Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Электротехника.doc
Скачиваний:
7
Добавлен:
28.10.2018
Размер:
3.33 Mб
Скачать

4.4 Мощность трехфазной цепи

Как и в однофазной линейной цепи синусоидального тока, в трех-

фазной линейной цепи могут иметь место три вида мощности:

- активная Р ;

- реактивная Q ;

- полная S .

Активной мощностью трехфазной электрической цепи называется сумма активных мощностей всех фаз источников электрической энергии или всех фаз приемника.

4.4.1 Трехфазная электрическая цепь с симметричным приемником. В электрической цепи с симметричным приемником, при любой схеме их соединений, для каждой из фаз приемника имеем:

Рф U ф I ф cos ϕ ,

где ϕ угол сдвига фаз между фазными напряжением U& ф

и током

I&ф .

цепи:

Очевидно, в этом случае активная мощность всей электрической

или

Р  3Рф

 3U ф I ф cos ϕ , (4.12)

Р  3 ⋅ U л I л cos ϕ , (4.13)

Реактивная мощность для каждой из фаз приемника:

Qф U ф I ф sin ϕ , (4.14)

124

или

Реактивная мощность всей цепи:

Q  3U ф I ф sin ϕ , (4.15)

Q  3 ⋅ U л I л sin ϕ , (4.16)

Для полной мощности в случае симметричного приемника имеем:

S 3U ф I ф

3 U л I л . (4.17)

5 Электрические измерения и приборы

Электрические измерительные приборы – необходимые элементы электрических цепей при контроле режимов работы электрооборудования, учете электроэнергии, при экспериментальном исследовании электриче- ских цепей, при получении достоверной информации для систем автома- тического управления.

Электрические измерительные приборы измеряют как электрические величины (ток, напряжение, мощность, cosϕ , частоту, электрическую

энергию и т.д.), так и неэлектрические величины (температуру, давление и др.).

Электрические измерительные приборы отличаются высокой чувст- вительностью, простой конструкцией и надежностью. Показания электри- ческих измерительных приборов относительно просто передавать на даль-

ние расстояния (телеизмерения) при автоматизации и управлении техноло-

гическими процессами.

Недостатком электрических измерительных приборов является не-

возможность их применения во взрывоопасных и пожароопасных помеще-

ниях.

5.1 Системы электрических измерительных приборов

Электрический измерительный прибор состоит из подвижной и не- подвижной частей. По перемещению подвижной части измеряют значения измеряемых величин.

В зависимости от принципа действия различают системы: магнито-

электрическую, электромагнитную, электродинамическую, тепловую, ин-

дукционную и др.

В таблице 5.1 приведены условные обозначения наиболее широко применяемых систем приборов. Эти обозначения и другие важнейшие ха-

рактеристики приборов указываются на лицевой панели электрических из-

мерительных приборов (рисунок 5.1).

125

Таблица 5.1 – Системы электрических измерительных приборов и их условные обозначения

Система прибора

Магнитоэлектрическая

Электромагнитная Электродинамическая Тепловая

Индукционная

Обозначение

Работа приборов магнитоэлектрической системы основана на взаи-

модействии поля постоянного магнита и подвижной катушки.

На рисунке 5.2 схематически показана основная часть магнитоэлек-

трического измерительного механизма: подвижная катушка, рас-

положенная в сильном равномерном радиальном магнитном поле.

Категория защиты

от внешних магнитных полей

Положение прибора

Род измеряемой величины

100 150

50

мА

М-320

Система

прибора

200

Напряжение, которым испытывалась изоляция прибора

Класс

0

6993

4-84г.

ЗИП

250

1,5

2 кВ ГОСТ 8711-60

точности

Заводской номер

Дата выпуска

Род измеряемого тока

постоянный переменный трехфазный

Номер ГОСТ, которому соответствуют электрические характеристики прибора

Рисунок 5.1 – Шкала измерительного прибора

126

Подвижная катушка из тонкого медного или алюминиевого провода намотана на каркас (или без него). На оси подвижной части прибора укре- плена стрелка, конец которой перемещается по шкале электрического из- мерительного прибора.

При протекании по катушке электрического тока согласно закону

Ампера возникают силы

F , стремящиеся повернуть катушку. При равен-

стве вращающего

останавливается.

М вр

и противодействующего

М пр

моментов катушка

F

О1 N S О2

F

Рисунок 5.2 – Подвижная катушка в радиальном магнитном поле

Для создания противодействующего момента для подвода тока в катушку служат две спирали.

М пр

и одновременно

Общее выражение для вращающего момента имеет вид:

М вр dW

/ d

(5.1)

где W

энергия электромагнитного поля, сосредоточенная в изме-

рительном механизме;

угол поворота подвижной части.

Энергия электромагнитного поля W

равна работе

A по перемеще-

нию активной части провода катушки в постоянном магнитном поле с ин-

дукцией B .

Согласно закону Ампера сила

F , действующая на активную часть

провода катушки при протекании по ней тока

F I B l sinϕ

I равны

(5.2)

где ϕ – угол между направлением тока в активной части провода и индук-

цией магнитного поля;

l – длина активной части катушки.

В нашем случае ϕ = / 2 , sinϕ  1 . Следовательно, работа по пере-

мещению двух активных частей провода катушки, перпендикулярных плоскости чертежа (рисунок 5.2), равна

A W

2 F x 2I B l r , (5.3)

где

х r

длина траектории активной части провода;

r – радиус траектории;

угол поворота катушки.

127

Подставляя (5.3) в (5.1) получаем

М вр

dW

d

 2I B l r .

Так как противодействующий момент M пр создается упругими эле-

ментами, то для установившегося режима

W 2 I B l r ,

М пр

М вр

или

где W

– удельный противодействующий момент, зависящий от свойств упругого элемента.

Следовательно, угол поворота катушки  пропорционален току I

2B l r I S I , (5.4)

W

где S – чувствительность измерительного механизма.

Как видно из (5.4) при перемене направления тока в катушке меняет- ся на обратное и направление отклонения подвижной части и указателя (стрелки).

Для получения отклонения указателя в нужную сторону необходимо при включении прибора соблюдать указанную на приборе полярность.

Достоинства приборов магнитоэлектрической системы: высокая чув-

ствительность к измеряемой величине, высокая точность (класс точности до 0,05, малое потребление мощности, малая чувствительность к внешним магнитным полям). Недостаток – возможность применения только в цепях постоянного тока.

В приборах электромагнитной системы в неподвижной катушке, по которой протекает измеряемый ток, создается магнитное поле, в которое

втягивается, поворачиваясь на оси, ферромагнитный сердечник, намагни- чиваемый этим же полем. Причем втягивание происходит как при посто- янном, так и при переменном магнитном поле, а угол поворота  пропор- ционален квадрату силы измеряемого тока. Поэтому:

а) приборы электромагнитной системы могут применяться в цепях постоянного и переменного тока;

б) шкала прибора неравномерна, сильно сжата в начальной части.

Достоинства электрических измерительных приборов электромаг- нитной системы: простота и надежность конструкции, небольшое потреб- ление мощности.

Недостатки: невысокая чувствительность к измеряемой величине, относительно низкая точность (класс точности до 1.0), большая чувстви- тельность к внешним магнитным полям.

Вращающий момент электромагнитного измерительного механизма

128

d

L I 2

М вр

dWe

d

 2

d

1 I 2

2

dL .

d

Если противодействующий момент создается с помощью упругих элементов, то для режима установившегося отклонения

M W

и 1

2W

I 2 dL .

d

5.5)

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.