Слайд 1Лекція 4
Тема: Трифазні електричні системи
Слайд 2План лекції
1. Вироблення трифазного струму. З'єднання фаз генератора і споживача
зіркою і трикутником. Співвідношення між лінійними і фазними струмами і
напругами.
2. Потужність і коефіцієнт потужності трифазної системи та шлях його підвищення.
Слайд 31. Вироблення трифазного струму. З'єднання фаз генератора і споживача зіркою
і трикутником. Співвідношення між лінійними і фазними струмами і напругами.
Слайд 4Багатофазним називають електричне коло, в якому діють ЕРС однієї частоти,
зсунені за фазою одна стосовно одної, що генеруються спільним джерелом
електроенергії.
Частину багатофазного кола, в якій діє одна ЕРС, називають фазою. Тому окремі обвитки генератора називають фазними обвитками чи фазними генераторами.
Слайд 5Пам`ятай!
1. Термін “фаза” є назвою складової частини багатофазного кола,
і його не треба сприймати як фазу синусоїдної величини
2. В
електротехніці застосовують двофазні, трифазні, шестифазні та інші багатофазні кола.
Слайд 6Трифазну систему ЕРС можна отримати за допомогою трьох котушок, зсунених
у просторі на 120°, які обертаються в рівномірному магнітному полі
з кутовою швидкістю w (рис. а). В котушці фази А (виводи А Х) згідно із законом електромагнітної індукції індукуватиметься синусоїдна ЕРС е4 = Еsin(wt). В котушці фази В (виводи B-Y), оскільки вона зсунена щодо котушки фази А на 120°, індукуватиметься ЕРС із запізненням на 1/3Т = 120°. Подібно в котушці фази С (виводи C-Z) ЕРС буде запізнюватися на 2/3T - 240°. Отже, в кожній з фаз матимемо відповідно ЕРС (рис. 1, б):
Слайд 81- осердя
2 – обмотка збудження
3 – статор
4 – обмотка статора
ω
– кутова швидкість
Ф – магнітний потік
Трифазний синхронний генератор
Слайд 9 Особливість симетричної трифазної системи ЕРС (напруг, струмів) полягає в тому,
що сума їх миттєвих значень в будь-який момент часу дорівнює
нулю. еА + еВ + еС = 0
Послідовність чергування ЕРС фаз трифазної системи може бути за годинниковою стрілкою і її називають прямою послідовністю (А-В-С), проти годинникової стрілки – зворотною послідовністю (А-С-В).
Слайд 11З`єднання фаз джерела і споживача зіркою
Слайд 12Проводи A-a, В-в, С-с, які з'єднують джерело з споживачем, називають
лінійними проводами або лініями. Струми в лінійних проводах іЛА, іЛВ
іЛС називають лінійними струмами й за додатний вважається їх напрям від джерела до споживача.
Струми, що проходять у фазах джерела або споживача іФА, іФВ, іФС, називають фазними струмами. Прийнято для трифазного джерела використовувати для індексів великі літери, а для навантаження - малі літери.
Провід О-о називають нейтральним, чи нульовим, проводом.
Струм у нейтральному проводі називають нейтральним (нульовим) струмом й за додатний - вважається його напрям від споживача до джерела.
Слайд 14Трифазне коло із з`єднанням фаз зіркою
Слайд 15 Напруги між початками (А, В, С) відповідних фаз і нейтральною
точкою називають фазними напругами джерела иА, иВ, иС Для фазних
напруг використовують один індекс, який відповідає певній фазі.
Напруги між початками (А, В, С) відповідних фаз генератора (напруги між лінійними проводами) називають лінійними напругами иАВ, иВС, иСА.
Так само називаються напруги споживача: иа, иb, ис - фазні напруги; иab, иbc, исa
Слайд 16UАВ, UВС, UСА – лінійні напруги;
UА,Uв,Uс - фазні напруги
Слайд 18Співвідношення лінійних і фазних напруг у чотирьохпроводній ЛЕП
Слайд 19Пам`ятай!!!
В трифазному колі із з`єднанням фаз зіркою лінійна напруга
більша від фазної в 3 разів, а її початкова фаза
випереджає початкову фазу фазної напруги на 30˚.
Трифазний споживач називається симетричним, якщо однакові відповідно активні й реактивні опори його трьох фаз:
Ra=Rb=Rc=Rф, Xa=Xb=Xc=Xф
Де Rф, Xф – активний і реактивний опори фаз трифазного споживача відповідно.
Струм у нульовому проводі у випадку симетричного навантаження дорівнює нулю.
Слайд 20З`єднання фаз джерела і споживача трикутником
Слайд 21UAB = EA,
UBC = EB,
UСА = ЕС
Трикутник
Слайд 22Пам`ятай!!!
1. Фазні напруги споживача дорівнюють відповідним лінійним напругам:
2. Зв'язок
між лінійними і фазними струмами можна встановити на підставі рівнянь
за першим законом Кірхгофа для вузлів а, b, с.
Слайд 233. Отже, в трифазному колі із з'єднанням фаз трикутником лінійним
струм більший від фазного в 1,7 разів, а його початкова
фаза відстає від початкової фази фазного струму на 30°.
4. При з'єднанні навантаження трикутником, трифазна система є тільки трипровідною.
Слайд 242. Потужність і коефіцієнт потужності трифазної системи та шлях його
підвищення.
Слайд 25У трифазному колі із симетричним навантаженням потужності трьох фаз однакові
Ра = Рb = Рс = Рф як для з'єднання
фаз зіркою, так і для з'єднання трикутником. Тому сумарні потужності трифазного споживача дорівнюють:
Де - кут зсуву фаз між фазними напругою і струмом споживача.
Слайд 26Якщо врахувати співвідношення між лінійними і фазними напругами та струмами
для з'єднання фаз зіркою:
Й трикутником:
То добуток для обох схем однаковий:
Слайд 27Отже, вирази для потужностей симетричного споживача із з`єднанням фаз зіркою
або трикутником можна записати через лінійні величини так:
Слайд 28Це важливо знати!!!
1. Трифазна система ЕРС це три синусоїдних ЕРС
однакової частоти, зсунених за фазою одна стосовно іншої на кут
120° і вироблених одним джерелом.
2. В трифазному колі використовують в основному два види з'єднання фаз: трикутником і зіркою. При з'єднанні трикутником отримуємо трипровідну систему, а при з'єднанні зіркою - чотирипровідну. При симетричному навантаженні активні та реактивні опори кожної фази рівні між собою:
Слайд 29Трифазні кола характеризують фазні та лінійні величини (струми чи напруги),
співвідношення між якими залежить від виду з'єднання фаз. В симетричному
трифазному колі при з'єднанні:
Трикутником
Зіркою
Слайд 30Потужності трифазного кола визначають як суму потужностей окремих фаз. При
симетричному навантаженні потужності визначають через лінійні величини:
При незмінній напрузі живлення
та незмінному опорі фази навантаження потужність при з'єднанні грикутником в три рази більша від потужності ніж при з'єднанні зіркою: