Несимметричная нагрузка приемника

При симметричной системе напряжений и несимметричной нагрузке, когда Za ≠ Zb ≠ Zc и φa ≠ φb ≠ φc токи в фазах потребителя различны и определяются по закону Ома

İa = Úa / Za; İb = Úb / Zb; İc = Úc / Zc.

Ток в нейтральном проводе İN равен геометрической сумме фазных токов

İN = İa + İb + İc.

Напряжения будут Ua Несимметричная нагрузка приемника = UA; Ub = UB; Uc = UC, UФ = UЛ / , благодаря нейтральному проводу при ZN = 0.

Как следует, нейтральный провод обеспечивает симметрию фазных напряжений приемника при несимметричной нагрузке.

Потому в четырехпроводную сеть включают однофазовые несимметричные нагрузки, к примеру, электронные лампы накаливания. Режим работы каждой фазы нагрузки, находящейся под постоянным фазным напряжением генератора, не Несимметричная нагрузка приемника будет зависеть от режима работы других фаз.

Векторная диаграмма при несимметричной нагрузке приведена на рис. 3.9

19. . Соединение потребителей звездой без нейтрального провода. Случаи симметричной и несимметричной нагрузки. Векторная диаграмма. Напряжение смещения нейтрали.

Схема соединений в звезду без нулевого провода

При равномерной либо симметричной нагрузке всех 3-х фаз, когда во всех фазах Несимметричная нагрузка приемника включены схожие активные и реактивные сопротивления (RA =RB = RCи ХA=ХВ=ХС), фазные токи iA, iB и iC будут равны по величине и смещены от соответственных фазных напряжений на равные углы. В данном случае получаем симметричную систему токов, при которой токи iA, iB, iC будут смещены по фазе друг относительно друга Несимметричная нагрузка приемника на угол 120°, а ток i0 в нулевом проводе в хоть какой момент времени равен нулю (рис. 208,б).

Разумеется, что при равномерной нагрузке можно удалить нулевой провод и передавать электронную энергию источника к приемнику по трем линейным проводам 1, 2 и 3Такая схема именуется «звезда без нулевого провода». При трехпровод-ной системе передачи Несимметричная нагрузка приемника электронной энергии в каждое мгновение ток по одному (либо двум) проводу проходит от источника трехфазного тока к приемнику, а по двум другим (либо одному) протекает назад от приемника к источнику. Векторная диаграмма напряжений для схемы «звезда без нулевого провода» при равномерной нагрузке фаз будет такая же, как и Несимметричная нагрузка приемника для схемы «звезда с нулевым проводом. Такими же будут и соотношения меж фазными и линейными токами и напряжениями:

Iл= IФ и Uл= ?3 UФ

Необходимо подчеркнуть, что схема «звезда без нулевого провода» может быть использована только при равномерной нагрузке фаз. Фактически это имеет место только при подключении к источникам трехфазного тока электронных Несимметричная нагрузка приемника движков, потому что каждый трехфазный электродвигатель оснащен 3-мя схожими обмотками, которые умеренно нагружают все три фазы. При неравномерной нагрузке напряжения на отдельных фазах нагрузки будут разными. На неких фазах (с наименьшим сопротивлением) напряжение уменьшится, а на других возрастет по сопоставлению с обычным, что является недопустимым.

Рис. 209. Схема «звезда Несимметричная нагрузка приемника без нулевого провода»

Фактически неравномерная нагрузка фаз появляется при питании трехфазным током электронных ламп, потому что в данном случае рассредотачивание тока меж всеми 3-мя фазами не может быть гарантировано (отдельные лампы могут врубаться и выключаться в личном порядке). В особенности небезопасны в схеме «звезда без нулевого провода» обрыв Несимметричная нагрузка приемника либо куцее замыкание в одной из фаз. Можно показать методом построения соответственных векторных диаграмм, что при обрыве в одной из фаз напряжение в других 2-ух фазах миниатюризируется до половины линейного, вследствие чего лампы, включенные в эти фазы, будут пылать с недокалом. При маленьком замыкании в одной из фаз напряжение Несимметричная нагрузка приемника в других фазах возрастает до линейного, т. е. в ?З раз, и все лампы, включенные в этих фазах, перегорят. Потому при схеме «звезда с нулевым проводом» во избежание разрыва цепи нулевого провода в ней не устанавливают предохранители и выключатели.

20.Крутящееся магнитное поле трехфазного тока. Картина поля для нескольких моментов времени Несимметричная нагрузка приемника.

Действие всякой многофазной машины переменного тока основано на использовании явления вращающегося магнитного поля.
Крутящееся магнитное поле можно создавать с помощью хоть какой многофазной системы переменного тока, т. е. системы с числом фаз — две, три и т. д.
Выше было отмечено, что наибольшее распространение получил трехфазный переменный ток Несимметричная нагрузка приемника. Потому разглядим - крутящееся магнитное поле трехфазной обмотки машины переменного тока (рис. 73).

На статоре размещены три катушки, оси которых смещены взаимно на углы 120°. Любая катушка для наглядности изображена одним витком. В реальности катушки имеют огромное число витков. Знаками А, В, С обозначены начала катушек; Х, Y, Z — концы их. Катушки соединены звездой Несимметричная нагрузка приемника, т. е. концыX, Y, Z. соединяются меж собой, образуя общую нейтраль, а начала А, В, С подключаются к трехфазной сети переменного тока.
Катушки могут быть соединены и треугольником.
По катушкам протекают синусоидальные токи с схожими амплитудами (Im) и частотой (ω = 2πf), фазы которых сдвинуты на 1/3 периода (рис. 74).

Токи, протекающие Несимметричная нагрузка приемника в катушках, возбуждают переменные магнитные поля, магнитные полосы которых будут пронизывать катушки в направлении, перпендикулярном их плоскостям.
Как следует, средняя магнитная линия либо ось магнитного поля, создаваемого катушкой А — X, будет ориентирована под углом 90° к плоскости этой катушки.
Направления магнитных полей всех 3-х катушек показаны на рис. 73 векторами ВA Несимметричная нагрузка приемника, ВB и ВC, сдвинутыми один относительно другого также на 120°.
Условимся считать положительными направления токов в катушках от начала к концу обмотки каждой фазы. При всем этом в проводниках статора, присоединенных к исходным точкам A, В и С, токи, принятые положительными, будут ориентированы на зрителя, а в проводниках, присоединенных к конечным Несимметричная нагрузка приемника точкам X, Yи Z, — от зрителя (см. рис. 73).
Положительным фронтам токов будут соответствовать положительные направления магнитных полей, показанные на том же рисунке и определяемые по правилу буравчика.
На рис. 74 приведены кривые токов всех 3-х катушек, которые позволяют отыскать секундное значение тока каждой катушки для хоть какого момента Несимметричная нагрузка приемника времени.
Не касаясь количественной стороны явления, определим поначалу направление магнитного поля, сделанного трехфазным током, для разных моментов времени.
В момент t = 0 ток в катушке А — X равен нулю, в катушке В — Y отрицателен, в катушке С — Zположителен.
Как следует, в этот момент тока в проводниках А и X нет, в проводниках Несимметричная нагрузка приемника С и Z он имеет положительное направление, а в проводниках В и Y — отрицательное направление (рис. 75, а).

Таким макаром, в избранный нами момент t = 0, в проводниках С и Y ток ориентирован на зрителя, а в проводниках В и Z — от зрителя.
При таком направлении тока, согласно правилу Несимметричная нагрузка приемника буравчика, магнитные полосы сделанного магнитного поля ориентированы снизу ввысь, т. е. в нижней части внутренней окружности статора находится северный полюс, а в высшей части — южный.
В момент t1 в фазе А ток положителен, в фазах В и С — отрицателен. Как следует, в проводниках Y, А и Z ток ориентирован на зрителя Несимметричная нагрузка приемника, а в проводниках С, X и В — от зрителя (рис. 75, б) и магнитные полосы магнитного поля направлены на 90° по часовой стрелке относительно собственного исходного направления.
В момент t2 ток в фазах А и В положителен, а в фазе С отрицателен. Как следует, в проводниках А, Zи В ток Несимметричная нагрузка приемника ориентирован на зрителя, а в проводниках Y, С и X от зрителя и магнитные полосы магнитного поля направлены еще на больший угол относительно собственного исходного направления (рис. 75, в).
Таким макаром, во времени происходит непрерывное и равномерное изменение направления магнитных линий магнитного поля, сделанного трехфазной обмоткой, т. е. это магнитное Несимметричная нагрузка приемника поле крутится с неизменной скоростью. В нашем случае вращение магнитного поля происходит по часовой стрелке.
Если поменять чередование фаз трехфазной обмотки, т. е. поменять подключение к сети всех 2-ух из 3-х катушек, то поменяется и направление вращения магнитного поля.
На рис. 76 показана трехфазная обмотка, у которой катушки В и С подключены Несимметричная нагрузка приемника к сети по-другому (по сопоставлению с рис. 73). По направлению магнитных линий магнитного поля для ранее избранных моментов времени t = 0, t1 и t2 видно, что вращение магнитного поля происходит сейчас против часовой стрелки.

Магнитный поток, создаваемый трехфазной системой переменного тока в симметричной системе катушек, является величиной Несимметричная нагрузка приемника неизменной и в хоть какой момент времени равен полуторному значению наибольшего потока одной фазы, т. е.

Это можно обосновать, определив результирующий магнитный поток Φ для хоть какого момента времени.
Так, для момента t1, когда ωt = 90°, токи в катушках принимают последующие значения:

Как следует, магнитный поток ΦA катушки А в избранный момент имеет Несимметричная нагрузка приемника наибольшее значение и ориентирован по оси этой катушки, т. е. положителен. Магнитные потоки катушек В и С в два раза меньше наибольшего и отрицательны (рис. 77).

Геометрическую сумму потоков ΦA, ΦB, ΦC можно отыскать, построив их поочередно в принятом масштабе в виде отрезков. Соединив начало первого отрезка с концом последнего Несимметричная нагрузка приемника, получим отрезок результирующего магнитного потока Φp. Численно этот поток будет в полтора раза больше наибольшего потока одной фазы.
К примеру, для момента времени t1 в согласовании с рис. 77 результирующий магнитный поток

Φp = ΦA + ΦB cos 60° + ΦC cos 60°, (92)

потому что в этот момент результирующий поток совпадает с потоком ΦA Несимметричная нагрузка приемника и смещен относительно потоков ΦB и ΦC на 60°.
Имея в виду, что в момент t1 магнитные потоки катушек принимают значения результирующий магнитный поток можно выразить так:

В момент t = 0 результирующее магнитное поле было ориентировано по вертикальной оси (см. рис. 74). За время, равное одному периоду конфигурации тока в катушках, магнитный поток Несимметричная нагрузка приемника оборотится на один полный оборот в пространстве и будет вновь ориентирован по вертикальной оси, так же как и в момент t = 0.
Если частота тока f, т. е. ток проходит f циклов в секунду, то магнитный поток трехфазной обмотки совершит f оборотов за секунду либо 60 · f об/мин, т. е Несимметричная нагрузка приемника.

n1 = 60 ° f, (93)

где n1 — число оборотов вращающегося магнитного поля за минуту.
Мы разглядели простой случай, когда токи в обмотке возбуждают магнитный поток, образующий одну пару полюсов.
Если обмотку статора выполнить так, что провода каждой фазы будут объединены в 2, 3, 4 и т. д. однообразные группы — катушки, симметрично расположенные по окружности статора, то Несимметричная нагрузка приемника число пар полюсов будет соответственно равно 2, 3, 4 и т. д.
На рис. 78 показана обмотка одной фазы, состоящая из 3-х симметрично расположенных по окружности статора катушек и образующая 6 полюсов либо три пары полюсов.

В многополюсных обмотках магнитное поле за один период конфигурации тока поворачивается на угол, соответственный расстоянию меж 2-мя Несимметричная нагрузка приемника одноименными полюсами.
Таким макаром, если обмотка имеет 2, 3, 4 и т. д. пары полюсов, то магнитное поле за время 1-го периода переменного тока поворачивается на 1/2, 1/3, 1/4 и т.д. части окружности статора. В общем случае, обозначив буковкой р число пар полюсов, найдем, что путь, пройденный магнитным полем за один период конфигурации тока Несимметричная нагрузка приемника, равен одной р-той толики окружности статора. Как следует, число об/мин магнитного поля назад пропорционально числу пар полюсов, т. е.


neprerivnoe-obespechenie-materialami-ili-tovarami-proizvodstvennogo-ili-torgovogo-processov-v-sluchae-razlichnih-nepredvidennih-obstoyatelstv.html
neprerivnoe-professionalnoe-razvitie-medicinskih-rabotnikov.html
neprerivnost-funkcii-b-v-novish-visshaya-matematika.html