Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
1204.doc
Скачиваний:
122
Добавлен:
09.04.2015
Размер:
3.3 Mб
Скачать

5.3. Пример

Для цепи, изображенной на рис.27.

Дано: Uл = 380 В; R1 = 20 Ом; R2 = 11 Ом; R3 = 8 Ом;

X1 = 10 Ом; X2 = 13 Ом; X3 = 6 Ом.

Рис.27 Рис.28

Решение:

Определяем комплексы полных сопротивлений фаз приемников:

Za = R1 - jx1 = 20 - j10 = 22,36e -j26,6, Ом;

Zв = R2 - jx2 = 11 - j13 = 17,03e -j49,7, Ом;

Zс = R3 + jx3 = 8 + j6 = 10e j36,9, Ом.

Рассматриваем четырехпроводную трехфазную цепь при включенном нейтральном проводе с симметричным источником и несимметричным приемником.

Полагаем ZЛ = ZN = 0. Определим фазные напряжения:

.

Учитывая симметричный характер источника можем записать комплексы фазных напряжений:

; ;.

Рассчитаем комплексы фазных токов:

Определяем комплекс тока в нейтральном проводе:

Для этого используем комплексы фазных токов, представленные в алгебраической форме:

По полученным данным в выбранных масштабах строим векторную диаграмму токов и топографическую диаграмму напряжений:

Рис. 29

Определяем активные мощности фаз:

Активная мощность цепи

P= P1 + P2 + P3 = 1940,4 + 1861,49 + 3913,14 = 7715,03 Вт.

Соединив приемники последовательно - начало первой фазы с концом третьей, начало второй – с концом первой и начало третьей – с концом второй, - получаем трехфазную трехпроводную цепь с соединением “треугольником” (рис. 28).

При соединении “треугольником” фазные и линейные напряжения равны (UЛ = UФ). Для неизменных исходных данных рассматриваемого примера комплексы напряжений будут:

; ;.

К

омплексы полных сопротивлений приемников:

;

;

.

а) Трехфазный режим.

Определяем комплексы фазных токов:

Определяем линейные токи по первому закону Кирхгофа:

Определяем активные мощности фаз и всей цепи:

P = Pав + Pвс + Pca = 22811 Вт.

Строим векторную диаграмму трехфазного режима - “треугольник” - рис.30,а.

б) Режим “оборвана фаза bс”.

В этом случае:

, токи иостаются без изменения, поэтому прежнее значение имеет и ток. Линейные токиипринимают значения:

; , следовательно,

- без изменения;

; ;

;

.

Активная мощность фаз и всей цепи:

;

Рвс = 0;

;

P = Pав + Pca = 17328 Вт.

Строим векторную диаграмму (рис. 30,б).

в) Режим “оборван линейный провод А”. Токи в фазах нагрузки:

- без изменения с трехфазным режимом;

В

ычисляем линейные токи:

; ;;

то есть

Определим активные мощности:

Pав = I2авR1 = 13,4220 = 3591 Вт;

Pвс = I2всR2 = 22,31211 = 5475 Вт;

Pса = I2саR3 = 13,428 = 1436 Вт;

P = Pав + Pвс + Pса = 10502 Вт.

Строим векторную диаграмму (рис.30,в).

Построение топографической - векторной диаграммы начинают с линейных напряжений ,,. Затем строят векторы фазных,,и линейных,,токов. При обрыве провода А трехфазная цепь преобразуется в однофазную цепь. Фазы приемника образуют две параллельные ветви, к которым подводится напряжение.

Рис.30,а,б

Рис.30,в

Расчетно-графическая работа № 6

РАСЧЕТ ОДНОФАЗНОГО ВЫПРЯМИТЕЛЯ, РАБОТАЮЩЕГО НА АКТИВНУЮ НАГРУЗКУ С ИДЕАЛЬНЫМ ДИОДОМ И ИДЕАЛЬНЫМ ТРАНСФОРМАТОРОМ

6.1. Справочные данные и методические указания для выполнения ргр - 6

Выпрямители - это устройства, которые служат для преобразования переменного тока в постоянный. Они широко применяются в различных электронных аппаратах, так как большинство блоков этих аппаратов требует питания постоянным током. В общем случае структурная схема выпрямительного устройства содержит силовой трансформатор – Т, выпрямитель, который состоит из одного или нескольких диодов (вентилей), включенных по определенной схеме – В, сглаживающий фильтр – Ф и стабилизатор выпрямленного напряжения – Ст. К выходу выпрямительного устройства можно подключать различные приемники, которые для удобства называют нагрузочным резистором П – RН. Структурная схема однофазного выпрямительного устройства дана рис.31.

Рис. 31

Трансформатор служит для изменения величины синусоидального напряжения сети (С) до необходимого уровня, которое затем выпрямляется выпрямителем (В). Сглаживающий фильтр (Ф) уменьшает пульсации выпрямительного напряжения. Стабилизатор (Ст) поддерживает неизменным напряжение на приемнике (П) при изменении напряжения сети. Отдельные узлы выпрямительного устройства могут отсутствовать, что зависит от условий его работы.

Для упрощения расчетов примем, что приемник представляет собой резистивный двухполюсник с сопротивлением нагрузки, а диоды – идеальные ключи, то есть реализуют короткое замыкание цепи для тока в прямом направлении и ее разрыв для тока в обратном направлении.

Диоды - вентили выпрямителя выбирают так, чтобы среднее Ia и максимальное Imax значения тока через вентиль, а также обратное напряжение на нем Uвmax не превышало допустимого значения.

Схемы выпрямления, а также соотношения между токами и напряжениями приведены в табл.6.а.

Таблица 6а

Схема

m

1

2

2

Ud/U2

0,45

0,9

0,9

I2/Id

1,57

0,785

1,11

Uвmax/Ud

3,14

3,14

1,57

Ia/Id

1

0,5

0,5

Iamax/Id

3,14

1,57

1,57

I1/Id

1,57/Kт

0,785/Кт

1,11/Кт

Sт/Pd

3,09

1,48

1,23

Здесь:

m – число фаз преобразователя;

Pd = IdUd – мощность выпрямленного тока;

I2,U2 – ток и фазная ЭДС вторичной обмотки трансформатора;

Sт=U1I1=U2I2 – типовая мощность трансформатора;

Кт=U1/U2 – коэффициент трансформации;

I1 – ток, потребляемый первичной обмоткой трансформатора из сети.

Соотношения, приведенные в табл.6а используют в упрощенном расчете выпрямителей с идеальными вентилями и идеальным трансформатором при работе на активную нагрузку.

В случаях, когда расчетное обратное напряжение выпрямителя превышает Uвmax одного вентиля, применяют последовательное соединение вентилей (рис.32).

Рис. 32

Рис. 33

При этом каждый из вентилей необходимо шунтировать сопротивлением R, на порядок меньшим обратного сопротивления (сотни килоом) для того, чтобы обратное напряжение распределилось между вентилями равномерно.

Для пропускания больших прямых токов вентили соединяются параллельно (рис. 33). При этом для равномерного распределения прямого тока необходимо включать небольшие (доли ома) сопротивления R. Далее приближенно определяют основные проектные параметры трансформатора (без учета в нем потерь). К проектным параметрам трансформатора относятся I2, U2, I1, U1, Sт. Соотношения между этими величинами и выпрямленным током Id и напряжением Ud приведены в табл. 6а.

Линейной, или временной диаграммой называется график изменения напряжений и токов в различных частях одной схемы по времени. Диаграммы строятся в едином масштабе времени, откладываются на оси абсцисс, одна под другой, так, чтобы в любом вертикальном сечении графика значения всех величин соответствовали одному и тому же моменту времени. Токи и напряжения откладываются на оси ординат в произвольном масштабе. Диаграммы следует построить не менее, чем за полтора периода. Для частоты сети f = 50 Гц период Т = 1/f = 0,02 c.

На принципиальной схеме следует указать: питающий трансформатор, комплект диодов - вентилей с шунтирующими или добавочными сопротивлениями (если они есть), нагрузку в виде активного сопротивления.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]