что это такое, описание и характеристики
Профессиональные электрики хорошо разбираются в понятиях фаза и ноль. Разобраться в терминологии и уметь определять параметры электрических сетей будет полезно простым обывателям и новичкам профессий, так или иначе связанных с электромонтажными работами. Подобные знания позволят безопасно подключить бытовые приборы, оборудование, розетки или осветительную арматуру.
Что такое фаза и ноль
Ток поступает в помещение от генераторов, установленных на подстанциях. Из агрегата выходят три фазы и один ноль. Движение электричества закольцовано. По фазовому проводу ток поступает к потребителям, а выходит обратно с помощью нулевого и возвращается в трансформатор. Если движение остановлено, то электроэнергия отсутствует.
Источник: avatars.mds.yandex.netПриборы с помощью розетки включаются в это движение. Возникает вопрос, почему нулевой провод, по которому тоже проходит электричество, не опасен.
Тело человека обладает нулевым потенциалом. Нулевой провод заземлен, его потенциал сбрасывается в землю. При отсутствии разницы в потенциалах движение электрического тока отсутствует. Таким образом, человек не получает удара. Опоры электропередач и подстанции конструируют таким образом, чтобы потенциал с ноля сбрасывался в землю.
Фаза предназначена для движения электрического тока.
Когда электроприбор подключается с помощью розетки, цепь замыкается. В случае, когда нулевой провод сбрасывает этот потенциал на ближайшей опоре, а человек касается оголенного ноля этой точки, потенциал будет сбрасываться через проводник по пути наименьшего сопротивления, то есть через тело.
По этой причине электрооборудование в обязательном порядке заземляется. В этом случае при повреждении проводки и протекания потенциала через корпус устройства, потенциал будет сбрасываться в землю, и не пройдет через человека при контакте. Фаза всегда обладает потенциалом, а нулевой провод только в том случае, когда есть соединение с фазовым кабелем через нагрузку, то есть подключенный потребитель, и до ближайшего места сброса этого потенциала в землю.
Варианты определения проводников «фаза»/«ноль»
Важно соблюдать технику безопасности для обозначения параметров электропроводки.
Для этого необходимо использовать специальные приборы. Предварительно следует остановить движение тока, чтобы цепь не была замкнута нагрузкой. Ремонтируемый участок электропроводки отключается от общей цепи. Существует несколько простых способов отличить фазу и ноль в домашних условиях.
Как правило, провода обладают цветной маркировкой. Корректность выбора цвета определяется качеством работ и опытом специалиста. Поэтому доверять подобной индикации следует не всегда, лучше проверить самостоятельно фазу и ноль, либо поставить задачу опытному электрику.
Проверка с помощью электрической лампы
Способ достаточно прост для применения. Понадобиться стандартный патрон и лампочка. Два провода необходимо соединить со штатными местами подключения патрона. Один из проводников следует соединить с заземлением в розетке, а второй – подключить к любому силовому разъему. Если при подключении к разъему лампочка загорается, то найдена фаза.
Источник: rusenergetics.
Индикаторная отвертка
С помощью бытового указателя напряжения можно быстро обнаружить фазный провод в электросети, напряжение в которой составляет 220-230 Вольт. Индикаторные отвертки представлены в богатом ассортименте и доступны в любом магазине с электротоварами.
Источник: rusenergetics.ruПри работе с любыми электроприборами необходимо соблюдать правила безопасности. Так как инструкция к индикаторной отвертке обычно отсутствует, следует руководствоваться полезными советами специалистов:
- Применять индикатор согласно его целевому назначению, то есть для электромонтажных работ.
- Перед тем как приступить к изысканиям, следует убедиться в целостности и надежности изоляционного материала, которым оснащены рукоять и жало инструмента.
- Убедиться в достоверности результатов измерений можно, если заранее испытать отвертку на электрических установках под напряжением.
Если пользователь сомневается в корректной работе индикаторной отвертки, не следует доверять показаниям прибора.
В этом случае целесообразно использовать профессиональный инструмент.
В этом случае целесообразно использовать профессиональный инструмент.Мультиметр
Бытовые мультиметры представляют собой простые в эксплуатации приборы. С их помощью можно определить, находится ли сеть под напряжением, и каково его значение. Это наиболее безопасный способ определить фазу и ноль. Щупы инструмента оснащены диэлектрической рукояткой. Принцип работы устройства заключается в подключении одного щупа к земле розетке, а второго – к одному из двух контактов розетки.
Фаза в электричестве, определение понятия, характеристика
Понятие фазного провода связано с определением напряжения. Данная величина обозначает, насколько напряжено электрическое поле в рамках данной точки или цепи. По-другому, это потенциал. Под действием такой силы электроны движутся по проводникам. Один из проводов, которые подключаются к потребителям, называется фазой. Именно этот проводник находится под напряжением.
Что такое ноль в электричестве, определение
Нулевой провод отличается от фазы тем, что не находится под напряжением. Ноль не перегружается, когда происходит отбор мощности, но по проводнику также транспортируется электричество. Направление этого движения будет обратным фазному. Если в сети отсутствует напряжение, то ноль безопасен для человека и не способен поразить его электрическим током.
Зачем нужен ноль в электричестве
Нулевой провод необходим для замыкания электросети. С помощью ноля обеспечивается необходимая мощность для включения электрических приборов. При его отсутствии электричества будет отключено. По своей сути нулевой проводник представляет собой землю.
Основным назначением ноля является обеспечение электроснабжения объектов разного назначения.
Нулевой провод замыкает электрическую цепь, таким образом, создается электрический ток, и работают электроприборы. Электричество появляется из-за разности потенциалов, которая возникает между двумя проводами. Ноль характеризуется нулевым потенциалом. Поэтому напряжение в цепи определяется, как 220 – 230 Вольт.
Что представляет собой петля «ноль/земля»
Нулевой провод выходит из трансформатора, который соединяется с помощью нулевой шины с заземлением, выполненным в виде контура. Вначале цепи именно земля представляет собой нулевой потенциал, что служит причиной путаницы при определении земли и ноля. Конструкция воздушной линии электропередачи, выходящей из комплектной трансформаторной подстанции, включает три фазных проводника и один ноль. Нулевой провод на выходе подсоединяется к нулевому контакту трансформатора. Повторное заземление выполняется на каждой второй опоре, по которым проложена воздушная линия электропередачи. С его помощью производится дополнительное соединение ноля с землей.
Элементарные знания электротехники необходимы не только для профессиональной деятельности, но и полезны для обывателя. Электричество питает разнообразные потребительские товары. Обеспечить бесперебойное электроснабжение можно, если правильно определять фазу и ноль при подключении инженерных коммуникаций. Подобная информация будет полезна также студентам политехнических вузов.
Если в процессе обучения возникают проблемы, всегда можно обратиться к специалистам сервиса Феникс.Хелп.
Разность фаз напряжения и тока
Условимся под разностью фаз φ напряжения и тока всегда понимать разность начальных фаз напряжения и тока (а не наоборот):
Поэтому на векторной диаграмме угол φ отсчитывается в направлении от вектора I к вектору U (рис.
3.10). Именно при таком определении разности фаз угол φ равен аргументу комплексного сопротивления. Угол φ положителен при отстающем токе () и отрицателен при опережающем токе ().
Разность фаз между напряжением и током зависит от соотношения индуктивного и емкостного сопротивлений. При имеем и ток отстает по фазе от напряжения, . При имеем , ток совпадает по фазе с напряжением, rLC-цепь в целом проявляет себя как активное сопротивление. Это случай так называемого резонанса в последовательном контуре. Наконец, при имеем , ток опережает по фазе напряжение.
Векторные диаграммы для трех возможных соотношений даны на рис. 3.11. При построении этих диаграмм начальная фаза тока ; принята равной нулю. Поэтому равны друг другу.
Рассматривая при заданной частоте цепь по рис. 3.8 в целом как пассивный двухполюсник, можно ее представить одной из трех эквивалентных схем: при как последовательное соединение сопротивления и индуктивности (), при как сопротивление r и при как последовательное соединение сопротивления и емкости ().
При заданных L и С соотношение между зависит от частоты, а потому от частоты зависит и вид эквивалентной схемы.
Выше, в разделе, было принято, что задан ток, а определялись напряжения на элементах и на входных выводах цепи. Однако часто бывает задано напряжение на выводах, а ищется ток. Решение такой задачи не представляет труда. Записав по заданным величинам комплексное напряжение U и комплексное сопротивление Z, определим комплексный ток
и тем самым действующий ток и начальную фазу тока.
Часто равной нулю принимается начальная фаза заданного напряжения: . В этом случае, как следует из раздела, начальная фаза тока ; равна и противоположна по знаку разности фаз φ, т. е .
Установленные выше соотношения между амплитудами и действующими токами и напряжениями, а также выражение для сдвига фаз ф позволяют вычислить ток и не прибегая к записи закона Ома в комплексной форме. Подробно этот путь решения показан в примере 3.4.
Сдвиг фаз переменного тока и напряжения
Мощность постоянного тока, как мы уже знаем, равна произведению напряжения на силу тока.
Но при постоянном токе направления тока и напряжения всегда совпадают. При переменном же токе совпадение направлений тока и напряжения имеет место только в случае отсутствия в цепи тока конденсаторов и катушек индуктивности.
Для этого случая формула мощности
остается справедливой.
На рисунке 1 представлена кривая изменения мгновенных значений мощности для этого случая (направление тока и напряжения совпадают). Обратим внимание на то обстоятельство, что направления векторов напряжения и тока в этом случае совпадают, то есть фазы тока и напряжения всегда одинаковы.
Рисунок 1. Сдвиг фаз тока и напряжения. Сдвига фаз нет, мощность все время положительная.
При наличии в цепи переменного тока конденсатора или катушки индуктивности, фазы тока и напряжения совпадать не будут.
О причинах этого несовпадения читайте в моем учебники для емкостной цепи и для индуктивной цепи, а сейчас установим, как будет оно влиять на величину мощности переменного тока.
Представим себе, что при начале вращения радиусы-векторы тока и напряжения имеют различные направления. Так как оба вектора вращаются с одинаковой скоростью, то угол между ними будет оставаться неизменным во все время их вращения. На рисунке 2 изображен случай отставания вектора тока Im от вектора напряжения Um на угол в 45°.
Рисунок 2. Сдвиг фаз тока и напряжения. Фазы тока и напряжения сдвинуты на 45, мощность в некоторые периоды времени становиться отрицательной.
Рассмотрим, как будут изменяйся при этом ток и напряжение. Из построенных синусоид тока и напряжения видно, что когда напряжение проходит через ноль, ток имеет отрицательное значение.
Затем напряжение достигает своей наибольшей величины и начинает уже убывать, а ток хотя и становится положительным, но еще не достигает наибольшей величины и продолжает возрастать. Напряжение изменило свое направление, а ток все еще течет в прежнем направлении и т.
д. Фаза тока все время запаздывает по сравнению с фазой напряжения. Между фазами напряжения и тока существует постоянный сдвиг, называемый сдвигом фаз.
Действительно, если мы посмотрим на рисунок 2, то заметим, что синусоида тока сдвинута вправо относительно синусоиды напряжения. Так как по горизонтальной оси мы откладываем градусы поворота, то и сдвиг фаз можно измерять в градусах. Нетрудно заметить, что сдвиг фаз в точности равен углу между радиусами-векторами тока и напряжения.
Вследствие отставания фазы тока от фазы напряжения его направление в некоторые моменты не будет совпадать с направлением напряжения. В эти моменты мощность тока будет отрицательной, так как произведение положительной величины на отрицательную величину всегда будет отрицательным. Эта значит, что внешняя электрическая цепь в эти моменты становится не потребителем электрической энергии, а источником ее. Некоторое количество энергии, поступившей в цепь во время части периода, когда мощность была положительной, возвращается источнику энергии в ту часть периода, когда мощность отрицательна.
Чем больше сдвиг фаз, тем продолжительнее становятся части периода, в течение которых мощность делается отрицательной, тем, следовательно, меньше будет средняя мощность тока.
При сдвиге фаз в 90° мощность в течение одной четверти периода будет положительной, а в течение другой четверти периода — отрицательной. Следовательно, средняя мощность тока будет равна нулю, и ток не будет производить никакой работы (рисунок 3).
Рисунок 3. Сдвиг фаз тока и напряжения. Фазы тока и напряжения сдвинуты на 90, мощность в течении одной четвери периода положительна, а в течении другой отрицательна. В среднем мощьноть равна нулю.
Теперь ясно, что мощность переменного тока при наличии сдвига фаз будет меньше произведения эффективных значений тока и напряжения, т. е. формулы
в этом случае будут неверны
ПОНРАВИЛАСЬ СТАТЬЯ? ПОДЕЛИСЬ С ДРУЗЬЯМИ В СОЦИАЛЬНЫХ СЕТЯХ!
Похожие материалы:
Добавить комментарий
Фаза, ноль и земля – что это такое?
Электрическая энергия, которой мы пользуемся, вырабатывается генераторами переменного тока на электростанциях.
Их вращает энергия сжигаемого топлива (угля, газа) на ТЭС, падающей воды на ГЭС или ядерного распада на АЭС. До нас электричество добирается через сотни километров линий электропередач, претерпевая по дороге преобразования с одной величины напряжения в другую. От трансформаторной подстанции оно приходит в распределительные щитки подъездов и далее – в квартиру. Или по линии распределяется между частными домами поселка или деревни.
Разберемся, откуда берутся понятия «фаза», «ноль» и «земля». Выходной элемент подстанции — понижающий трансформатор, с его обмоток низкого напряжения идет питание потребителю. Обмотки соединяются в звезду внутри трансформатора, общая точка которой (нейтраль) заземляется на трансформаторной подстанции. Отдельным проводником она идет к потребителю. Идут к нему и проводники трех выводов других концов обмоток. Эти три проводника называются «фазами» (L1, L2, L3), а общий проводник – нулем (PEN).
Поскольку нулевой проводник заземлен, то такая система называется «системой с глухозаземленной нейтралью». Проводник PEN называется совмещенным нулевым проводником. До выхода в свет 7-го издания ПУЭ ноль в таком виде доходил до потребителя, что создавало неудобства при заземлении корпусов электрооборудования. Для этого их соединяли с нулем, и это называлось занулением. Но через ноль шел и рабочий ток, и его потенциал не всегда равнялся нулю, что создавало риск поражения электрическим током.
Теперь из вновь вводимых трансформаторных подстанций выходят два нулевых проводника: нулевой рабочий (N) и нулевой защитный (РЕ). Функции их разделены: по рабочему протекает ток нагрузки, а защитный соединяет подлежащие заземлению токопроводящие части с контуром заземления подстанции. На отходящих от нее линиях электропередачи нулевой защитный проводник дополнительно соединяют с контуром повторного заземления опор, содержащих элементы защиты от перенапряжений. При вводе в дом его соединяют с контуром заземления.
Напряжения и токи нагрузки в системе с глухозаземленной нейтралью
Напряжение между фазами трехфазной системы называют линейным, а между фазой и рабочим нулем – фазным. Номинальные фазные напряжения равны 220 В, а линейные – 380 В. Провода или кабели, содержащие в себе все три фазы, рабочий и защитный ноль, проходят по этажным щиткам многоквартирного дома. В сельской местности они расходятся по поселку при помощи самонесущего изолированного провода (СИП). Если линия содержит четыре алюминиевых провода на изоляторах, значит, используются три фазы и PEN. Разделение на N и РЕ в таком случае выполняется для каждого дома индивидуально во вводном щитке.
К каждому потребителю в квартиру приходит одна фаза, рабочий и защитный ноль. Потребители дома распределяются по фазам равномерно, чтобы нагрузка была одинаковой. Но на практике этого не получается: невозможно предугадать, какую мощность будет потреблять каждый абонент. Так как токи нагрузки в разных фазах трансформатора не одинаковы, то происходит явление, называемое «смещением нейтрали». Между «землей» и нулевым проводником у потребителя появляется разность потенциалов. Она увеличивается, если сечения проводника недостаточно или его контакт с выводом нейтрали трансформатора ухудшается. При прекращении связи с нейтралью происходит авария: в максимально нагруженных фазах напряжение стремится к нулю. В ненагруженных фазах напряжение становится близким к 380 В, и все оборудование выходит из строя.
В случае, когда в такую ситуацию попадает проводник PEN, под напряжением оказываются все зануленные корпуса щитов и электроприборов. Прикосновение к ним опасно для жизни. Разделение функции защитного и рабочего проводника позволяет избежать поражения электрическим током в такой ситуации.
Как распознать фазные и защитные проводники
Фазные проводники несут в себе потенциал относительно земли, равный 220 В (фазному напряжению). Прикосновение к ним опасно для жизни. Но на этом основан способ их распознавания. Для этого применяется прибор, называемый однополюсным указателем напряжения или индикатором. Внутри него расположены последовательно соединенные лампочка и резистор. При прикосновении к «фазе» индикатором ток протекает через него и тело человека в землю. Лампочка светится. Сопротивление резистора и порог зажигания лампочки подобраны так, чтобы ток был за гранью чувствительности человеческого организма и им не ощущался.
Конструкция однополюсного указателя напряжения| 1 | корпус |
| 2 | разъемное соединение |
| 3 | пружина |
| 4 | индикаторная неоновая лампа |
| 5 | контакт для прикосновения |
| 6 | изолированная часть |
| 7 | резистор |
Распознать фазные проводники можно по их расцветке, для них используются черный, серый, коричневый, белый или красный цвет. Сложнее всего со старыми электрощитами: в них проводники одного цвета. Но «фазу» с помощью индикатора определить можно всегда и без ошибок.
Нулевой рабочий проводник – синего (голубого) цвета, защитный маркируется желто-зелеными полосами. Напряжение на них отсутствует, но лучше без нужды их не касаться. Есть у электриков такой закон: если сейчас напряжения нет, то оно может появиться в любой момент.
Оцените качество статьи:
Стабилизатор-регулятор фазы и величины напряжения переменного тока
Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к электротехнике и электроэнергетике, в частности к устройствам, обеспечивающим качество работы замкнутых трехфазных сетей и сетей с двухсторонним питанием.
Уровень техники
Известен способ регулирования перетока активной мощности между частями энергосистемы, связанными линией электропередачи, с контролем небаланса активной мощности на валу генерирующего агрегата, и изменением перетока активной мощности по линии регулированием фазового угла между векторами напряжений в ее оконечных точках на шинах и посредством включенного в линию управляемого фазоповоротного устройства, (см. пат. РФ №2449446, МПК: H02J 3/06, H02J 3/24, «Способ быстродействующего управления перетоком активной мощности» / Бердников Роман Николаевич, Фортов Владимир Евгеньевич, Сон Эдуард Евгеньевич, Шакарян Юрий Гевондович, Новиков Николай Леонтьевич // Бюл. 2012 №12).
Недостатками данного устройства являются:
— устройства, реализованные на данном способе, применимы только при наличии генерирующего агрегата в месте регулирования;
— реализация способа требует изменения мощности генерирующего агрегата воздействием на турбину, а, следовательно, на пар, газ, воду, что сложно и обуславливает частный случай его применения;
— использование статического преобразователя работающего в режиме инвертора и выпрямителя, являющегося сложным и дорогостоящим устройством, применение которого в мощных электросетях отличается низким КПД;
— низкая скорость изменения фазы и модуля напряжения.
Известно полупроводниковое фазоповоротное устройство, содержащее трехфазный сериесный трансформатор, вторичные обмотки которого включены в рассечку фаз высоковольтной линии электропередачи, трехфазный шунтовой трансформатор, первичные обмотки которого соединены по схеме звезды, низковольтные выводы которой заземлены, высоковольтные выводы подключены к клеммам рассечки фаз высоковольтной линии электропередачи со стороны входа фазоповоротного устройства, а вторичные обмотки каждой фазы выполнены в виде N гальванически развязанных секций подключенных к полупроводниковым мостовым преобразовательным коммутаторам, (см. пат. RU 2450420 МПК7: Н03С 3/00, «Полупроводниковое фазоповоротное устройство» / Жмуров Валерий Павлович, Стельмаков Вадим Николаевич, Тарасов Анатолий Николаевич, Тимошенко Анатолий Лукич, Казеннова Ирина Ивановна // Бюл. 2012 №13). Недостатками данного устройства являются:
— ступенчатое регулирование фазы и величины напряжения из-за конечного числа секций обмоток трансформаторов;
— из-за ступенчатого регулирования уравнительный ток будет протекать в цепях сети;
— переключение секций тиристорными ключами полупроводникового коммутатора в момент перехода напряжением через ноль не означает реального выключения тиристоров, поскольку тиристоры выключаются при нуле тока, а ток и напряжение сдвинуты по фазе относительно друг друга, включение следующего тиристорного ключа приведет к коммутационным броскам тока и перенапряжения;
— низкое быстродействие из-за необходимости создавать паузу между закрыванием одного ключа и открыванием другого.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является стабилизатор — регулятор напряжения переменного тока. Устройство содержит автотрансформатор, включающий: два сердечника (магнитопровода), две первичные обмотки, обмотку вторичную, две управляющие обмотки, два блока электронных регуляторов, блок управления, цепь обратной связи управления, потенциометр, (см. пат. РФ №2554712, МПК: G05F 1/00, «Стабилизатор -регулятор напряжения переменного тока» / Мишин Юрий Данилович, Сидоров Виктор Степанович, Репин Александр Юрьевич, Коваленко Владимир Васильевич, Ливийский Сергей Аликович // Бюл. 2015 №18).
Положительным свойством данного устройства являются:
— простота конструкции;
— высокая скорость реакции на изменения напряжения, т.е. практически мгновенное восстановление до необходимой величины;
— возможность плавного бесступенчатого регулирования.
Недостатками прототипа являются:
— отсутствие возможности регулирования фазы напряжения переменного тока;
— отсутствие контроля фазы и величины входного напряжения.
Раскрытие изобретения.
Задачей предлагаемого изобретения является расширение функциональных возможностей стабилизатор — регулятора напряжения переменного тока и разработка стабилизатор — регулятор фазы и величины напряжения переменного тока:
— плавное, бесступенчатое регулирования величины выходного напряжения;
— плавное, бесступенчатое регулирования величины угла сдвига фазы выходного напряжения относительно входного;
— регулирование потоков активной и реактивной мощности в сети;
— повышение пропускной способности существующих линий и повышение динамической устойчивости энергетической системы;
— устранение коммутационных перерывов в электропитании;
— устранение коммутационных перенапряжений и бросков тока;
— исключение протекания уравнительных токов в сети.
Технический результат, который может быть достигнут с помощью изобретения, сводится к обеспечению:
— плавного, бесступенчатого регулирования величины выходного напряжения;
— плавного, бесступенчатого регулирования величины угла сдвига фазы выходного напряжения относительно входного;
— плавного регулирования потоков активной и реактивной мощности в сети;
— повышения пропускной способности существующих линий и повышения динамической устойчивости энергетической системы;
— устранения коммутационных перерывов в электропитании;
— устранения коммутационных перенапряжений и бросков тока;
— исключения протекания уравнительных токов в линиях сети.
Технический результат достигается с помощью стабилизатора — регулятора фазы и величины напряжения переменного тока, содержащего трансформатор с двумя сердечниками, на каждом из которых расположены первичная обмотка регулируемой фазы, обмотка регулирования величины напряжения и обмотка коррекции фазового сдвига, при этом оба сердечника охватывает обмотка фазового сдвига на 90°, выводы которой подключены к линейному напряжению нерегулируемых фаз сети, а обе первичные обмотки соединены последовательно встречно, причем свободные выводы первичных обмоток, в которых один является входным зажимом, второй соединен последовательно с выключателем, а выключатель с одним выводом первичной обмотки трансформатора тока, второй конец которой является выходным зажимом, обмотки регулирования величины напряжения и обмотки, коррекции фазового сдвига присоединены к электронным регуляторам, электронные регуляторы коррекции фазового сдвига присоединены к двум разным нерегулируемым фазам, при этом все электронные регуляторы по управлению соединены с блоком управления, имеющим обратные связи по входному, выходному напряжениям, току регулируемой фазы сети и соединен с внешним устройством управления.
Таким образом стабилизатор — регулятор фазы и величины напряжения переменного тока представляет собой устройство для изменения фазы и величины модуля входного напряжения переменного тока по автономному или внешнему управлению. Устройство включается последовательно в линию электропередачи сети в точке объединения в сеть с двухсторонним питанием. Стабилизатор — регулятор может использоваться в любых электрических сетях для гибкого регулирования потоков активной и реактивной мощности, повышения пропускной способности существующих линий и повышения динамической устойчивости энергетической системы за счет плавного бесступенчатого регулирования как модуля так и фазы напряжения на выходе устройства относительно входа. Повышения бесперебойности электропитания гражданских и военных объектов при параллельной работе с промышленной сетью автономных электростанций и автономных сетей электростанций министерства обороны.
Для объектов с высокими требованиями бесперебойности электропитания применяют сети с двумя и более источниками питания. Токи нагрузок, подключенных в различных точках сети, создают падения напряжения на линейных проводах приводящие к изменению величины и смещению фазы напряжения. Это приводит к протеканию уравнительных токов в сети между источниками. Снижается пропускная мощность линий электропередач и отдаваемая мощность источников питания. Для устранения этого недостатка применяют фазосдвигающие устройства устанавливаемые в отдельных точках сети. Но из-за непрерывного изменения нагрузки также происходит непрерывная вариация величин фазы и напряжения. Фазосдвигающее устройство должно мгновенно реагировать на изменение этих двух величин и восстанавливать режим сети без уравнительных токов.
Для сдвига на требуемый угол напряжения одной из фаз обычно используется добавление к этому напряжению части линейного напряжения, сдвинутого на 90° градусов. При этом изменяется величина сдвинутого напряжения и требуется коррекция ее величины.
Краткое описание чертежей.
На фиг. 1 представлен стабилизатор — регулятор фазы и величины напряжения, электрическая схема устройства регулирования одной фазы на примере фазы U.
На фиг. 2 то же, электрическая схема трехфазного стабилизатора — регулятора фаз и величин напряжений каждой фазы.
На фиг. 3 то же, диаграмма изменения фазы напряжения на выходе при неизменной величине.
На фиг. 4 то же, диаграмма изменения величины напряжения на выходе при неизменной фазе.
На фиг. 5 то же, диаграмма изменения фазы и величины напряжения на выходе.
Осуществление изобретения
Стабилизатор — регулятор 1 фазы и величины напряжения переменного тока (фиг. 1) подключен в электрической сети с двумя источниками 2 и 3 переменного тока и к устройству 4 внешнего управления. Рассмотрим подключения стабилизатора — регулятора 1для варианта регулирования в фазе (U-N). Стабилизатор — регулятор 1 фазы и величины напряжения включает: сердечники (магнитопроводы) 5 и 6, первичные обмотки 7 и 8, расположенные на сердечниках 5 и 6 соответственно, обмотку 9 фазового сдвига напряжения на 90°, обмотки 10 и 11 коррекции фазового сдвига, электронные регуляторы 12, 13 обмоток коррекции 10 и 11 фазового сдвига, обмотки 14 и 15 управления величиной напряжения, сдвинутого на 90°, электронные регуляторы 16, 17 обмоток 14 и 15, цепи 18 обратной связи по входному напряжению, цепи 19 обратной связи по выходному напряжению, цепи 20 контроля величины тока в цепи первичных обмоток 7 и 8 регулируемой фазе, блок 21 управления электронными регуляторами 12 и 13, 16 и 17, выключателя 22 в цепи первичных обмоток 7 и 8 регулируемой фазы, трансформатора тока 23 в цепи первичных обмоток 7 и 8 регулируемой фазы.
Первичные обмотки 7, 8 соединены между собой последовательно встречно. Свободный конец обмотки 7 подключен к регулируемой фазе (U1-N) источника 2 (условно «вход»). Свободный конец обмотки 8 подключен через выключатель 22 и трансформатор тока 23 к фазе (U2-N) источника 3 (условно «выход»). В цепи первичных обмоток 7, 8 установлен коммутационный аппарат 22, включаемый после настройки стабилизатора — регулятора 1. Обмотка 9 фазового сдвига напряжения на 90° подключена к линейному напряжению (V1-W1) источника 2, сдвинутому относительно регулируемого напряжения фазы (U1-N) на 90°. Обмотка 10 коррекции фазового сдвига с электронным регулятором 12 подключена к фазному напряжению (V1-N) (с учетом коэффициента трансформации), сдвинутому на угол 120° вправо относительно регулируемого напряжения фазы (U1-N) источника 2. Обмотка 11 коррекции фазового сдвига с электронным регулятором 13 подключена к фазному напряжению (W1-N) (с учетом коэффициента трансформации) сдвинутому на угол 120° влево относительно регулируемого напряжения фазы (U1-N) источника 2. Таким образом коррекция фазового угла осуществляется напряжением с 120-градусным сдвигом. Блок управления 21 по обратной связи цепи 18 и по обратной связи цепи 19 определяет величины напряжений и фазовые углы регулируемой фазы (U-N) источников 2 и 3, а также фазовый угол между этими напряжениями источников 2 и 3. От трансформатора тока 23 по цепи 20 передается информация о суммарном токе в регулируемой фазе (U) (ток нагрузки и уравнительный ток). Обмотки 14, 15 с электронными регуляторами 16, 17 изменяют величину напряжения трансформируемого обмоткой 9 в обмотки 7 и 8 (с учетом коэффициента трансформации) и направление суммарного напряжения первичных обмоток 7 и 8.
Напряжение в обмотке 7 определяется геометрической суммой напряжений трансформируемых обмотками 9 и 10, а напряжение в обмотке 8 определяется геометрической суммой напряжений трансформируемых обмотками 9 и 11. Вносимое стабилизатором — регулятором 1 напряжение — добавка напряжения между источниками 2 и 3 определяется геометрической суммой напряжений первичных обмоток 7 и 8. Таким образом, напряжение на выходе определяются суммой векторов напряжений по выражениями:
где ±ΔVW±ΔV, ±ΔVW±ΔW — надбавки напряжения, создаваемые в первичных обмотках 7, 8 магнитными потоками обмоток 9, 10, 11, 14, 15.
Выражение 1 соответствует повороту вектора регулируемого напряжения U1 вправо (отставание), а по выражению 2 — влево (опережение).
Углы сдвига фаз и величины отклонений напряжений в реальных сетях изменяются в небольшом диапазоне. Однако уравнительные токи, создаваемые векторной разностью напряжений источников 2 и 3 могут достигать больших значений из-за низкого сопротивления Zл линий электропередач.
Использование при суммировании векторов надбавок напряжения фазового сдвига напряжения на 90° и напряжения коррекции фазового сдвига, угол между ними должен быть близким к 180° (в данном случае 120°). Выполнение этого условия позволяет создать наиболее оптимальный стабилизатор — регулятор 1 фазы и величины напряжения.
Следует иметь в виду, что подключение стабилизатора — регулятора 1к нерегулируемым фазам возможно как к источнику 2, также и наоборот, к источнику 3.
Стабилизатор — регулятор 1 фазы и величины напряжения переменного тока может быть выполнен с трехфазным выходом. Стабилизатор — регулятор с трехфазным выходом (фиг. 2) реализуется из трех одинаковых устройств 1 с однофазным выходом. Верхнее устройство 1 регулирует фазу U, среднее 11 регулирует фазу V, а нижнее 111 регулирует фазу W. Как следует из фиг. 2 в трехфазном исполнении чередуются только подключения фаз сети устройств 1 со стороны источника 2 и источника 3, согласно таблице 1.
Примечание: В скобках дано ранее принятое в России обозначение фаз.
Внешнее устройство 4 управления при этом соединено со всеми тремя стабилизаторами — регуляторами 1, 11 и 111. Таким образом устройство может обеспечивать параллельную работу трехфазной сети как с однофазной, так и с трехфазной.
Устройство работает следующим образом.
Напряжения сети со стороны источников 2 и 3 каждой из фаз могут отличаться как по фазе (углу сдвига ϕ), так и по величине напряжения. Поэтому соединение источников 2 и 3 в данной точке для параллельной работы напрямую недопустимо без дополнительного устройства стабилизатора — регулятора 1 фазы и величины напряжения переменного тока, обеспечивающего корректировку и стыковку параметров напряжений в точке соединения сетей. При подключении стабилизатора — регулятора 1 выбор источников 2 или 3 произвольный и не имеет принципиального значения.
Подключение стабилизатора — регулятора 1 к сети со стороны источника 2 входными зажимами, а к сети со стороны источника 3 выходными зажимами производится при выключенном коммутационном аппарате 22. Обратные связи 18, 19 производят замеры углов сдвига фаз и величины напряжения сети со стороны источников 2 и 3. Блок управления 21 производит настройку стабилизатора — регулятора 1 фазы и величины напряжения переменного тока. Настройка заключается в доведении выходных параметров напряжения (U2) стабилизатора — регулятора 1 до их равенства с параметрами напряжения сети со стороны источника 3. После этого производится включение коммутационного аппарата 22 и дальнейшая работа стабилизатора — регулятора 1 обеспечивает необходимый режим регулирования или стабилизации напряжения и тока в сети блоком управления 21 и внешним блоком управления 4. Включение коммутационного аппарата 22 может осуществляться вручную или автоматически блоком управления 21.
По выражениям (1, 2) для получения требуемого напряжения (U2) необходимо, чтобы сумма векторов надбавок напряжения (ΔVW+ΔV) или (ΔVW+ΔW) обеспечивала смещение напряжения (U1) на необходимый угол (ϕ) и обеспечивала необходимую величину напряжения (U2).
Ток обмотки 9 создает магнитные потоки в стержнях 5 и 6, величина которых определяется токами обмоток 14 и 15, задаваемых электронными регуляторами 16 и 17. При этом наводится напряжение в первичных обмотках 7, 8. Это напряжение в первичных обмотках 7, 8 является надбавками напряжения (ΔVW), которые имеют неизменный сдвиг по фазовому углу на ±90° относительно регулируемого напряжения (U1). При нулевых токах в обмотках 14, 15 в первичных обмотках 7, 8 наводятся равные по величине напряжения (ΔVW) но противоположно направленные. В результате изменения напряжения на выходе (U2) не происходит из-за встречного соединения первичных обмоток 7, 8. По команде блока управления 21 электронные регуляторы 16, 17 могут создавать независимо в обмотках 14, 15 различные по величине токи. Ток в обмотке 14, или 15 может достигать предельных значений, при которых магнитный поток, создаваемый обмоткой 9 в сердечнике 5 или 6 достигает нулевых значений. Происходит перераспределение магнитных потоков в сердечниках 5, 6. В одном сердечнике может уменьшается до нуля а в другом увеличиваться до максимального. При этом происходит изменение от нуля до максимальной величин напряжений (ΔVW) в первичных обмотках 7, 8, трансформируемых обмоткой 9. Нулевой баланс напряжений (ΔVW), то есть суммарное напряжение на первичных обмотках 7, 8 нарушается при неравенстве токов в обмотках 14, 15. Таким образом формируется регулируемая по величине и знаку надбавка напряжения (ΔVW), сдвинутая на ±90° относительно напряжения (U1).
В соответствии с направлением сдвига напряжения (U1) и величиной созданного напряжения (ΔVW) блок управления 21 подключает к процессу создания напряжения (U2) соответствующую обмотку 10 или 11 коррекции сдвига фазы.
Рассмотрим вторые составляющую надбавки напряжения (ΔV), (ΔW). Электронные регуляторы 12, 13 по команде блока управления 21 регулируют величину и направление тока в обмотках 10, 11 коррекции сдвига фазы. Эти токи наводят в сердечниках 5 или 6 соответственно дополнительные магнитные потоки, создающие в первичных обмотках 7, 8 напряжения (ΔV) или (ΔW). Напряжения (ΔV) или (ΔW) имеют постоянный фазовый сдвиг ±120° относительно напряжения (U1) и изменяются по величине и знаку. Эти напряжения дополнительно корректируют фазовый сдвиг результирующего напряжения в первичной обмотке 7 или 8. В результате на выходном конце первичной обмотки 8 создается напряжение (U2) необходимой величины, сдвинутое на требуемый угол относительно входного напряжения (U1) источника 2. После настройки стабилизатором — регулятором 1 фазы и величины напряжения переменного тока напряжения (U2) можно производить включение выключателя 22 для осуществления параллельной работы сетей обоих источников 2 и 3. Трансформатор тока 23 по обратной связи цепи 20 передает значение тока нагрузки на данном участке сети в блок управления 21. Фазовый угол, величина напряжения (U2) и тока нагрузи на участке сети могут также регулироваться по заданию устройства внешнего управления 4.
Рассмотрим режим работы стабилизатора — регулятора 1, когда величины напряжений сети (U1) и (U2) со стороны источников 2 и 3 равны, а углы сдвига фаз не совпадают. Несовпадение углов сдвига фаз может быть как с опережением, так и с отставанием. На фиг. 3 представлены оба возможных варианта работы стабилизатора — регулятора 1 в режимах опережения и отставания. Напряжение (U2) источника 3 отличается от напряжения (U1) источника 2 только по фазе (углу сдвига ϕ) с опережением или с отставанием. Концы векторов напряжений (U1) и (U2) будут находиться на одной окружности (пунктирная линия), так как величина напряжений одинакова.
В рассматриваемом режиме блок управления 21 настраивает стабилизатор-регулятор 1 в зависимости от необходимого направления смещения напряжения. Электронными регуляторами 12, 16 или 13, 17 обеспечивает равенство пар векторов надбавок напряжений (-ΔVW) и (ΔV) при сдвиге вправо или (ΔVW) и (ΔW) при сдвиге влево. Геометрическая сумма этих пар векторов надбавок обеспечивает соответствующий сдвиг напряжения (U1). Концы векторов напряжений (U1) и (U2), (-U2) расположены на одной окружности, так как их величины равны. После проведенной настройки стабилизатора-регулятора 1 включается выключатель 22.
Возможен другой вариант соотношений напряжений источников 2 и 3. Напряжения (U1) и (U2) совпадают по фазе, но при этом не равны по величине. Предположим, что напряжение (U1) меньше напряжения (U2). В этом случае настройка стабилизатора-регулятора 1 может быть выполнена двумя равноценными путями.
Один путь — это использование пары обмоток 10, 14 с электронными регуляторами 12, 16, которые создают векторные надбавки напряжения (-ΔVW) И (-ΔV).
Второй путь — использование обмоток 11, 15 с соответствующими им электронными регуляторами 13, 17, которые создают векторные надбавки напряжения (ΔVW) и (-ΔW). На фиг. 4 представлены оба варианта получения стабилизатором-регулятором 1 напряжения (U2) без изменения фазового угла сдвига напряжения (U1). В этом случае электронными регуляторами 12, 13 изменяется направление тока в обмотках 10, 11 на противоположное. После проведенной настройки стабилизатора-регулятора 1 включается выключатель 22.
Более общим является режим электрической сети, когда напряжения источников 2 и 3 (U1) и (U2) отличается как по величине, так и по фазе. Рассмотрим работу стабилизатора — регулятора 1 в режиме изменения величины и фазового сдвига напряжения (U1) для получения требуемого напряжения (U2) на выходе. Работу стабилизатора — регулятора 1 в этом режиме иллюстрирует фиг. 5. Для примера представлены два варианта меньшего напряжения (U2) при сдвиге вправо (отставание) и большего напряжения (U2) при сдвиге влево (опережение). Пунктирные линии большей и меньшей окружности показывают различие величин напряжения (U1) и (U2). В этом случае блок управления 21 осуществляет управление электронными регуляторами 12, 13, и 16, 17 по более сложному алгоритму.
Рассмотрим режим сдвига с опережением и увеличением напряжения (U1), это выполняется векторной надбавкой напряжения (ΔVW+ΔW).
Электронный регулятор 16 создает в обмотке 14 небольшой противодействующий ток, за счет этого величина трансформируемого напряжения обмоткой 9 в обмотку 7 (ΔVW) большая и создает максимальный сдвиг 90°. Электронный регулятор 13 создает в обмотке 11 небольшое напряжение фазовой коррекции, трансформирующее надбавку напряжения в обмотку 8 (ΔW). В результате векторного суммирования получаем напряжение (- U2). Аналогично можно проанализировать работу стабилизатора — регулятора 1 при уменьшении величины напряжения источника 2 и фазового сдвига вправо. После проведенной настройки стабилизатора-регулятора 1 включается выключатель 22.
Как видно из фиг. 5, при одновременном сдвиге и изменении величины напряжения (U1) действие обмоток 14, 15 надбавки с 90° сдвигом и действие обмоток 10, 11 коррекции фазового сдвига различно.
Исходя из вышерассмотренных примеров показано, что стабилизатор — регулятор 1 фазы и величины напряжения переменного тока выполняет две функции а именно: и стабилизацию, и регулирование. Стабилизация и регулирование производятся без переключения частей обмоток трансформатора, то есть плавно. Следовательно, устраняются коммутационные перерывы в электропитании и устраняются коммутационные перенапряжения и броски тока за счет отсутствия переключений. Эта необходимость обусловлена особенностями нагрузок в сети, а именно непрерывным ее изменением во времени. Поэтому стабилизатор — регулятор 1 фазы и величины напряжения переменного тока обеспечивает решение нескольких проблемных задач.
Первая задача: не допустить перегрузки любого из источников питания 2, 3. Вторая — обеспечить отклонения напряжения на нагрузках в пределах допусков ГОСТ. Третья — регулировать токи в сети с целью минимизации потерь мощности и энергии. Четвертая — улучшить регулирование режимов нагрузки в сетях энергосистемы. Пятая — обеспечить рациональный режим параллельной работы источников 2, 3 питания электрически удаленных от точек подключения нагрузок. Шестая — исключить режим работы сети с протеканием уравнительных токов между источниками 2, 3, тем самым повысить пропускную способность существующих линий и повысить динамическую устойчивость энергетической системы. Эти задачи также обеспечиваются и согласованным управлением блоком управления 21 и внешним устройством управления 4.
Была проведена экспериментальная проверка работы заявляемого стабилизатора — регулятора 1 напряжения. Сердечники магнитопроводов
— плавное, бесступенчатое регулирования потоков активной и реактивной мощности;
— повышения пропускной способности существующих линий и повышения динамической устойчивости энергетической системы за счет плавного регулирования фазы и величины напряжения;
— увеличение энергетической эффективности системы за счет оптимального распределения потребляемой реактивной мощности;
— исключение протекания уравнительных токов в сети;
— устранения коммутационных перерывов в электропитании;
— устранения коммутационных перенапряжений и бросков тока.
Стабилизатор-регулятор фазы и величины напряжения переменного тока, содержащий многообмоточный трансформатор, электронные регуляторы, устройство управления, отличающийся тем, что трансформатор содержит два сердечника, на каждом из которых расположены первичная обмотка регулируемой фазы, обмотка регулирования величины напряжения и обмотка коррекции фазового сдвига, при этом оба сердечника охватывает обмотка фазового сдвига на 90°, выводы которой подключены к линейному напряжению нерегулируемых фаз сети, а обе первичные обмотки соединены последовательно встречно, причем свободные выводы первичных обмоток: один является входным зажимом, второй соединен последовательно с выключателем, а выключатель — с одним выводом первичной обмотки трансформатора тока, второй конец которой является выходным зажимом, обмотки регулирования величины напряжения и обмотки коррекции фазового сдвига присоединены к электронным регуляторам, электронные регуляторы коррекции фазового сдвига присоединены к двум разным нерегулируемым фазам, при этом все электронные регуляторы по управлению соединены с блоком управления, имеющим обратные связи по входному и выходному напряжениям, току регулируемой фазы сети, и соединены с внешним устройством управления.Не удается найти страницу | Autodesk Knowledge Network
(* {{l10n_strings.REQUIRED_FIELD}})
{{l10n_strings.CREATE_NEW_COLLECTION}}*
{{l10n_strings.ADD_COLLECTION_DESCRIPTION}}
{{l10n_strings.COLLECTION_DESCRIPTION}} {{addToCollection.description.length}}/500 {{l10n_strings.TAGS}} {{$item}} {{l10n_strings.PRODUCTS}} {{l10n_strings.DRAG_TEXT}}{{l10n_strings.DRAG_TEXT_HELP}}
{{l10n_strings.LANGUAGE}} {{$select.selected.display}}{{article.content_lang.display}}
{{l10n_strings.AUTHOR}}{{l10n_strings.AUTHOR_TOOLTIP_TEXT}}
{{$select.selected.display}} {{l10n_strings.CREATE_AND_ADD_TO_COLLECTION_MODAL_BUTTON}} {{l10n_strings.CREATE_A_COLLECTION_ERROR}}автореферат диссертации по электротехнике, 05.09.01, диссертация на тему:Трансформаторные преобразователи числа фаз с улучшенными энергетическими показателями
Библиография Мятеж, Сергей Владимирович, диссертация по теме Электромеханика и электрические аппараты
1. Веселовский О.Н., Шнейберг Я.А. Энергетическая техника и ее развитие.-М.: Высш. шк., 1976.-304 с.
2. Цверава Г.К. Никола Тесла. 1856-1943.-JI.: Наука, Ленингр. отд-ние, 1974.212 с.
3. Веселовский О.Н., Шнейберг ЯЛ. Очерки по истории электротехники.-М.: Изд-во МЭИ, 1993.-252 с.
4. Доливо-Добровольский М.О. Избранные труды (О трехфазном токе).-М.-Л.: Госэнергоиздат, 1948.-215 с.
5. Веселовский О.Н. Михаил Осипович Доливо-Добровольский.-М.: Госэнергоиздат, 1958.-272 с.
6. Тяговые подстанции: Учебник для вузов жел. дор. транспорта / Ю.М. Бей, P.P. Мамогиин, В.И. Пупынин, М.Г. Шалимов.-М.: Транспорт, 1986.-319 с.
7. Евтюкова И.П., Кацевич JT.C., Некрасова Н.М., Свенчанский А.Д. Электротехнические промышленные установки. Учебник для вузов.-М.: Энергоиз-дат, 1982.-399 с.
8. Самородов Г.И. Четырехфазные электропередачи. -Изв. Академии наук «Энергетика», 1995. №6.- С.101-108.
9. Новые средства передачи электроэнергии в энергосистемах / Под ред. Александрова Г.Н. Л.: Изд-во ЛГУ, 1987.- 231 с.
10. Бамдас A.M., Кулинич В.А., Шапиро СВ. Статические электромагнитные преобразователи частоты и числа фаз. М.-Л.: Госэнергоиздат, 1961.-208 с.
11. Scott G. Polyphas Transmission, Electrician, 1894, 32, p. 640.
12. Ворфоромеев Г.Н. Схема Скотта: история и перспективы совершенствования (к столетию создания) //Электричество.-1994.-№10.-С.74-77.
13. Ворфоломеев Г.Н. Преобразование числа фаз в электроэнергетике.-Новосибирск: Изд-во НГТУ, 1996.-96 с.
14. Young Н. Scott-connected transformers, El. Rev., 1935, p.446.
15. Vidmar M. Über einen neuen Zweiphasen-Dreiphasen-Transformator, E. u. M.,1911, S.487.
16. Ворфоломеев Г.H. Методы и средства преобразования числа фаз для улучшения электромагнитной совместимости в электрических системах: Авто-реф. дис. д-ра техн. наук.-Новосибирск: НГТУ, 1998.- 42с.
17. Шнщер Л.М. Трехфазно-двухфазные трансформаторы / Вестник теоретической и экспериментальной электротехники, 1928, №7.- С.260-270.
18. Рихтер Р. Электрические машины, т. III. Трансформаторы. Пер. с нем. инж. Н.А.Голубева, под ред. проф. Г.Н.Петрова. ОНТИ НКТП СССР, 1935.-327 с.
19. Garrett W. The Le Blanc system of three-phase to two-phase transformation, BEAMAJ., 1940, №47.
20. Шляпошников Б.М. Игнитронные выпрямители. M.: Государственное транспортное железнодорожное издательство, 1947.-736 с.
21. Петров Г.Н. Электрические машины. В 3-х частях. 4.1. Введение. Трансформаторы. Учебник для вузов. М.: Энергия, 1974.-240 с.
22. Ворфоломеев Г.Н., Мятеж C.B., Стрижко JT.A. Преобразование трехфазной системы токов в шестифазную систему // Автоматизированные электромеханические системы: Сб. науч. тр.; Новосиб. гос. академия водного транспорта. Новосибирск, 1998.-С.132-135.
23. Круг. К.А. Основы электротехники. 4-е перераб. изд. М.-Л.,ОНТИ.-Глав. ред. энерг. лит-ры., 1936. 887 с.
24. Ворфоломеев Г.Н., Мятеж С.В. Щуров Н.И. Преобразование трехфазной системы напряжений в четырехфазную на основе схемы Скотта: Сб. науч. тр.; Но-восиб. гос. академия водного транспорта. Новосибирск, 2001.-С. 128-132.
25. Ворфоломеев Г.Н., Мятеж С.В. Щуров Н.И. Преобразование трехфазной системы токов в девятифазную систему на основе двух однофазных трансформаторов // Промышленная энергетика. 2001 .-№ 5.-С.45-47.
26. Ворфоломеев Г.Н., Мятеж C.B., Лавлюченко Д.А. Сравнительная оценка удельных параметров трех- и шестифазных воздушных линий электропередачи // Сб. науч. тр. НГТУ.-Новосибирск: Изд-во НГТУ, 1999.-№3.(16) -С.86-91.
27. Двухцепные электропередачи повышенной пропускной способности. I- Сб. ст. / АН МССР, Отд. энерг. В.М. Постолатий (отв. ред.) и др.-Кишинев: Штиинца, 1985. -С.79-87.
28. Булгаков А.А. Новая теория управляемых выпрямителей.-М.: Наука, 1970.-320 с.
29. Климов НС. Пути создания многофазных трансформаторов и генератор-трансформаторов // Электричество.-1958.-№ 8.-С.50-54.
30. Булгаков Н.И. Группы соединения трансформаторов. 3-е изд. перераб. и доп. -М.: Энергия, 1977.-81 с.
31. Размадзе Ш.М. Преобразовательные схемы и системы.-М.: Высшая школа, 1967.-527 с.
32. Костенко М.П., Пиотровский JI.M. Электрические машины. 4.1. Машины постоянного тока. Трансформаторы. Учебник для студентов высш. техн. учеб. заведений. -Л.: Энергия, 1972.-544 с.
33. Ворфоломеев Г.Н., Мятеж С.В., Щуров Н.И. Теоретические основы преобразования трехфазной системы токов в девятифазную // Электротехника.-2000.-№ 11.-С.41-43.
34. Ворфоломеев Г.Н., Мятеж С.В., Щуров Н.И., Циулина И.А. Двадцатичеты-рехпульсовое выпрямление с формированием веерной системы напряжений на специальных трансформаторах // Вестник КГТУ. Транспорт. -Красноярск: Изд-во КГТУ, 2001.-Вып.25.-С.119-125.
35. А.с. № 915187. Преобразователь переменного тока в постоянный Игольни-коваЮ.С. / Ю.С. Игольников. Опубл. вБ.И., 1982, № 11.
36. А.с. № 1081767. Преобразователь трехфазного переменного напряжения в постоянное / А.Г. Аслан-Заде. Опубл. в Б.И., 1984, № 11.
37. Калинин JJ.П. Фазорегулирующий трансформатор с фазным потенциалом на контактах механизма переключения // Сб. науч. тр., АН МССР, Отд. энергетической кибернетики. -Кишинев: Штиинца, 1978. -С.33- 48.
38. Теоретические основы преобразования числа фаз по модифицированной схеме Вудбриджа / Ворфоломеев Г.Н., Мятеж С.В., Щербакова О.В., Чемоданов С.С. И Сб. научн. тр. НГТУ.- Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2000.-№ 3 (20). С.64-68.
39. Скоростные железные дороги Японии : Синкансен. Пер. с япон. М.И. Мухамедзянова ; Под ред. д-ра техн. наук В. Г. Альбрехта.- М.: Транспорт, 1984. 199 с.
40. А.с. № 317151. Преобразователь числа фаз / Б.Е. Кубышин, Н.И. Тимошенко. Опубл. в Б.И., 1971, № 30.
41. A.c. № 598197. Преобразователь трехфазной системы напряжений в двухфазную / В.И. Загрядскш, Н.И. Кобылянский, А.И. Крамаренко. Опубл. в Б.И., 1978, № 10.
42. А.с. № 731529. Преобразователь напряжения переменного тока в постоянный 1Ю.Д. Морозов. Опубл в Б .И., 1980, №16.
43. Ruhende elektrische Maschinen. Transformatoren und Wandler. Berlin, Veb. Verlag Technik, 1973.-120s.
44. А.с. № 1474811. Преобразователь трехфазной системы напряжений в двухфазную /ЯЯ Сазонов. Опубл. в Б.И., 1989, № 15.
45. Калинин Л.П., Бошняга В. А. Модифицированный вариант фазорегулирую-щего трансформатора с соединением обмоток в многоугольник.- В кн.: Управляемые электропередачи. Кишинев: Штиинца, 1980.-С.47-52.
46. А.с. № 457152. Преобразователь двухфазного напряжения в многофазное / КН. Александров, О.НСуслов. Опубл. в Б.И., 1975, № 2.
47. А.с. № 434546. Преобразователь двухфазного напряжения в многофазное / Г.И. Шапкайц, В.Н. Оранский. Опубл. в Б.И., 1974,’№24.
48. Устройство для преобразования трехфазного напряжения в девятифазное. Ахмеров Р.А., Белозеров А.Л., Гайнцев Ю.А. / Уфимский авиационный институт им. Орджоникидзе. ПатЪсСР № 1029354, кл. Н 02 М 5/14, 1983.
49. А.с. № 395952. Преобразователь переменного напряжения в постоянное / В.П. Александров, Р.Х. Вальян, Р.К Зеличенок. Опубл. в Б.И., 1973, № 35.
50. Варфоломеев Г.Н., Мятеж С.В., Циулина И.А. Трансформаторные преобразователи трехфазной системы токов в пятнадцатифазную систему // Меж-вуз. науч. студ. конференция. Доклады и тезисы докладов.- Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2001. С.48.
51. А.с. № 1078558. Преобразователь переменного напряжения в постоянное / Ю.И.Хохлов, В.П.Светоносов, Я.Л.Фишлер, Л.М.Пестряева, С.В.Захаревич. Опубл. в Б.И., 1984, №9.
52. Двенадцатипульсовый выпрямительный агрегат / Ворфоломеев Г.Н., Мятеж С.В., Щуров Н.И., Циулина И.А. // Совершенствование технических средств электрического транспорта: Сб. науч. тр.,- Новосибирск: НГТУ, 2001. С. 149-154.
53. State Technical University. Novosibirsk, September 26-29, 2000, Vol. 4. P. 101-103.
54. Яценко А.А. Преимущества скользящего треугольника в схемах многофазных преобразователей.-Изв. вузов СССР. Электромеханика, 1981.- №6.-С.709-712.
55. А.с. № 555523. Трехфазный преобразователь числа фаз / С.В.Шапиро, Ю.А.Лосъ. Опубл. вБ.И.,1977, №15.
56. А.с. № 748728. m-пульсный вентильный преобразователь / А.И. Петляков, Е.М. Глух. Опубл. в Б.И., 1980, №26.
57. Двенадцатипульсовые полупроводниковые выпрямители тяговых подстанций / Б.С. Барковский, Г.С. Магай, В.П. Маценко и др.; Под ред. М.Г. Шалимова.-М.:Транспорт, 1990.-127 с.
58. А.с. № 754618. Двенадцатифазный преобразователь переменного напряжения в постоянное / Л.В. Карданов. Опубл. в Б.И., 1980, № 29.
59. Зиновьев Г.С. Основы силовой электроники: Учебник.-Новосибирск: Изд-воНГТУ, 1999.-Ч.1.- 199с.
60. A.c. № 748731. Преобразователь переменного тока в постоянный / Л.В.Поссе, И.А. Токмакова. Опубл. в Б.И., 1980, № 26.
61. A.c. № 959238. Преобразователь переменного тока в постоянный / А.Г.Аслан-Заде. Опубл. в Б.И., 1982, № 34.
62. A.c. № 1077032. Преобразователь переменного напряжения в постоянное / A.M. Репин, А.К. Кантаровский, Е.И. Соколов. Опубл. в Б.И., 1984, № 8.
63. A.c. № 803089. Преобразователь переменного тока в постоянный / Ю.С.Игольников. Опубл. в Б.И., 1981, № 5.
64. A.c. № 1066001. Преобразователь переменного напряжения в постоянное / А.М.Репин., С.П.Розиньков. Опубл. вБ.И., 1984, №1.
65. Анализ и синтез фазопреобразовательных цепей / Шидловский А.К., Мос-товякИ.В., Кузнецов В.Г.,- Киев, Наук, думка, 1979. 252 с.
66. Адаменко А.И. Кисленко В.И. Преобразование однофазного тока в многофазный. Киев, Техшка, 1971.-272с.
67. Бамдас A.M., Кулинич В.А. Статические преобразователи однофазного тока в двухфазный. // Труды ГПИ им. A.A. Жданова., 1960, вып. №5.
68. Копылов И.П. Электрические машины: Учебник для вузов.-М.: Энерго-атомиздат, 1986.- 360 с.
69. Нейман Л.Р., Демирчан К.С. Теоретические основы электротехники.-М.: Энергия, 1967.-Т.1. 523 с.
70. ГОСТ 13109-97. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения. Электрическая энергия. Совместимость технических средств электромагнитная.-Минск. 1997.
71. Тамазов А.И. Несимметрия токов и напряжений, вызываемых однофазными тяговыми нагрузками. -М.: Транспорт, 1965. 235 с.
72. Мельников H.A., Тимофеев Д.В., Вайнштейн Л.М. Симметрирование режимов работы электрических систем. -Электричество, 1966, № 2.-С. 20-29.
73. Шидловский А.К. и др. Уравновешивание режимов многофазных цепей. Ин-т электродинамики. -Киев.: Наук, думка, 1990.-272 с.
74. Bader W. Die Umwandlung der Einphasenlast in symmetrische Drehstromlast. ETZ, 1950, № 12.
75. Вагнер К.Ф., Эванс Р.Д. Метод симметричных составляющих и его применение к расчету аварийных токов: Пер с англ.- М.,Л.: Энергоиздат, 1933.- 181с.
76. Атабеков Г.И. Устройство для преобразования многофазной системы в однофазную (или наоборот), Авторское свидетельство № 67421, 1940.
77. Салихое С. С. Преобразование n-фазной системы токов в m-фаз при помощи статических устройств. // Труды института энергетики АН УзССР, Ташкент, 1951. Вып. №5.-С.3-38.
78. Пинчук А.Г. Устройство для преобразования m-фазной системы напряжений в n-фазную. А.с.№74304, 1949.
79. Бамдас A.M., Белоусов В.М. Применение фазопреобразователей в электроизмерительной технике, автоматике и телемеханике. Изв. вузов. Электромеханика, 1960, № 5.-С.108-122.
80. Фишлер Я.Л. Урманов Р.Н. Преобразовательные трансформаторы / Трансформаторы.- Вып.26.- М.: Энергия, 1974.- 224 с.
81. Ворфоломеев Г.Н., Мятеж С.В., Щуров Н.И. Теоретические основы преобразования трехфазной системы напряжений в пяти фазную систему на основе трансформаторов Скотта // Вестник КГТУ. Транспорт. Красноярск: Изд-во КГТУ, 2000. Вып.20.-С.82-84.
82. Ворфоломеев Г.Н., Мятеж С.В. Связь токов при преобразовании трехфазной системы напряжений в пятнадцатифазную систему // Совершенствование технических средств электрического транспорта: Сб. науч. тр.,-Новосибирск: НГТУ, 1999. -С.120-122.
83. Цейтлин Л. А. Симметрирование и преобразование числа фаз многофазных систем.-Электричество, 1947, № 9. С.55-59.
84. Андре Анго. Математика для электро- и радиоинженеров. Пер. с франц. К.С.Шифрина.- М.: Наука, 1965. 780 с.
85. Мятеж СВ. Вопросы общей методики расчета чисел витков обмоток трансформаторных преобразователей числа фаз // Совершенствование технических средств электрического транспорта: Сб. науч. тр.,-Новосибирск: НГТУ, 2002.-№3.-С. 180-181.
86. Вольдек А.И. Электрические машины. Изд. 2-е. перераб. и доп.-Л.: Энергия, 1974.-839 с.
87. Выгодский М.Я. Справочник по высшей математике. М.: Наука, 1973- 872 с.
88. Зилъберблат М.Э. Сравнительный анализ схем фазоповоротных трансформаторов. Электричество, 1976, № 8.- С.50-57.
89. Linnemann G. Elementare Synthese elektrischer und magnetischer Energiewandler. Wissenschaftliche Monographien der Elektrotechnik. Leipzig : Akademische Verlagsgesellschaft GEEST & PORTIG, 1967.
90. Яценко A.A. Применение схемы «скользящего треугольника» в многофазных преобразователях.-Электричество, 1982, № 7.-С. 17-24.
91. Комякоеа Т.В. Многопульсовые выпрямители тяговых подстанций электрического транспорта: Дисс. на соиск. учен. ст. канд.техн.наук.- Омск, Ом-ГУПС, 1999. -287.C
92. Виноградов Ю.К. Общие зависимости, определяющие параметры трансформаторов многофазных преобразователей.- Электричество, 1986, №2. -С.38-42.
93. ГОСТ 16110-82. Трансформаторы силовые. Термины и определения.
94. Евдокимов Ф.Е. Теоретические основы электротехники.- 6-е изд., пере-раб. и доп.- М.: Высш. шк., 1994. 495с.
95. Ворфоломеев Г.Н., Мятеж C.B. Симметричные составляющие несимметричных многофазных электрических систем: Учеб. пособие.-Новосибирск: Изд-воНГТУ, 1999.-31 с.
96. Чиженко И.М., Руденко B.C., Сенъко В.И. Основы преобразовательной техники.-М.: Высшая школа, 1974.- 430с.
97. Шалимов М.Г., Барковский Б. С., Пономарев А.Г. Коэффициент мощности многопульсовых выпрямителей // Повышение качества электрической энергии на тяговых подстанциях. Межвуз. темат. сб. науч. тр./ Омский ин-т инж. ж.-д. трансп.- Омск, 1979.- С.22-28.
98. Храмченко B.Â. Ток утечки троллейбуса как интегральная величина // Вестник Красноярского государственного технического университета / Отв. ред. В.Н.Катаргин.-Красноярск: ИПЦ КТГУ, 2001.-Вып.25. Транспорт.-СЛ11-119.
99. Тихомиров U.M. Расчет трансформаторов: Учеб. пособие для вузов. Изд. 4-е, перераб. и доп.-М.: Энергия, 1976. 544 с.
100. Комякова Т.В. Многопульсовые выпрямители тяговых подстанций электрического транспорта: Автореф дисс. на соиск. учен. ст. канд.техн.наук.-Омск, ОмГУПС, 1999. 24 с.
101. Васютинский С.Б. Вопросы теории и расчета трансформаторов.-Л: Энергия, 1970.-432 с.
102. Репин A.M. Исследование параметрических состояний m-фазных выпрямителей малой мощности. Автореф дисс. на соиск. учен. ст. канд.техн.наук.-М,МЭИС, 1971.-21 с.
103. Schlosser К Anwendung der Ersatzschaltung eines Transformators mit mehreren Wicklungen. BBC-Nachrichten, 1963, Jg.45, H.6, S. 318-333.
104. Петров Г.Н, К теории расчета индуктивности рассеяния трансформаторов / Электричество, 1948, № 3.- С.30-35.
105. Garin A.N., Paluev K.K. Transformer circuit impedance calculation. Trans. AIEE, 1936, v.55, N.6, p. 717-730.
106. Буль Б.К. Основы теории и расчета магнитных цепей. M.-JL: Энергия, 1964.-464 с.
107. Дьяконов В.П. Mathcad 8/2000: Специальный справочник Спб: Питер, 2000.- 592 с.
108. Математический пакет Maple V Release 4: Руководство пользователя // Прохоров Г.В., Колбеев В.В., Желнов К.И., Леденев М.А / Калуга: Облиз-дат, 1998.-200с.
109. Математическое моделирование и теория электрических цепей. Ответ, ред. Г.Е. Пухов.-Киев.: Наук, думка, 1973.-207 с.
110. Пискунов Н.С. Дифференциальное и интегральное исчисления.-М.:Наука, Т.2.,1966.-312 с.
111. Зиновьев Г.С., Танин М.В. Системы тягового электроснабжения с улучшенной электромагнитной совместимостью // Совершенствование технических средств электрического транспорта: Сб. науч. тр.,- Новосибирск: НГТУ, 1999. С. 67-69.
112. Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники. -8-е изд. пере-раб. и доп.-М.: Высш. шк. Кн.1: Электрические цепи.-1984.-559 с.
113. Трансформаторное оборудование для преобразовательных установок / Я.Л. Фигшер, Р.Н. Урманов, Л.М. Пестряева.-Ы.: Энергоатомиздат, 1989.-320 с.
114. ГОСТ 11920-93. Трансформаторы силовые масляные общего назначения напряжением до 35 кВ включительно. Технические условия.
115. ГОСТ 12965-93. Трансформаторы силовые масляные общего назначения классов напряжения 110и 150кВ. Технические условия.
116. Марквардт КГ. Электроснабжение электрических железных дорог.-М.:Транспорт, 1965.- 464 с.
117. Дьяконов В.И. Справочник по алгоритмам и программам на языке Бейсик для персональных ЭВМ: Справочник.-М.: Наука, 1987.-240с.
118. Исследования нового оборудования тяговых подстанций и способы повышения электробезопасности: Труды ЦНИИ МПС. Вып.420 / Под ред. Б.Я.Гохштейна.-ЪА.: Транспорт, 1970.-133с.
119. Данилевич О.И. О переходе трехфазного мостового преобразователя из режима непрерывного в режим прерывистого тока.- Электричество, 1982, №6.-С.61-63.
120. Барковский Б.С., Шалимов М.Г. О выборе схемы включения выпрямителей на тяговых подстанциях. // Межвуз. темат. сб. науч. тр./Омский ин-т инж. ж.-д. трансп.- Омск, 1978.- С.3-8.
121. А.с.№ 1086524. Источник постоянного напряжения / А.М.Репин. Опубл. в Б.И., 1984, № 14.
122. А.с.№ 1157633. Система электропитания А.М.Репина / А.М.Репин. Опубл. в Б.И., 1985, № 19.
123. А.с.№ 2002116514 (Положительное решение о выдаче св-ва на полезную модель). Источник постоянного напряжения с 8-ми-кратной частотой пульсации / Ворфоломеев Г.Н., Щуров Н.И., Евдокимов С.А., Мятеж C.B., 19.06.2002 г.
124. А.с.№ 2002121039 (Положительное решение о выдаче св-ва на полезную модель). Источник постоянного напряжения с 16-ти-кратной частотой пульсации / Ворфоломеев Т.Н., Щуров НИ., Евдокимов С.А., Мятеж C.B., 05.08.2002 г.
125. А.с.№ 2002127668 (Положительное решение о выдаче св-ва на полезную модель). Источник постоянного напряжения с 24-х кратной частотой пульсации / Ворфоломеев Г.Н., Щуров Н.И., Евдокимов С.А., Мятеж C.B., 21.10.2002 г.
126. А.с.№ 1642567. Шестилучевой источник низковольтного напряжения / А.М.Репин. Опубл. в Б.И., 1991, № 14.
127. А.с.№ 738071. Преобразователь переменного напряжения в постоянное / Ю.В.Потапов. Опубл. в Б.И., 1980, № 20.
128. А.с.№714592. Преобразователь переменного тока в постоянный / Г.И.Дубовов, Ю.С.Игольников. Опубл. в Б.И., 1980, № 5.
129. А.с.№ 129111. Преобразователь m-фазного переменного напряжения в постоянное / Ю.В.Потапов. Опубл. в Б.И., 1980, № 15.
130. Источник постоянного напряжения с 12-кратной частотой пульсации / Свидетельство № 2002135121 на полезную модель // Евдокимов С.А., Ворфоломеев ГЛ., ЩуровН.И., Мятеж C.B., 24.12.2002 г.
131. Фаулъ Ф. Справочник по электротехнике. Московское Акционерное Издательское Общество, 1929.-640 с.
132. Справочник по тяговым подстанциям городского электрического транспорта / Под ред. И.С.Ефремова.-Ы.:Трансиорт, 1978.-320с.
133. Чебовский О.Г. и др. Силовые полупроводниковые приборы: Справочник. 2-е изд. перераб. и доп.-М.: Энергия, 1985.-400с.
134. Диоды и тиристоры в преобразовательных установках / М.И.Абрамович, В.М.Бабайлов, В.Е.Либер и др.-М.:Энергоатомиздат, 1992.-432С.
135. Schubert G. Gleichspaimungsrerstärker. Berlin, Veb. Verlag Technik,1971 .-87c.
136. Мамошин P.P. Повышение качества энергии на шинах тяговых подстанций дорог переменного тока.-М.: Транспорт, 1973.- 224 с.
137. By=-sin(fil*(pi/180)) Су= sin(fil*(pi/180)) f ia=0 f ib=0 f ic=0for r=0 to n fi2 (i)=0 next r
138. A=sqr (АхЛ’2+Ау>ч2) : fia=atn(Ay/Ax) if Ax<0 then fia=fia+pi
139. Bx=cos(fil*(pi/180)) Cx=cos(fil*(pi/180))
140. B=sqr(BxA2+ByA2): fib=atn(By/Bx) if Bx<0 then fib=fib+pi
Электроэнергия в трехфазных и однофазных системах ~ Обучение электротехнике
Мощность в электрической цепи или системе определяется:Где:
I = ток в амперах
V = Напряжение в вольтах
Единица мощности — ватт (Вт). Мощность также может быть выражена в вольтах-амперах (ВА), как правило, в системах переменного тока.
В системе постоянного тока ток и напряжение не меняются во времени. Следовательно, произведение напряжения и тока дает нам мощность в ваттах.В системах переменного тока значения напряжения и тока постоянно изменяются синусоидальным образом, как показано ниже:| Форма кривой напряжения и тока переменного тока |
Следовательно, в системе переменного тока произведение тока и напряжения не дает мощности в ваттах, а дает мощность в ВА (вольт-амперах). Мощность в ваттах для однофазной системы переменного тока определяется выражением:
Где:
P = мощность в ваттах
Iphase = фазный ток
Vphase = фазное напряжение
Cosф = коэффициент мощности
В трехфазной электросети:
Мощность = 3 x мощность в одной фазе:
Соединение треугольником (сеткой) и звездой в 3-фазном А.Системы C
Электроэнергия переменного тока часто подается и потребляется в трехфазных системах, которые обычно соединяются треугольником (сеткой) или звездой:
| Рисунок 1: Соединения звездой и треугольником в трехфазных цепях переменного тока |
Соединение на Рисунке 1a выше известно как соединение треугольником, потому что диаграмма очень похожа на греческую букву Δ, называемую дельта. Другой тип соединения на рисунке 1b известен как соединение звездой или звездой.Соединение звездой отличается от соединения треугольником тем, что в нем последовательно соединены две фазы. Общая точка «O» трех обмоток называется нейтралью, потому что между этой точкой и любой из трех фаз существует равное напряжение. Этот пункт обычно обоснован. Обычно трансформаторы, двигатели и генераторы можно подключать по схеме звезды или треугольника.
Соотношение напряжения и тока в системах, соединенных треугольником и звездой
(a) Система, подключенная по схеме треугольника
В системе, соединенной треугольником (см. Рис. 1а выше):
Фазовое напряжение = линейное напряжение:
Линейный ток = 1.732 раза Фазный ток, т.е.
(b) Система с соединением звездой или звездой
В системе с соединением звездой (см. Рисунок 1b выше):
Линейный ток = Фазный ток
Линейное напряжение = 1,732-кратное фазное напряжение
Мы видели, что мощность в 3-фазной системе определяется выражением:
Подстановка значений фазного тока и фазного напряжения для систем, соединенных треугольником и звездой, в приведенную выше формулу дает мощность в ваттах в 3-фазном A.Цепь C подключена по схеме треугольника или звезды как:
Таким образом, зная линейное напряжение и линейный ток в любой трехфазной цепи переменного тока, а также коэффициент мощности, можно легко рассчитать мощность, подаваемую в систему.
Трехфазная система— обзор
2 Многоуровневые модели: общая разработка
Рассмотрим трехфазную систему, схематически показанную на рисунке 1, в которой межфазные поверхности между фазами сложны и могут изменяться во времени. Пусть характерные масштабы длины фаз, называемых α- β- и γ-фазами соответственно, существенно отличаются друг от друга.Тогда по отношению к фазам α и β -фаза γ -фаза считается непрерывной, а β-фаза называется дисперсной, но, в свою очередь, по отношению к β- и γ-фазам, β-фаза является непрерывной, а γ-фаза считается дисперсной. Пусть ψ будет скалярной величиной, которая в фазах обозначается как ψ α , ψ β и ψ γ . Изменение ψ внутри фаз описывается уравнениями баланса
Рисунок 1.Трехфазная система с трехуровневой пространственной иерархией
(1) ρi∂ψi∂t + ∇∘ (ji) = πi, i = α, β, γ
, где j i — плотность потока и π i — объемная плотность источника ψ . Транспорт через границы раздела αβ, — и βγ — описывается граничными условиями
(2) nij∘ (ji − ρiψiwij) + nij∘ (ji − ρjψjwij) = σij, i, j = α, βandi , j = β, γ
, где W ij — скорость интерфейса ij , σ ij обозначает поверхностную плотность источника величиной ψ на ij -интерфейс, а n nJ — нормальный единичный вектор для интерфейса ij .
Предположим, что можно определить такие объемы пространственного усреднения
(3) Vα = constantLα3 и Vβ = constantLβ3.
для фаз α, — и β , связанных с координатами x α и x β , что условия
(4) λα≪Lα≪∧αиλβ≪ Lβ≪∧β
(5) β∞λαи∧λ∞λβ
удовлетворены. Затем, следуя процедуре, представленной Lakatos (2001) для двухуровневой модели, молекулярная (одноуровневая) математическая модель системы может быть преобразована в трехуровневую с помощью модифицированной техники объемного усреднения.В этом случае среднее фазовое 〈..〉 α интенсивного количества ψ в α -фазе определяется обычным образом (Whitaker, 1967, Slattery, 1967, Gray, 1975)
( 6) 〈ψα〉 α (xα, t) = 1Vα∫VααψαdV
, где V α = V αα + V βα , V αα и Vp βα — парциальные объемы α- и β -фаз в V α , соответственно.Среднее по фазе 〈..〉 α количества ψ в фазе β принимает вид
(7) 〈ψβ〉 α (xα, t) = ∫0vβmax 〈ψβ〉 pnβ (Vβ, xα , t) VβdVβ
, где 〈.〉 P обозначает среднее значение ψ A по β-фазовому элементу (частице):
(8) 〈ψβ〉 p = 1Vβ∫VβψβdV⋅
В уравнении (7 ) функция nβ: R0 + × R3 × R0 + → R0 + называется функцией плотности заселенности β-частиц, которая в данном случае определяется следующим образом: nβ — такая функция, что равенство
(9 ) ∫0Vβmaxg (Vβ) nβ (Vβ, t, xα) dVβ = 1K∑k = 1Kg (Vβk)
выполняется для каждой непрерывной и ограниченной функции g (.), где K — количество β-частиц. С помощью этой функции V α n β (V β , t, x α ) dV β выражает количество частиц, имеющих объем ( V β , V β + dV β ) в момент времени t в объеме усреднения V α , связанном с координатой x α . Пространственное усреднение 〈..〉 β p относительно β- и γ- фаз выводится аналогично.
Применяя теперь по очереди операторы усреднения 〈..〉 α и 〈..〉 β к уравнениям (1) — (2), и учитывая, что в силу соотношений (3) — (5),
(10) 〈〈 ..〉 α〉 β = 〈..〉 α
, а также соответствующие теоремы об усреднении объема и общего переноса, мы получаем следующую иерархию уравнений модели. Движение ψ в фазе α , т.е.е. на a-уровне описывается уравнением
(11) 〈ρα〉 α∂ 〈ψα〉 α∂t + 〈ρα〉 α∇∘ 〈jα〉 α− 〈πα〉 α = −∫0vβmax 〈ψβ〉 pdVβdtnβdVβ + + ∫0Vβmaxnβ∫Aβ (Vβ) 〈jβ〉 β∘nβdAdVβ − ∫0Vβmaxnβ∫Aβ (Vβ) 〈σαβ〉 βnβ∘dAdVβ
, где члены левой части уравнения (11) описывают изменение количества ψ в фазе α- , а члены с правой стороны описывают изменения I ψ из-за изменения объема β-частиц, перенос ψ через интерфейс αβ и образование ψ с помощью плотности поверхностного источника σ αβ соответственно.Здесь функция плотности населения определяется уравнением баланса населения
(12) ∂nβ∂t + ∇∘ (〈vβ〉 pnβ) + ∂∂Vβ (dVβdtnβ) = 〈πβ〉 pnβ
, описывающим поведение β -частицы, представленные на уровне α в виде точечных стоков, погруженных в воду и движущихся в α-фазе. Аналогично, уравнения на β-уровне:
(13) 〈ρβ〉 β∂ 〈ψβ〉 ∂t + 〈ρβ〉 β∇∘ 〈jβ〉 β− 〈πβ〉 β = −∫0Vγmax 〈ψγ〉 PdVγdtnγdVγ ++ ∫ 0Vγmaxnγ∫Aγ (Vγ) jγ∘nγdAdVγ − ∫0Vγmaxnγ∫Aγ (Vγ) σβγnγ∘dAdVγ
и
(14) ∂nγ∂t + ∇∘ (〈vγ〉 Pnγ) + ∂∂Vγ (dV) 〉 Pnγ.
Наконец, уравнение на уровне γ
(15) ργ∂ψγ∂t + ∇∘ (vγργψγ + qγ) = πγ
описывает изменение количества ψ внутри γ -частиц. Здесь q γ обозначает неконвективную составляющую плотности потока, которая может иметь сложную природу в зависимости от структуры частиц. Уравнения (11) — (15) дополняются соответствующими граничными и начальными условиями. Граничные условия для уравнений (13) — (14) описывают связь системы с окружающей средой, в то время как граничные условия для уравнения.(15) описывают связь между внутренним миром γ -частицы и ее непрерывным фазовым окружением.
Что такое фаза? — Определение с сайта WhatIs.com
КВ электронной сигнализации фаза — это определение положения момента времени (момента) в цикле формы сигнала. Полный цикл определяется как 360 градусов фазы, как показано на иллюстрации A ниже. Фаза также может быть выражением относительного смещения между волнами, имеющими одинаковую частоту.
Разность фаз , также называемая углом фазы , в градусах обычно определяется как число больше -180 и меньше или равно +180. Опережающая фаза относится к волне, которая возникает «впереди» другой волны той же частоты. Запаздывающая фаза относится к волне, которая возникает «позади» другой волны той же частоты. Когда два сигнала различаются по фазе на -90 или +90 градусов, говорят, что они находятся в фазе в квадратуре .Когда две волны различаются по фазе на 180 градусов (-180 технически то же самое, что +180), считается, что волны находятся в фазе , противостоящей . На рисунке B показаны две волны, которые находятся в квадратуре фаз. Волна, изображенная пунктирной линией, опережает волну, изображенную сплошной линией, на 90 градусов.
Фаза иногда выражается в радианах, а не в градусах. Один радиан фазы соответствует приблизительно 57,3 градусам. Инженеры и техники обычно используют ученые степени; физики чаще используют радианы.
Временной интервал для одного градуса фазы обратно пропорционален частоте. Если частота сигнала (в герцах) задается как f , то время t deg (в секундах), соответствующее одному градусу фазы, будет:
т град = 1 / (360 f )
Время t рад (в секундах), соответствующее одному радиану фазы, приблизительно равно:
t рад = 1 / (6.28 ф )
Последний раз обновлялся в сентябре 2005 г.
Фазовые отношения — Engineer-Educators.com
Помимо частотных и циклических характеристик, переменное напряжение и ток также имеют взаимосвязь, называемую «фазой». В цепи, которая питается (питается) от одного генератора переменного тока, должно быть определенное фазовое соотношение между напряжением и током, если цепь должна функционировать эффективно.В системе, питаемой двумя или более генераторами переменного тока, должно быть не только определенное соотношение фаз между напряжением и током одного генератора переменного тока, но также должно быть соотношение фаз между отдельными напряжениями и отдельными токами. Кроме того, две отдельные схемы можно сравнить, сравнив фазовые характеристики одной с фазовыми характеристиками другой.
В фазеРисунок 106 A показывает сигнал напряжения и сигнал тока, наложенные на одну и ту же временную ось.Обратите внимание, что когда напряжение увеличивается в положительном чередовании, ток также увеличивается. Когда напряжение достигает пикового значения, ток тоже. Обе формы волны затем меняются и снова уменьшаются до нулевой величины, а затем действуют таким же образом в отрицательном направлении, как и в положительном направлении. Когда две волны, такие как эти на рисунке 106 A, точно синхронизированы друг с другом, они говорят, что они находятся в фазе. Чтобы быть в фазе, две формы волны должны проходить через свои точки максимума и минимума одновременно и в одном направлении.
Рисунок 106. В фазе и в противофазе. Состояние отсутствия фазыКогда два сигнала проходят через свои максимальные и минимальные точки в разное время, между ними будет существовать разность фаз. В этом случае говорят, что две формы волны не совпадают по фазе друг с другом. Термины опережение и запаздывание часто используются для описания разности фаз между сигналами. Считается, что сигнал, который первым достигает своего максимального или минимального значения, опережает другой сигнал.Рисунок 106B показывает эту взаимосвязь. Первый источник напряжения начинает расти в положении 0 °, а второй источник напряжения начинает расти в положении 90 °. Поскольку первый источник напряжения начинает свое повышение раньше (на 90 °) по сравнению со вторым источником напряжения, говорят, что он опережает второй источник. С другой стороны, говорят, что второй источник отстает от первого. Когда сигнал считается опережающим или запаздывающим, обычно указывается разница в градусах. Если две формы волны различаются на 360 °, говорят, что они находятся в фазе друг с другом.Если разница между двумя сигналами составляет 180 °, значит, они все еще не в фазе, даже если они одновременно достигают своих минимальных и максимальных значений. [Рисунок 106]
Что такое фаза и разность фаз? — Определение и значение
Фаза
Определение: Фаза переменного количества определяется как разделенная часть цикла, через которую количество перемещается вперед из выбранной исходной точки. Когда две величины имеют одинаковую частоту, а их максимальная и минимальная точки достигаются в одной и той же точке, считается, что эти величины находятся в одной фазе.
Рассмотрим два переменных тока I m1 и I m2 , показанных на рисунке ниже. Оба количества одновременно достигают своей максимальной и минимальной пиковых точек. И нулевое значение обеих величин устанавливается одновременно.
Разность фаз
Определение: Разность фаз между двумя электрическими величинами определяется как угловая разность фаз между максимально возможным значением двух переменных величин, имеющих одинаковую частоту.
Другими словами, две переменные величины имеют разность фаз, когда они имеют одинаковую частоту, но они достигают своего нулевого значения в разный момент времени. Угол между нулевыми точками двух переменных величин называется углом разности фаз.
Рассмотрим два переменных тока величин I m1 и I m2 , которые показаны векторно. Оба вектора вращаются с одинаковой угловой скоростью ω радиан в секунду. Два тока принимают нулевое значение в разные моменты времени.Поэтому говорят, что они имеют разность фаз угла φ.
Величина, которая достигает своего положительного максимального значения раньше другого, называется ведущей величиной, тогда как величина, которая достигает своего максимального положительного значения после другой, называется отставающей величиной. Ток I m1 опережает ток на I m2 или, другими словами, ток I m2 является запаздывающим током на I m1 .
Цикл: Когда переменная величина проходит через полный набор значений + ve или –ve или проходит через электрические градусы 360 °, то считается, что цикл полностью завершен.
(PDF) Понимание фазы как ключевой концепции в физике и электротехнике
ССЫЛКИ
1. Кёрнер Т.В. (1988), анализ Фурье, Cambridge University Press,
Кембридж.
2. Блау, С.К., (2004), Свет как перышко: структурные элементы придают павлину
перья своего цвета, Physics Today, Vol. 57, No. 1, pp. 18-20.
3. Вукусич П., Сэмблс Дж. Р. (2003), Фотонные структуры в биологии, Природа,
Vol.424, No. 6950, pp. 852-855.
4. Линдер К. (1992), Понимание звука: так в чем проблема? Физика
Education, Vol. 27, No. 5, pp. 258-264.
5. Садагиани, Х. и Бао, Л. (2005), Устранение трудностей учащихся в
Понимание фаз и различий между фазами. документ, представленный на встрече AAPT Winter
, Альбукерке, Нью-Мексико.
6. Бернхард Дж. И Карстенсен А.-К. (2002), Изучение и преподавание теории электрических цепей
, доклад, представленный на PTEE 2002: Преподавание физики в
Инженерное образование, Левен.
7. Карстенсен, А.-К. и Бернхард Дж. (2002), Боде описывает не только инструмент
инженеров, но и ключ для облегчения обучения студентов в области электротехники и управления
инженерия, доклад, представленный на PTEE 2002: Physics Teaching in Engineering
Education, Левен.
8. Каутц, К. (2011), Разработка учебных материалов для решения проблем учащихся
во вводной электротехнике, доклад представлен на
SEFI / WEE 2011, Лиссабон.
9. Маццолини, А.П., Скотт, Д. и Эдвардс, Т. (2012), Использование интерактивной лекции
демонстраций для улучшения концептуального понимания резонанса в курсе электроники
, Австралазийский журнал инженерного образования, том. 18,
№ 1. С. 69-88.
10. Скотт, Дж., Харлоу, А., Мира, П. и Коуи, Б. (2010), Пороговые концепции и
вводная электроника, доклад, представленный на конференции AaeE в Сиднее.
11. Flanagan, M.T., Taylor, P. and Meyer, J.H.F. (2010), Компундированные пороги
в электротехнике, Пороговые концепции и трансформационное обучение
(Дж. Х. Ф. Мейер, Р. Лэнд и К. Бэйли, редакторы), Sense, Роттердам. стр. 227-
239.
12. Гонсалес Сампайо, М., (2006), Решение технических проблем: случай преобразования Лапласа
как трудности в изучении электрических цепей и как инструмент для решения
реальных Мировые проблемы, Линчёпингские исследования в области науки и технологий
Диссертация №1038, Линчёпинг.
13. Бернхард, Дж., Карстенсен, А.-К. и Холмберг, М. (2010), Исследование
студентов инженерных специальностей «обучение -« обучение как изучение сложной концепции
», доклад, представленный на IGIP-SEFI 2010, Трнава.
14. Meyer, J.H.F. и Лэнд, Р. (2003), Пороговые концепции и проблемные знания
: Связь со способами мышления и практики в рамках дисциплин
, в улучшении обучения студентов.Улучшение обучения студентов
Теория и практика — 10 лет спустя (К. Раст, редактор), Оксфордский центр персонала
и развитие обучения, Оксфорд, стр. 412-424.
15. Вессель, К. (1799), Om directionens analytiske betegning [Об аналитическом представлении направления
], Королевская датская академия наук и литературы,
Копенгаген.
16. Лаки, Р.В., (2007), Математический блюз, IEEE Spectrum, сентябрь 2007 г., с. 80.
Трехфазные цепи переменного тока (со схемой)
В этой статье мы обсудим: 1.Введение в трехфазные цепи переменного тока 2. Генерация трехфазной ЭДС в цепях переменного тока 3. Последовательность фаз 4. Преобразование системы сбалансированной нагрузки со звезды на треугольник и наоборот 5. Балансировка параллельных нагрузок.
Состав:
- Введение в трехфазные цепи переменного тока
- Генерация трехфазной ЭДС в цепях переменного тока
- Чередование фаз в трехфазных цепях переменного тока
- Преобразование системы сбалансированной нагрузки со звезды на треугольник и наоборот
- Балансировка параллельных нагрузок в трехфазной цепи переменного тока
1.Введение в трехфазные цепи переменного тока:
Типы переменных токов и напряжений, обсуждавшиеся до сих пор в книге, называются однофазными токами и напряжениями, поскольку они состоят из одиночных волн переменного тока и напряжения. Однофазные системы с однофазными токами и напряжениями вполне подходят для бытового применения. Даже двигатели, используемые в бытовых применениях, в основном однофазные, например двигатели для смесителей, охладителей, вентиляторов, кондиционеров, холодильников.
Однако однофазная система имеет свои ограничения и поэтому была заменена многофазной системой. Для питания электропечей обычно используется двухфазная система. Шестифазная система обычно используется в преобразовательных машинах и аппаратах. Для общего питания универсально используется трехфазная система. Для генерации, передачи и распределения электроэнергии повсеместно принята трехфазная система. Двухфазное питание и шестифазное питание получают от трехфазного источника питания.
Многофазная система означает систему, которая состоит из множества (поли означает множество или несколько) обмоток или цепей (фаза означает обмотку или цепь).
Многофазная система, по сути, представляет собой комбинацию нескольких однофазных напряжений, имеющих одинаковую величину и частоту, но смещенных друг от друга на равный угол (электрический), который зависит от количества фаз и может быть определен из следующего соотношения:
Электрическое смещение = 360 электрических градусов / Количество фаз… (7.1)
Вышеупомянутое соотношение не выполняется для двухфазных обмоток, которые смещены на 90 электрических градусов друг от друга.
Система питания считается симметричной, если несколько напряжений одной и той же частоты имеют одинаковую величину и смещены друг от друга на равный временной угол. Трехфазная, трехпроводная или четырехпроводная система питания будет симметричной, если линейные напряжения равны по величине и смещены по фазе на 120 электрических градусов относительно друг друга.Кроме того, в четырехпроводной системе напряжения относительно нейтрали трех фазных проводов должны быть равны друг другу по величине и смещены по фазе на 120 ° относительно друг друга.
Трехфазное питание будет несимметричным, если одно из трехфазных напряжений не одинаково по величине или фазовый угол между этими фазами не равен 120 °.
Цепь нагрузки считается сбалансированной, если нагрузки (импедансы), подключенные в различных фазах, одинаковы по величине и по фазе.Любая трехфазная нагрузка, в которой полное сопротивление одной или нескольких фаз отличается от полного сопротивления других фаз, называется несимметричной трехфазной нагрузкой.
В случае, если одна из трех фаз трехфазного источника питания, подключенного к трехфазной нагрузке, недоступна, такое состояние называется однофазным.
Достоинства и недостатки многофазной системы по сравнению с однофазной системой:
Преимущества многофазной системы по сравнению с однофазной системой перечислены ниже:
(i) В однофазной цепи подаваемая мощность пульсирует.Даже когда ток и напряжение совпадают по фазе, мощность равна нулю дважды в каждом цикле, а когда ток опережает или отстает от напряжения, мощность становится отрицательной дважды и равна нулю четыре раза в течение каждого цикла. Это не является проблемой для освещения и небольших двигателей, но с большими двигателями это вызывает чрезмерную вибрацию. В многофазной системе общая передаваемая мощность постоянна, если нагрузки сбалансированы, хотя мощность любой одной фазы или цепи может быть отрицательной. Поэтому многофазная система очень желательна, особенно для силовых нагрузок.
(ii) Рейтинг данной машины увеличивается с увеличением количества фаз. Например, мощность трехфазного двигателя в 1,5 раза больше, чем мощность однофазного двигателя того же размера.
(iii) Однофазные асинхронные двигатели не имеют пускового момента, поэтому необходимо снабдить эти двигатели вспомогательными средствами запуска, но в случае трехфазных двигателей, за исключением синхронных двигателей, нет необходимости предоставлять вспомогательные средства для начиная.
(iv) Коэффициент мощности однофазного двигателя ниже, чем у многофазного двигателя того же номинала (мощность и скорость).КПД многофазного двигателя также выше, чем у однофазного двигателя.
(v) Трехфазная система требует 3/4 веса меди от того, что требуется однофазной системе для передачи такого же количества энергии при заданном напряжении и на заданном расстоянии.
(vi) Вращающееся магнитное поле можно создать, пропуская многофазные токи через неподвижные катушки,
(vii) Многофазная система более функциональна и надежна, чем однофазная система, и
(viii) Параллельная работа многофазных генераторов проще по сравнению с однофазными генераторами из-за пульсирующей реакции в однофазных генераторах.
Однако трехфазный режим не так практичен для бытовых применений, где двигатели обычно меньше 1 кВт и где большую часть нагрузки обеспечивают цепи освещения.
Обычно используемая многофазная система:
Хотя существует несколько многофазных систем, таких как двухфазная, трехфазная, но неизменно принимается трехфазная система из-за присущих ей преимуществ перед всеми другими многофазными системами.
Спрос на двухфазную систему почти исчез, потому что у нее нет никаких преимуществ, которые не равняются или не превосходят трехфазная система в производстве, передаче или использовании.Трехфазная система повсеместно используется для производства, передачи и распределения электроэнергии. Двухфазное питание и, при необходимости, шестифазное питание обеспечивается от трехфазного источника питания.
Системы с числом фаз, превышающим три, увеличивают сложность и стоимость оборудования для передачи и использования и становятся неэкономичными.
Знание трехфазных систем электроснабжения, таким образом, необходимо для понимания технологии электроснабжения. К счастью, базовая схемотехника, используемая при решении однофазных цепей, напрямую применима к трехфазным цепям, потому что три фазы идентичны, а одна фаза представляет поведение всего вышеперечисленного.В этой статье мы обсудим только 3-х фазные системы.
2. Генерация трехфазной ЭДС в цепях переменного тока:
Когда три катушки, жестко скрепленные вместе и разнесенные на 120 ° (электрические), вращаются вокруг одной оси в однородном магнитном поле, наведенная ЭДС в каждой из них будет иметь разность фаз 120 ° или 2/3 π радиан.
Рассмотрим три идентичных катушки a 1 a 2 , b 1 b 2 и c 1 c 2 , установленных на одной оси, но смещенных друг от друга на 120 ° и вращающихся против часовой стрелки. в биполярном магнитном поле, как показано на рис.7.1 (а). Здесь a 1 , b 1 и c 1 — это начальные выводы, а a 2 , b 2 и c 2 — конечные выводы трех катушек.
Когда катушка a 1 a 2 находится в положении AB, наведенная ЭДС в этой катушке равна нулю и увеличивается в положительном направлении, катушка b 1 b 2 находится на 120 ° позади катушки a 1 a 2 , поэтому ЭДС, индуцированная в этой катушке, приближается к своему максимальному отрицательному значению, а катушка c 1 c 2 находится на 240 ° позади катушки прошло положительное максимальное значение и уменьшается.
Поскольку каждая идентичная катушка имеет одинаковое количество витков и намотана проводом того же типа и с таким же поперечным сечением, наведенные ЭДС в каждой из катушек имеют одинаковую величину. Индуцированная ЭДС в каждой катушке также имеет одинаковую частоту и форму волны (в данном случае синусоидальную), но смещены друг от друга на 2π / 3 радиана или 120 °, как показано на рис. 7.1 (b) с помощью форм сигналов.
Соответственно, мгновенные значения ЭДС, индуцированной в катушках a 1 a 2 , b 1 b 2 и c 1 c 2 , могут быть заданы как:
, если t = 0, соответствует моменту, когда напряжение или ЭДС катушки a 1 a 2 проходит через ноль и возрастает в положительном направлении.
Двойной индекс:
Решение проблем, связанных с цепями и системами, содержащими несколько напряжений и токов, упрощается и менее подвержено ошибкам, если векторы напряжения и тока обозначены некоторыми систематическими обозначениями. Обозначение двойного индекса — очень полезная концепция с этой точки зрения. В этом обозначении две буквы помещены в основании символа для напряжения или тока, порядок, в котором написаны индексы, указывает направление, в котором действует напряжение или течет ток.
Например, если напряжение в цепи действует в таком направлении, что вызывает протекание тока от A к B, положительное направление напряжения — от A к B, и напряжение может быть представлено как V AB или E AB , порядок нижних индексов, обозначающих, что напряжение или ЭДС действует от A до B.
Если напряжение указано V BA или E BA , это означает, что точка B положительна относительно. точка A (в течение ее положительного полупериода), и напряжение заставляет ток течь от B к A i.е., V BA или E BA указывает, что напряжение или ЭДС действует в направлении, противоположном тому, в котором действует V AB или E AB .
Так V BA = — V AB … (7.3)
Аналогично I AB указывает, что ток течет от A к B, но I BA указывает, что ток течет в направлении от B к A, то есть I BA = — I AB .
3.Чередование фаз в трехфазных цепях переменного тока:
Последовательность фаз — это порядок или последовательность, в которой токи или напряжения в разных фазах достигают своих максимальных значений один за другим.
На рис. 7.1 (a) показаны три катушки a 1 a 2 , b 1 b 2 и c 1 c 2 , вращающиеся против часовой стрелки. Поскольку катушка b 1 b 2 , находится на 120 ° позади катушки a 1 a 2 , а катушка c 1 c 2 находится на 240 ° позади катушки a 1 a 2 , поэтому , первая катушка a 1 a 2 , достигает максимального или пикового значения наведенной ЭДС, катушка b 1 b 1 достигает максимального или пикового значения наведенной ЭДС, когда катушки поворачиваются дальше на 120 ° (электрический) и катушка c 1 c 2 достигает пикового значения наведенной ЭДС, когда катушки вращаются на 240 ° (электрическая).Поскольку наведенные ЭДС в трех катушках a 1 a 2 , b 1 b 2 и c 1 c 2 , достигают максимальных значений в порядке a, b, c, последовательность фаз равна, ab c.
Если направление вращения катушек меняется на противоположное, то есть по часовой стрелке, трехфазные ЭДС достигают своих максимальных значений в порядке a, c, b и, следовательно, последовательность фаз будет acb. Поскольку катушки можно вращать по часовой стрелке или против часовой стрелки, возможны только две возможные последовательности фаз.
Знание последовательности фаз 3-фазного источника питания необходимо для подключения генераторов переменного тока и трансформаторов для их параллельной работы. Изменение чередования фаз трехфазного генератора переменного тока, который должен работать параллельно с другим аналогичным генератором переменного тока, может вызвать серьезные повреждения обеих машин.
Направление вращения асинхронного двигателя зависит от последовательности фаз. Если чередование фаз поменять местами любыми двумя клеммами 3-источника питания, двигатель будет вращаться в противоположном направлении.
Чередование фаз напряжения, приложенного к нагрузке, обычно определяется порядком, в котором соединены три фазные линии. В случае трехфазных несимметричных нагрузок эффект изменения чередования фаз, как правило, вызывает совершенно другой набор значений токов. Поэтому при работе с такими системами важно четко указать последовательность фаз, чтобы избежать ненужной путаницы.
4. Преобразование системы сбалансированной нагрузки со звезды на треугольник и наоборот:
Любая сбалансированная система, соединенная звездой, может быть полностью заменена эквивалентной системой, соединенной треугольником, или наоборот из-за их соотношения между фазными и линейными напряжениями и токами.Например, сбалансированная нагрузка, подключенная по схеме звезды, имеющая импеданс величины Z с коэффициентом мощности cos ɸ (или Z) в каждой фазе, может быть заменена эквивалентной нагрузкой, подключенной по схеме треугольника, с полным сопротивлением 3Z и коэффициентом мощности cos ɸ (т.е. 3Z ∠ɸ) в каждой фазе.
Это может быть установлено следующим образом:
Теперь в эквивалентной системе с соединением по схеме треугольника для тех же значений напряжения и тока в линии, что и в системе с соединением звездой:
5.Балансировка параллельных нагрузок в трехфазной цепи переменного тока:
Комбинация сбалансированных 3- ɸ нагрузок, подключенных параллельно, может быть решена любым из следующих методов:
1. Все данные нагрузки могут быть преобразованы в эквивалентные нагрузки с Y или Δ-соединением, а затем объединены вместе в соответствии с законом, регулирующим параллельные цепи.
2. Альтернативный метод — определение вольт-ампер.
Активная мощность и реактивная мощность различных нагрузок могут быть сложены арифметически и алгебраически соответственно, чтобы получить общие вольт-амперы согласно выражению:
Где P — мощность в ваттах (или кВт), Q — реактивная мощность в реактивных вольт-амперах (или кВАр), а S — вольтамперы (или кВА)
Пример:
Трехфазный генератор на 1000 В, подключенный звездой, обеспечивает питание асинхронного двигателя мощностью 500 кВт, подключенного по схеме «треугольник».