Мощность в цепи переменного тока.

Несмотря на то, что считается, что выделение энергии на реактивном сопротивлении равно нулю, небольшие потери все равно есть и они уменьшают КПД цепи, поэтому в сложных цепях определяют полную мощность (S) c учетом не только активной мощности, но и реактивной, и она измеряется [V*A].

Трехфазный ток. Синхронный генератор.

Состоит из:

1. Статор

2. Ротор

3. Обмотки (фазы)

Начало фаз обозначают A,B,C.

Концы фаз обозначают X,Y,Z.

При вращении ротора его поле пересекает обмотки статора, и в них индуцируется одинаковая по величине, но сдвинутая по фазе на 1/3 периода (120º) ЭДС, поэтому по этому их сумма в любой момент времени равна «0».

Фазы генераторы могут соединяться двумя способами, по схеме: звезда или треугольник.

Соединение фаз «звездой» (с нулевым проводом).

Концы фаз соединены в одну точку, к нулевому проводу.

Напряжение между «0» проводом и любой из фаз называется фазовым (Uф)=220В. А напряжение между фазами называется линейным (Uл=Uф*√3=380В).

При соединении звездой каждый потребитель получает фазовое напряжение, а нулевой провод служит для равномерного распределения нагрузки на фазы. Если все потребители будут одинаковой емкости, то ток в нулевом проводе будет отсутствовать, а т.к. это маловероятно, то нулевой ток составляет 5-20% от фазного тока, а нулевой провод обычно заземляется.

Соединение треугольником.

При таком соединении каждый потребитель получает линейное напряжение, а нулевой провод не используется, т.к. эта система сама автоматически равномерно распределяет нагрузку на фазу, а т.к. при этом ток через потребители тоже возрастает, то потребляемая мощность увеличивается в 3 раза.

Pтреуг=√3Uф*√3Iф=3Pзвездой

Асинхронный двигатель.

Принцип действия основан на использовании вращающегося магнитного поля, создаваемого обмоткой статора.

В зависимости от количества обмоток статора асинхронные двигатели бывают:

• Однополюсные (P=1 – 3 обмотки)

• Двухполюсные (Р=2 – 6 обмоток)

• Трехполюсные (Р=3 – 9 обмоток) и т.д.

Частота вращения поля статора n_ст зависит от полюсности двигателя (Р), и частоты тока f, т.е у однополюсного двигателя:

n_ст=60f/P=> т.е. n_ст = 60*50/2=3000 об\мин.

У двухполюстного n_ст =60*50/2=1500 об\мин.

У трехполюстного n_ст = 60*50/3=1000 об\мин.

Вращающееся поле статора пересекает обмотку ротора, обычно короткозамкнутую, возникает явление электромагнитной индукции. В роторе индуцируется ЭДС и вихревые токи, которые взаимодействуют с полем статора и образуют выталкивающие силы и вращающий момент. Ротор начинает, крутится, догоняя поле статора.

Необходимым условием работы асинхронного двигателя является разница частот вращения ротора и поля статора.

n_р≠n_ст и n_р < n_ст

Важнейший параметр работы асинхронного двигателя, характеризующий отставание ротора от поля статора называется – скольжением (S)

S= (n_ст -n_p)/ n_ст *100%

В номинальном режиме S=5%, то есть у однополюсного двигателя n_p=2800-2880 об/мин,

у двухполюсного - n_p=1400-1440 об/мин,

у трехполюсного - n_p=960 об/мин

При увеличении нагрузки на асинхронный двигатель частота вращения ротора падает, а скольжение растет, при этом растет и вращающий момент (тяга), но нельзя допускать роста скольжения более Sкрит=10-20% т.к. вращающий момент резко падает, ротор останавливается и горит обмотка статора.

Асинхронные двигатели, работающие с начальной нагрузкой (тяговые, крановые, лифтовые) имеют фазный ротор, который в момент пуска (4-6 секунд) получает дополнительное питание через 3 контактных кольца.

Преимущество асинхронных двигателей:

1. Из-за отсутствия коллектора нет проблем с коммутацией и искрением под щетками.

2. Возможность регулировки мощности с помощью схемы «звезда» и «треугольник».

3. Отсутствие изоляции в короткозамкнутых роторах

4. Возможность питания от двух или одной фазы.

Недостатки:

1. частотная регулировка скорости, что требует дополнительного электронного (тиристорного) оборудования.

2. более низкий КПД и перегрузка питающей цепи.

Р=U*I*cosφ (cosφ=0.7)