Выражение мощности через симметричные составляющие

Комплекс полной мощности в трехфазной цепи

Выражение мощности через симметричные составляющие - student2.ru . (14)

Для фазных напряжений имеем

Выражение мощности через симметричные составляющие - student2.ru (15)

Учитывая, что комплекс, сопряженный Выражение мощности через симметричные составляющие - student2.ru , равен Выражение мощности через симметричные составляющие - student2.ru и наоборот, для сопряженных комплексов токов запишем:

Выражение мощности через симметричные составляющие - student2.ru (16)

Подставляя (15) и (16) в (14), после соответствующих преобразований получим

Выражение мощности через симметричные составляющие - student2.ru .

Отсюда

Выражение мощности через симметричные составляющие - student2.ru

и

Выражение мощности через симметричные составляющие - student2.ru ,

где Выражение мощности через симметричные составляющие - student2.ru - разности фаз соответствующих симметричных составляющих напряжений и токов.

Литература

  1. Основы теории цепей: Учеб. для вузов /Г.В.Зевеке, П.А.Ионкин, А.В.Нетушил, С.В.Страхов. –5-е изд., перераб. –М.: Энергоатомиздат, 1989. -528с.
  2. Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники: Электрические цепи. Учеб. для студентов электротехнических, энергетических и приборостроительных специальностей вузов. –7-е изд., перераб. и доп. –М.: Высш. шк., 1978. –528с.

Контрольные вопросы и задачи

  1. В каких случаях целесообразно применение теоремы об активном двухполюснике для симмметричных составляющих?
  2. Как рассчитываются эквивалентные параметры симметричной цепи, к которой подключается локальная несимметричная нагрузка?
  3. В чем заключаются особенности расчета входного сопротивления нулевой последовательности?
  4. Какова последовательность анализа трехфазной цепи с использованием теоремы об активном двухполюснике для симметричных составляющих?
  5. Определить напряжения Выражение мощности через симметричные составляющие - student2.ru и Выражение мощности через симметричные составляющие - student2.ru в цепи на рис. 3, если фазная ЭДС Выражение мощности через симметричные составляющие - student2.ru , а сопротивления прямой и обратной последовательностей равны: Выражение мощности через симметричные составляющие - student2.ru .

Ответ: Выражение мощности через симметричные составляющие - student2.ru .

  1. Фазы А и С симметричного трехфазного источника замкнуты накоротко. Определить ток короткого замыкания, если Выражение мощности через симметричные составляющие - student2.ru , а сопротивления прямой и обратной последовательностей Выражение мощности через симметричные составляющие - student2.ru .

Ответ: Выражение мощности через симметричные составляющие - student2.ru .

Лекция N 21. Вращающееся магнитное поле.
Как было показано ранее, одним из важнейших преимуществ многофазных систем является получение вращающегося магнитного поля с помощью неподвижных катушек, на чем основана работа двигателей переменного тока. Рассмотрение этого вопроса начнем с анализа магнитного поля катушки с синусоидальным током. Магнитное поле катушки с синусоидальным током При пропускании по обмотке катушки синусоидального тока она создает Выражение мощности через симметричные составляющие - student2.ru магнитное поле, вектор индукции которого изменяется (пульсирует) вдоль этой катушки также по синусоидальному закону Мгновенная ориентация вектора магнитной индукции в пространстве зависит от намотки катушки и мгновенного направления тока в ней и определяется по правилу правого буравчика. Так для случая, показанного на рис. 1, вектор магнитной индукции направлен по оси катушки вверх. Через полпериода, когда при том же модуле ток изменит свой знак на противоположный, вектор магнитной индукции при той же абсолютной величине поменяет свою ориентацию в пространстве на 1800. С учетом вышесказанного магнитное поле катушки с синусоидальным током называют пульсирующим.   Круговое вращающееся магнитное поле двух- и трехфазной обмоток Круговым вращающимся магнитным полем называется поле, вектор магнитной индукции которого, не изменяясь по модулю, вращается в пространстве с постоянной угловой частотой. Для создания кругового вращающегося поля необходимо выполнение двух условий:
  1. Оси катушек должны быть сдвинуты в пространстве друг относительно друга на определенный угол (для двухфазной системы – на 900, для трехфазной – на 1200).
  2. Токи, питающие катушки, должны быть сдвинуты по фазе соответственно пространственному смещению катушек.
Рассмотрим получение кругового вращающегося магнитного поля в случае двухфазной системы Тесла (рис. 2,а). При пропускании через катушки гармонических токов каждая из них в соответствии с вышесказанным будет создавать пульсирующее магнитное поле. Векторы Выражение мощности через симметричные составляющие - student2.ru и Выражение мощности через симметричные составляющие - student2.ru , характеризующие эти поля, направлены вдоль осей соответствующих катушек, а их амплитуды изменяются также по гармоническому закону. Если ток в катушке В отстает от тока в катушке А на 900 (см. рис. 2,б), то Выражение мощности через симметричные составляющие - student2.ru . Найдем проекции результирующего вектора магнитной индукции Выражение мощности через симметричные составляющие - student2.ru на оси x и y декартовой системы координат, связанной с осями катушек: Выражение мощности через симметричные составляющие - student2.ru Выражение мощности через симметричные составляющие - student2.ru Модуль результирующего вектора магнитной индукции в соответствии с рис. 2,в равен
Выражение мощности через симметричные составляющие - student2.ru , (1)

при этом для тангенса угла a , образованного этим вектором с осью абсцисс, можно записать

Выражение мощности через симметричные составляющие - student2.ru ,

откуда

Выражение мощности через симметричные составляющие - student2.ru . (2)

Полученные соотношения (1) и (2) показывают, что вектор результирующего магнитного поля неизменен по модулю и вращается в пространстве с постоянной угловой частотой Выражение мощности через симметричные составляющие - student2.ru , описывая окружность, что соответствует круговому вращающемуся полю.

Покажем, что симметричная трехфазная система катушек (см. рис. 3,а) также позволяет получить круговое вращающееся магнитное поле.

Каждая из катушек А, В и С при пропускании по ним гармонических токов создает пульсирующее магнитное поле. Векторная диаграмма в пространстве для этих полей представлена на рис. 3,б. Для проекций результирующего вектора магнитной индукции на

Выражение мощности через симметричные составляющие - student2.ru

оси декартовой системы координат, ось y у которой совмещена с магнитной осью фазы А, можно записать

Выражение мощности через симметричные составляющие - student2.ru ; (3)
Выражение мощности через симметричные составляющие - student2.ru . (4)

Приведенные соотношения учитывают пространственное расположение катушек, но они также питаются трехфазной системой токов с временным сдвигом по фазе на 1200. Поэтому для мгновенных значений индукций катушек имеют место соотношения

Выражение мощности через симметричные составляющие - student2.ru ; Выражение мощности через симметричные составляющие - student2.ru ; Выражение мощности через симметричные составляющие - student2.ru .

Подставив эти выражения в (3) и (4), получим:

Выражение мощности через симметричные составляющие - student2.ru ; (5)
Выражение мощности через симметричные составляющие - student2.ru (6)

В соответствии с (5) и (6) и рис. 2,в для модуля вектора магнитной индукции результирующего поля трех катушек с током можно записать:

Выражение мощности через симметричные составляющие - student2.ru ,

а сам вектор Выражение мощности через симметричные составляющие - student2.ru составляет с осью х угол a, для которого

Выражение мощности через симметричные составляющие - student2.ru ,

откуда

Выражение мощности через симметричные составляющие - student2.ru .

Таким образом, и в данном случае имеет место неизменный по модулю вектор магнитной индукции, вращающийся в пространстве с постоянной угловой частотой Выражение мощности через симметричные составляющие - student2.ru , что соответствует круговому полю.

Наши рекомендации