- •Основные опубликованные работы:
- •Электротехника и электроника
- •Часть 1
- •Цепи трехфазного тока
- •1. Трехфазные электрические цепи
- •2. Соединение звездой и треугольником
- •3. Симметричный режим работы трехфазной цепи
- •4. Несимметричный режим работы трехфазной цепи
- •5.1. Получение трехфазной э.Д.С.
- •5.2. Четырехпроводная трехфазная цепь
- •5.2.1. Симметричный режим работы четырехпроводной трехфазной цепи
- •5.2.2. Несимметричный режим работы четырехпроводной трехфазной цепи
- •5.2.3. Обрыв одного линейного провода в четырехпроводной трехфазной цепи
- •5.3. Трехпроводная трехфазная цепь при соединении потребителей в звезду
- •5.3.1. Симметричный режим работы трехпроводной трехфазной цепи
- •5.3.2. Несимметричный режим работы трехпроводной трехфазной цепи
- •5.3.3. Обрыв одного линейного (фазного) провода в трехпроводной трехфазной цепи
- •5.3.4. Короткое замыкание одной из фаз в трехпроводной трехфазной цепи
- •5.4. Трехпроводная трехфазная цепь при соединении потребителей в треугольник
- •5.4.1. Симметричный режим работы трехфазной цепи
- •5.4.2. Несимметричный режим работы трехпроводной трехфазной цепи
- •5.4.3. Обрыв одного линейного провода в трехпроводной трехфазной цепи
- •5.4.4. Обрыв одной фазы в трехпроводной трехфазной цепи
- •5.5. Мощность трехфазной цепи
- •Библиографический список
- •2000 Основан в 1939 г. Ноябрь 10 Новые книги
Ф едеральное агентство по образованию
Федеральное бюджетное государственное
образовательное учреждение высшего
профессионального образования
«УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НЕФТЯНОЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
Кафедра электротехники и электрооборудования предприятий
Электротехника и электроника
Профессор В.М. Сапельников
ЦЕПИ ТРЕХФАЗНОГО
ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА
С апельников Валерий Михайлович
Доктор технических наук, профессор кафедры электротехники и электрооборудования предприятий УГНТУ, член диссертационного совета Д212.288.02 по присуждению ученых степеней кандидатов и докторов наук при Уфимском государственном авиационном техническом университете.
Академик Метрологической Академии РФ
Почетный работник высшего образования РФ
Диплом МВ и ССО СССР и ЦК ВЛКСМ 1981 г.
“Золотой Диплом-2000” Международного Форума по проблемам науки, техники и образования (Москва, декабрь 2000 г.)
Окончил Рязанский радиотехнический институт (РРТИ) в 1961 г.
Разработал новый класс приборов – цифроуправляемые калибраторы фазы. В этих приборах широко используется идеология аналоговой и цифровой вычислительной техники. В процессе создания цифроуправляемых калибраторов фазы решил фундаментальную проблему построения цифроаналоговых преобразователей (ЦАП) для воспроизведения нелинейных зависимостей - функциональных ЦАП. Для этих целей им разработаны универсальные способы построения функциональных ЦАП.
Создал новую отрасль науки, включающую научные направления:
цифроуправляемые калибраторы фазы;
универсальные способы построения ЦАП для воспроизведения нелинейных зависимостей - функциональные ЦАП;
функциональные аналого-цифровые преобразователи (АЦП);
цифроуправляемые умножители частоты;
цифроуправляемые генераторы сложных сигналов.
Автор около 200 научных работ, в том числе более 20 изобретений, двух монографий и учебного пособия.
Основные опубликованные работы:
1.Сапельников В.М. Цифро-аналоговые преобразователи в калибраторах фазы / Изд-е Башкирск. гос. ун-та.-Уфа, 1997. – 152 с.
2.Сапельников В.М., Кравченко С.А., Чмых М.К. Проблемы воспроизведения смещаемых во времени электрических сигналов и их метрологическое обеспечение /Изд-е Башкирск.гос. ун-та.-Уфа, 2000. – 196 с.
3.Сапельников В.М., Галиев А.Л., Коловертнов Г.Ю. Базовые элементы цифровой и вычислительной техники / Изд-е Башкирск. гос. ун-та.-Уфа.-2001, – 160 с.
4.Sapelnikov V.M., Maksutov A.D., Kolovertnov G.Ju., Khakimov R.A. Fanctional Digital-to-Analog Converters – New Opportunities of Instrument Making. Proceedings 10-th IMEKO TC7 International Simposium on Advances of Measurement Science. June 30 – July 2, 2004. Saint-Petersburg, Russia. Vol. 1 - P. 205 – 211.
Уфимский государственный нефтяной технический университет
|
Кафедра электротехники и электрооборудования предприятий
|
Профессор В.М.Сапельников
Электротехника и электроника
Учебное пособие по дисциплине
«Электротехника и электроника»
Часть 1
Специальности АТ, АГ, БАТ, БАГ
Уфа 2012
УДК 621.3.024/025:378.147
ББК 22.33:78.58
Рекомендовано к изданию кафедрой «электротехники и электрооборудования предприятий» (протокол № ___ от «___» ________ 2012 г.)
Составитель: профессор Сапельников В.М,
Рецензент:
Цепи трехфазного тока
1. Трехфазные электрические цепи
Рис. 1. Несвязанная трехфазная цепь
Трехфазная электрическая цепь может быть представлена как совокупность трех однофазных цепей, в которых действуют э. д. с. одной и той же частоты, сдвинутые друг относительно друга на одну треть периода, или, что то же, на угол 2/3. Эти три составные части трехфазной цепи называются фазами1 и им ниже будут приписываться буквенные обозначения А, В и С.
На рис. 1 схематично показана трехфазная цепь, фазы которой электрически не связаны друг с другом. Такая трехфазная цепь называется не связанной (в настоящее время не применяется).
На рис. 1 для простоты обмотки трехфазного генератора не показаны. Сопротивлениями обмоток и шести соединительных проводов ввиду их малости по сравнению с сопротивлениями нагрузки можно для начала пренебречь.
Фазы А, В и С изображены на рис. 1 под углом 120°, для того чтобы подчеркнуть, что э. д. с. ЕА, ЕВ и ЕС сдвинуты друг относительно друга на одну треть периода. При равенстве амплитуд э. д. с. и одинаковых сопротивлениях в фазах токи IА, IВ и IС также равны по величине и сдвинуты друг относительно друга на одну треть периода, образуя так называемый трехфазный ток.
Сумма этих токов в любой момент времени равна нулю; поэтому если три провода, по которым токи возвращаются к источникам, объединить в один провод, то ток в этом проводе будет равен нулю. При отсутствии в проводе тока излишним в данном случае является и сам провод; от него можно отказаться, перейдя, таким образом, к схеме рис. 2. В результате этого достигается экономия материала проводов; кроме того, по сравнению с не связанной трехфазной цепью исключаются потери мощности от токов IА, IВ и IС в обратных проводах.
Трехфазная цепь на рис. 2, фазы которой соединены электрически, представляет собой одну из разновидностей связанных трехфазных цепей.
Благодаря технико-экономическим преимуществам связанных трехфазных цепей они получили широкое распространение.
Для получения связанной трехфазной цепи не требуются отдельные однофазные генераторы, а используется трехфазный генератор, схематически показанный на рис. 3. Обмотки, в которых наводятся э. д. с., помещаются в пазах статора2.
Рис. 2. Связанная трехфазная цепь
Обмотки фаз сдвинуты друг относительно друга на угол 120°/р, где р — число пар полюсов. В случае двухполюсного генератора р = 1 и угол равен 120°.
При вращении ротора в силу идентичности трех обмоток генератора в них наводятся э. д. с., имеющие одинаковые амплитуду и частоту, причем эти э. д. с. сдвинуты по фазе друг по отношению к другу на одну треть периода. Векторы, изображающие эти э. д. с., равны по величине и расположены под углом 120° (рис. 3, б).
Мгновенные значения э. д. с. трехфазного генератора, показанные на рис. 3, а, выражаются аналитически следующим образом:
;
;
а) б)
Рис. 3. Мгновенные значения (а) и векторная диаграмма э. д. с. (б) трехфазного генератора
Мгновенные значения э. д. с. равны соответствующим проекциям трех векторов: ЕmA, ЕmВ и ЕmС (рис. 3, б), образующих симметричную звезду и вращающихся в положительном направлении с угловой скоростью (на рис. 3 положение ротора соответствует моменту t = 0).
Положительные направления э. д. с. в обмотках указаны на рис. 3 точками и крестиками; точка означает острие, а крестик - конец стрелки, совпадающей с положительным направлением э. д. с. (положительное направление э. д. с. не следует смешивать с действительным направлением э. д. с. в произвольный момент времени).
Создание в 1889 г. связанной трехфазной цепи переменного тока явилось важным событием в истории электротехники.
Впервые такую цепь осуществил выдающийся русский инженер и ученый Михаил Осипович Доливо-Добровольский (1862—1919 г.г.). Им были разработаны основные звенья генерирования, передачи, распределения и преобразования электроэнергии трехфазного тока, именно: трехфазные генератор, трансформатор и асинхронный двигатель. Изобретение М. О. Доливо-Добровольским асинхронного двигателя, являющегося простейшим и самым дешевым двигателем переменного тока, существенно способствовало широкому промышленному внедрению трехфазного тока.
Технические и экономические преимущества трехфазного тока обеспечили ему ведущую роль в современной электротехнике.
Неуклонно возрастает также роль трехфазного переменного тока в авиации.