15
Лабораторная работа N4
Трехфазные цепи
Цель работы: экспериментальное исследование различных режимов трех- фазных цепей при соединении фаз нагрузки в звезду и в треугольник.
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ
Основные понятия
Симметричной трехфазной системой ЭДС называется система из трех источников ЭДС одинаковой амплитуды и частоты, начальные фазы которых сдвинуты по фазе друг относительно друга на угол 1200. ЭДС каждого источника в комплексной форме записи можно представить:
ЕА= Е е j0; ЕВ= Е е-j120; ЕС = Е еj120.
ЭДС фаз могут быть соединены по схеме "звезда" или "треугольник". Трехфазная нагрузка также соединяется по схеме "звезда" или "треугольник" (рис. 1).
a a
A
A
Za
Zca
Zab
0
0
B
Zc
Zb
Zbc
C
C b
C C
b
B
а) б)
Рис. 1.
Провода, соединяющие клеммы трехфазного генератора и нагрузки (Аа, Вв, Сс), называются линейными и токи, протекающие по этим проводам также называются линейными Iл. Токи, протекающие по фазам приемника называются фазными Iф. Провод ОО', соединяющий нулевую точку источника с нулевой точкой приемника, называется нулевым или нейтральным. Ток, протекающий по этому проводу, называется нулевым I0. Напряжения между началом и концом фаз приемника или источника называются соответственно фазными напряжениями приемника и источника Uф. Напряжения между линейными проводами (между началами фаз приемников или источников) называются линейными напряжениями Uл. Разность потенциалов нулевой точки приемника и нулевой точки источника при отсутствии нулевого провода называется напряжением смещения нейтрали U0 0.
16
Соединение фаз нагрузки звездой
При соединении приемников "звездой" (рис. 1.а) линейный ток равен фазному, а линейное напряжение равно разности соответствующих фазных напряжений:
ÚАВ=Úа – Úв; ÚВС=Úв – Úс; ÚСА=Úс – Úа.
В частном случае, при симметричной нагрузке фаз приемника (Z а= Z в= Z с ) Uл=3 Uф.
Наличие нулевого провода при неравномерной нагрузке фаз обеспечивает независимость режима работы одной фазы от другой , так как фазные напряжения приемника равны соответствующим фазным напряжениям генератора при любых нагрузках фаз.
Фазные токи определяются по закону Ома
İф= Ú ф/ Z ф.
Ток в нейтральном проводе для четырехпроводных цепей определяется как сумма фазных токов: İо=İа + İв + İс.
Несимметричная нагрузка в цепи без нулевого провода вызывает появление напряжения между нейтральными точками приемника и генератора U0 0, которое можно определить по методу двух узлов:
Ú00=(ÚА Yа + ÚВ Yв + ÚС Yс)/(Yа + Yв + Yс).
В этом случае фазные напряжения приемников определяются:
Úа=ÚА-Ú00, Úв=ÚВ-Ú00, Úс=ÚС-Ú00.
Линейные напряжения при любом распределении нагрузок между фазами сохраняют симметричный характер и остаются постоянными.