Р.И. Гусакова

Трехфазные цепи, нелинейные

магнитные и электрические цепи

И ркутск 2002

Министерство образования Российской Федерации

Иркутский государственный технический университет

Трехфазные цепи, нелинейные

магнитные и электрические цепи

Методические указания к выполнению

расчетно-графической работы

по теоретическим основам электротехники

Издательство

Иркутского государственного технического университета

2 002

Рецензенты: кафедра теоретических основ электротехники Томского политехнического университета (зав. кафедрой, кандидат технических наук, доцент Г. В. Носов); зав. кафедрой теоретических основ электротехники Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники, доктор технических наук, профессор В. М. Дмитриев.

Редактор издательства А.Г. Брянская

Р.И. Гусакова

Трехфазные цепи, нелинейные магнитные и электрические цепи. Методические указания по ТОЭ.  ­Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2002  106 с.

Содержит краткие теоретические сведения, упражнения, типовое решение расчетно-графической работы по теоретическим основам электротехники «Трехфазные цепи, нелинейные магнитные и электрические цепи», контрольные задания и примеры выполнения их с применением ЭВМ.

Рекомендовано студентам электротехнических и энергетических специальностей вузов.

Введение

В соответствии с рекомендациями программы дисциплины «Теоретические основы электротехники» и действующему государственному образовательному стандарту высшего профессионального образования студенты электро-энергетических специальностей должны выполнить расчетно-графическую работу по теме «Трехфазные цепи, нелинейные магнитные и электрические цепи».

На кафедре электроснабжения и электротехники Иркутского государственного технического университета под руководством автора разработана программа toemagnit для расчета разветвленной магнитной цепи методом двух узлов, которая позволяет освободить студентов от рутинной работы при расчете и построении вебер-амперных характеристик по кривой намагничивания. При этом уменьшаются затраты времени не только студентов, но и преподавателя на проверку работы, закрепляются навыки работы с компьютером студентов младших курсов.

Учебное пособие, с целью облегчения усвоения необходимого материала, содержит краткие теоретические сведения, несложные примеры, позволяющие закрепить теоретические знания, а потом перейти к расчету более сложной электрической или магнитной цепи. Расчетно-графическая работа является одним из основных видов занятий студентов, развивающих самостоятельное мышление и творческий подход при решении поставленных задач.

1. Трехфазные цепи

1.1 Основные понятия трехфазной цепи

Под многофазной системой понимают совокупность электрических цепей, называемых фазами, в каждой из которых действуют синусоидальные ЭДС одной частоты, отличающиеся друг от друга по фазе и создаваемые общим источником электрической энергии.

Чаще всего применяются симметричные многофазные системы, напряжения которых равны по величине и сдвинуты по фазе на угол 2/m, где m – число фаз. Термин «фаза» в электротехнике обозначает два понятия: 1) аргумент синуса, определяющий стадию периодического процесса в цепях синусоидального тока; 2) составная часть устройства – многофазной цепи, то есть участок цепи, по которому проходит один и тот же ток.

В электроэнергетике вследствие наибольшей экономичности и технического совершенства применяются большей частью трехфазные цепи. Совокупность ЭДС с фазовым сдвигом 2/3 в обмотках трехфазного генератора называется трехфазной системой ЭДС. На рис. 1.1 показаны векторная и временная диаграммы ЭДС трехфазного генератора.

Рис. 1.1

Обратимся к временной диаграмме e(t) (рис. 1.1). Порядок, в котором ЭДС в фазных обмотках генератора проходят через одинаковые значения, например, через положительные максимумы, называется последовательностью фаз или порядком чередования фаз. В нашем случае последовательность фаз A, B, C. Если вращать вектора в противоположном направлении, получим обратную последовательность фаз A, C, B.

Д ля сокращения записи в трехфазных цепях вводят комплексный множитель , который является оператором поворота вектора на угол 2/3 в положительном направлении, то есть против часовой стрелки:

Следовательно,

Ė_A=Ė; Ė_B=a²Ė; Ė_C=aĖ;

Ė_A+Ė_B+Ė_C=Ė(1+a²+a)=0.

Сумма векторов симметричной системы равна нулю.

Существуют два основных способа соединения обмоток генераторов, трансформаторов и приемников в трехфазных цепях: соединение звездой и соединение треугольником.