Методика построения векторных диаграмм
При построении
векторных диаграмм необходимо выбрать
удобный масштаб напряжений mU
и токов mI
.
Векторная диаграмма напряжений нагрузки
строится совмещенной с векторной
диаграммой напряжений генератора.
Линейные и фазные напряжения генератора
постоянны, следовательно, линейные
напряжения нагрузки также постоянны и
равны линейным напряжениям генератора,
если падением напряжения на проводах
можно пренебречь:
=
;
;
.
Исключения составляют случаи обрыва линейных проводов.
Так как
=
=
,
то имеем равносторонний треугольник
линейных напряжений генератора.
Нейтральная точка генератора N
всегда находится в центре тяжести
треугольника; фазные напряжения
,
,
сдвинуты
относительно друг друга на 120.
Таким образом, с помощью циркуля строят засечками равносторонний треугольник линейных напряжений генератора и находят с помощью засечек точку N генератора (рис.6).
При наличии
нейтрального провода с нулевым
сопротивлением (ZN=0)
при любой нагрузке
= 0 , то есть потенциалы нейтральных точек
нагрузки n
и генератора N
совпадают
(рис.7 ,8). При отсутствии нейтрального
провода и несимметричной нагрузки
появляется напряжение между нейтралями
.
В этих случаях из точек А,
В, С проводят
дуги радиусами Uа
, Uв
, Uc
. Общая точка пересечения дуг (точка n
на рис.9) определяет потенциал нейтральной
точки нагрузки n
относительно точки N
генератора.
Векторную диаграмму токов нагрузки строят совмещенной с векторной диаграммой напряжений нагрузки. Для каждой фазы приемника определяют угол сдвига фаз ф = u – i между напряжением и током по (4) в зависимости от вида нагрузки (табл. 1).
Откладывая на
диаграмме фазных напряжений приемника
под соответствующими углами фазные
токи, получаем векторную диаграмму
токов. Ток в нейтральном проводе
определяем графически суммированием
токов: IN
=
(рис.8). При отсутствии нейтрального
провода векторная сумма фазных токов,
сходящихся в узле n,
равна нулю:
=
0 (рис.9).
Представляют интерес некоторые режимы работы приемников трехфазной цепи.
При коротком
замыкании приемников одной из фаз,
например фазы В
(рис.10) в трехпроводной цепи, напряжение
=
0, потенциал точки n
совпадает с потенциалом точки в
(В).
В результате напряжения других фаз
нагрузки возрастают до линейных
напряжений генератора, т. е. в
раз, соответственно возрастают и токи
в них. В короткозамкнутой фазе ток резко
возрастает и определяется по первому
закону Кирхгофа:
.
При обрыве одного
из проводов, например В-в
в четырехпроводной цепи, приемники
данной фазы остаются без энергии:
=
0 (рис.11). Режим работы двух других фаз
не нарушается. Линейные напряжения
между оборванными и другими проводами
(
,
)
уменьшаются до фазных.
Отключение одной из фаз в четырехпроводной цепи также не влияет на режим работы других приемников. Ток в нейтральном проводе определяется только двумя фазными токами. При отключении одной из фаз, например фазы В, и отсутствии нейтрального провода приемники двух других фаз оказываются включенными последовательно на линейное напряжение источника. Ток в фазах a-x, c-z один и тот же. Фазные напряжения на них пропорциональны их полным сопротивлениям. Система из трехфазной превращается в однофазную. Диаграмма напряжений и токов при активной Ra = Rc нагрузке фаз дана на рис.12.
2.2 Рис.11 Рис.12