друг от друга, чем больше напряжение Uf. Из выражения (4.10) и из топографической диаграммы (рис. 4.8) следует, что напряжение между нейтральными точками будет изменяться при изменении нагрузки в любой фазе, при этом с изменением 1/,., будет изменяться напряжение всех фаз приемника.

Чтобы напряжения на фазах нагрузки были одинаковыми, необходимо иметь (7jv;v = О, что может быть получено двумя способами. Во-первых, выравниванием нагрузки в фазах приемника, когда Ya= Ув = = Ус = ф, а значит, согласно (4.10),

UaXa + УвУв + УсХс

Y(Ua+Ub+Uc) q Ya+Yb+Yc + Ь

так как 11 + Ub + Uc = 0.

Во-вторых, если имеется нейтральный провод с сопротивлением 2jvjv = О (или Ул, = 00), то напряжение t/jv-jv, согласно (4.10), также принимает нулевое значение независимо от нагрузки фаз. Для этого случая построена векторная диаграмма (рис. 4.9). При обрыве нейтрального

провода (Zjv = оо) и несимметричной нагрузке напряжение Uf-n станет максимальным. В фазах нагрузки могут возникнуть перенапряжения, поэтому в нейтральный провод плавкий предохранитель не ставят.

Приемники электрической энергии можно подразделить на трехфазные и однофазные. К числу трехфазных относятся трехфазные электрические двигатели, имеющие симметричные обмотки и обеспечивающие равномерную нагрузку фаз. Такие электродвигатели включают в трехфаз-Рис. 4.9 ную цепь звездой без нейтрального провода.




Однофазные приемники, к которым относятся электрические лампы, нагревательные приборы и ряд других приемников, всегда подключают к четырехпроводной цепи. Эти приемники подключаются на фазное напряжение, которое в /з раз меньше линейного напряжения сети.

§ 4.4. Трехфазные цепи при соединеииг приемников треугольником

Соединеше треугольником при симметртчной нагрузке. Если конец каждой фазы трехфазного приемника соединить с началом следующей фазы, то образуется соединение треугольником, вершины которого подключают к линейным проводам трехпроводной пени (рис. 4.10). Если учесть сопротивление линейных проводов Z, Zb, Zc, to потенгщалы вершин этого треугольника будут отличаться от потенциалов зажимов источника, поэтому зажимы трехфазного приемника обозначены а, Ь, с. Из схемы рис. 4.10 видно, что каждая фаза приемника непосредственно подключена на линейное напряжение

1/ф = 1/л. (4.14)

Однако при соединении треугольником в отличие от соединения звездой фазные и линейные токи не равны между собой. У приемников условно принятые положительные направления линейных напряжений совпадают с условными положительными направлениями фазных токов. Применяя закон Кирхгофа к узловым точкам а, Ъ и с, определяем линейные токи:

1а = lab - lea, h = he - hbi = ha - bc- (4.15)

где Ia, h, ic - линейные токи; /„{,, /(,„ ha - фазные токи.

Из (4.15) следует, что значения линейных токов 1а, 1в, Ic равны

геометрической разности векторов соответствующих фазных токов. Зная сопротивление фаз приемника, можно определить фазные

токи по формулам

= и„ь/г„ь; ibc = Ubc/Zbc; L = ujz,,. (4.щ

Из уравнения (4.15) следует, что геометрическая сумма векторов линейных токов в трехпроводной цепи равна нулю:

iA + h + Ic = Q- (4.17)

Так как напряжения = С/ьс = Uca, то при симметричной нагрузке, т. е. когда комплексы полных сопротивлений фаз Zab = Zbc = Zca, также равны между собой фазные токи и углы сдвига их фаз по отношению к соответствующим фазным напряжениям: = 1 = ha = ф, Фоь = Фьс = = Фс« = ф.

На рис. 4.11 изображена векторная диаграмма токов и напржкений при симметричной нагрузке, соединенной треугольником. Из векторной диаграммы видно, что фазные токи сдвинуты относительно друг друга на угол 2я/3 и что линейные токи отстают от соответствующих



Ее T/V Eg



Рис. 4.10

Рис. 4.11

фазных токов на угол л/6. На основании этой же векторной диаграммы находим соотношение между линейным /j, и фазным токами: 1 =

= 2/cos30° = /3/„fc.

Такое же соотношение будет между другими линейными и фазными токами. Следовательно, при симметричной нагрузке линейные токи в /з раз больше фазных:

In = /з/ф. (4.18)

Если нагрузка симметрична, то обычно расчет проводят по одной фазе:

Соединение треугольником при несимметричной нагрузке. Несимметричной нагрузку в общем случае считают, когда сопротивление фаз аь Ф ьс 9 Zca- Однако нагрузка несимметрична и в том случае, когда сопротивление хотя бы одной из фаз не равно сопротивлениям других фаз. При несимметричной нагрузке фазные токи, углы сдвига фаз между фазными токами и напряжениями, а также линейные токи различные. При этом фазные токи определяют, как и при симметричной нагрузке, по формулам (4.16), а линейные токи - по формулам (4.15).

Линейные токи можно также определить и графическим путем, построив векторную диаграмму напряжений и токов (рис. 4.12). Построение векторов линейных токов на диаграмме производится в соответствии с выражениями (4.15).

Необходимо отметить, что, согласно (4.15), геометрическая сумма векторов линейных токов в трехфазной цепи при несимметричной нагрузке фаз, соединенных треугольником, так же как и при симметричной нагрузке, равна нулю.

Если пренебречь сопротивлением линей- ных проводов, то напряжения фаз приемника будут равны напряжениям источника. В этом случае фазы приемника независимы друг от друга, т. е. изменение сопротивления в какой-либо одной фазе приемника


Рис. 4.12



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 [28] 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148


0.501