И при соединении звездой и треугольником

Активная мощность трёхфазной цепи, в которой нагрузка соединена звездой, определяется через фазные значения напряжения и тока:

И при соединении звездой и треугольником - student2.ru . (3.24)

Для активной нагрузки угол сдвига фаз между напряжением и током И при соединении звездой и треугольником - student2.ru , тогда И при соединении звездой и треугольником - student2.ru . Так как фазное и линейное напряжения соответствуют выражению

И при соединении звездой и треугольником - student2.ru = И при соединении звездой и треугольником - student2.ru , (3.25) а фазный ток является линейным, то по закону Ома определим его значение

И при соединении звездой и треугольником - student2.ru , (3.26)

где И при соединении звездой и треугольником - student2.ru - фазное сопротивление нагрузки.

Подставив в формулу (3.24) выражения (3.25) и (3.26), определим активную мощность трёхфазной цепи, соединённой звездой:

И при соединении звездой и треугольником - student2.ruИ при соединении звездой и треугольником - student2.ruИ при соединении звездой и треугольником - student2.ru = И при соединении звездой и треугольником - student2.ru . (3.27)

Активную мощность трёхфазной цепи, в которой нагрузка соединена треугольником, также можно определить по формуле (3.24). При этом фазное напряжение И при соединении звездой и треугольником - student2.ru И при соединении звездой и треугольником - student2.ru , а фазный ток И при соединении звездой и треугольником - student2.ru , поэтому активную мощность трёхфазной цепи, соединённой треугольником, можно определить по формуле:

И при соединении звездой и треугольником - student2.ru И при соединении звездой и треугольником - student2.ruИ при соединении звездой и треугольником - student2.ru = И при соединении звездой и треугольником - student2.ru . (3.28)

Используя формулы (3.27) и (3.28), определим коэффициент отношений активных мощностей звезды и треугольника, а также коэффициент их обратных отношений:

И при соединении звездой и треугольником - student2.ru ; И при соединении звездой и треугольником - student2.ru . (3.29)

3.8. Вращающееся магнитное поле трёхфазной системы переменного тока

Действие трёхфазной машины основано на использовании вращающегося магнитного поля.

На рис.3.27 показана трёхфазная обмотка машины переменного тока в виде трёх статорных обмоток, сдвинутых на угол 120 И при соединении звездой и треугольником - student2.ru , состоящих из одного витка. Обмотки соединены звездой. Пусть в витках обозначения А, В, С являются началами обмоток; X, Y, Z - концами обмоток.

И при соединении звездой и треугольником - student2.ru

Рис.3.27. Модель трёх статорных обмоток трёхфазной машины, состоящих из одного витка и соединенных звездой

При подаче трёхфазного питания на фазы А, В, С (режим электродвигателя), по обмоткам статора пройдут мгновенные токи: И при соединении звездой и треугольником - student2.ru , И при соединении звездой и треугольником - student2.ru , И при соединении звездой и треугольником - student2.ru И при соединении звездой и треугольником - student2.ru ,фазы которых смещены на угол 120 И при соединении звездой и треугольником - student2.ru . Допустим, что токи в точках А, В, С является положительными и направлены на зрителя, а токи в точках X, Y, Z является отрицательными и направлены от зрителя.

На рис.3.28 изображена временная зависимость фаз мгновенных токов, имеющих одинаковые амплитуды и частоту.

Токи возбуждают переменные магнитные поля. Направления магнитных полей катушек показаны на рис.3.27 векторами фаз магнитных индукций:

И при соединении звездой и треугольником - student2.ru ; И при соединении звездой и треугольником - student2.ru ; И при соединении звездой и треугольником - student2.ru И при соединении звездой и треугольником - student2.ru ,

расположенных под углом 90 И при соединении звездой и треугольником - student2.ru к плоскостям катушек и относительно друг друга под углом 120 И при соединении звездой и треугольником - student2.ru . Определим векторы результирующих магнитных индукций И при соединении звездой и треугольником - student2.ru для моментов времени t И при соединении звездой и треугольником - student2.ru , t И при соединении звездой и треугольником - student2.ru , t И при соединении звездой и треугольником - student2.ru , указанных на рис.3.28.

И при соединении звездой и треугольником - student2.ru

Рис.3.28. Временная зависимость фаз мгновенных токов трёхфазной машины

Для этих моментов рассмотрим схематические изображения рис.3.29 фаз обмоток статора, по которым проходят токи с направлениями, соответствующими рис.3.28.

Направления магнитных полей Ф, для рассматриваемых моментов, определяются по правилу буравчика, аналогично направлены векторы результирующих магнитных индукций И при соединении звездой и треугольником - student2.ru . Из рисунка видно, что происходит вращение магнитного поля трёхфазной системы по часовой стрелке.

И при соединении звездой и треугольником - student2.ru

Рис.3.29. Схемы, поясняющие вращение магнитного поля трёхфазной системы

Выполним расчёт векторов результирующей магнитной индукции для моментов времени t И при соединении звездой и треугольником - student2.ru ,t И при соединении звездой и треугольником - student2.ru , t И при соединении звездой и треугольником - student2.ru .

Для t И при соединении звездой и треугольником - student2.ru , И при соединении звездой и треугольником - student2.ru = 0 И при соединении звездой и треугольником - student2.ru :

И при соединении звездой и треугольником - student2.ru ;

И при соединении звездой и треугольником - student2.ru

И при соединении звездой и треугольником - student2.ru

И при соединении звездой и треугольником - student2.ru .

Для t И при соединении звездой и треугольником - student2.ru , И при соединении звездой и треугольником - student2.ru = 90 И при соединении звездой и треугольником - student2.ru : Для t И при соединении звездой и треугольником - student2.ru , И при соединении звездой и треугольником - student2.ru = 90 И при соединении звездой и треугольником - student2.ru :

И при соединении звездой и треугольником - student2.ru ; И при соединении звездой и треугольником - student2.ru

И при соединении звездой и треугольником - student2.ru

И при соединении звездой и треугольником - student2.ru .

Для t И при соединении звездой и треугольником - student2.ru , И при соединении звездой и треугольником - student2.ru = 180 И при соединении звездой и треугольником - student2.ru : Для t И при соединении звездой и треугольником - student2.ru , И при соединении звездой и треугольником - student2.ru =180 И при соединении звездой и треугольником - student2.ru :

И при соединении звездой и треугольником - student2.ru ; И при соединении звездой и треугольником - student2.ru

И при соединении звездой и треугольником - student2.ru

И при соединении звездой и треугольником - student2.ru .

По данному расчёту на рис.3.30 построена векторная диаграмма положений векторов результирующей магнитной индукции.

Таким образом, во времени происходит равномерное непрерывное изменение направления магнитного поля, созданного трёхфазной обмоткой, при этом магнитное поле вращается с постоянной скоростью. Если изменить чередование фаз, изменив подключение к сети любых двух из трёх обмоток, то изменится направление вращения магнитного поля. В момент t И при соединении звездой и треугольником - student2.ru результирующий магнитный поток направлен по вертикальной оси. Через один период магнитныйпоток и магнитная индукция повернутся на один полный оборот и будут такими же, как при t = 0. Если частота тока f, то магнитное поле совершит f оборотов в секунду, тогда частота вращения магнитного поля в минуту n = 60 ∙f/p, где р - число пар полюсов или число катушек на фазу. Для трёх катушек на фазу p=1, n=60 ∙f. Для шести катушек на фазу n= И при соединении звездой и треугольником - student2.ru , так как 2р=4, р=2.

И при соединении звездой и треугольником - student2.ru

Рис.3.30. Векторная диаграмма положений векторов результирующей магнитной индукции для моментов времени t И при соединении звездой и треугольником - student2.ru ,t И при соединении звездой и треугольником - student2.ru , t И при соединении звездой и треугольником - student2.ru .

Наши рекомендации