Контрольные вопросы

1. Определите понятие «резонанс токов».

2. Чему равен угол  при резонансе токов?

3. Как определить резонансную частоту через параметры цепи?

4. Как меняется угол  при изменении частоты?

5. Как меняется общий ток при изменении частоты?

6. Как используется явление резонанса токов в сетях электроснабжения промышленных предприятий?

7. Как меняется общий ток при отключении конденсатора?

Работа № 6. Трёхфазные цепи при соединении «звезда»

Цель работы – исследование трёхфазных цепей, соединенных звездой, при равномерной и неравномерной нагрузке фаз.

Программа работы

1. Исследование трёхфазного приемника, соединенного «звездой», при симметричной нагрузке без нулевого провода.

2. То же, при несимметричной нагрузке без нулевого провода.

3. То же, при симметричной и несимметричной нагрузке с нулевым проводом.

Общие положения

Трёхфазные цепи есть совокупность однофазных цепей, в которых действуют синусоидальные токи и напряжения одной частоты, отличающиеся по фазе.

В трёхфазных системах токи (напряжения) фаз сдвинуты на одну треть периода, т.е. на 120 градусов (рис.23):

, ,

, ,

, .

Нагрузка фаз трёхфазной системы может быть симметричной, если Z_A = Z_B = Z_C, т.е. модули сопротивлений фаз А, В, С и углы между векторами напряжений и токов этих фаз одинаковы. На рис.24 приведено соединение фаз «звезда» при симметричной нагрузке.

E_A

E_C

E_B

Z_A

Z_C

Z_B

U_AB

U_CA

U_BC

U_фA

U_фB

U_фС

I_A

I_C

I_B

I_фА

I_фB

I_фC

Источник линия приемник

Рис 24. Схема соединений «звезда»

Здесь:

- фазные напряжения, это напряжения между началом и концом соответствующей фазы;

- фазные токи - токи в фазах приемника;

- линейные напряжения;

- линейные токи - токи в линиях.

Для схемы «звезда» очевидно равенство фазных и линейных токов: ; ; .

Линейные напряжения равны разности фазных:

; ; .

Н езависимо от характера нагрузки:

; .

Из векторной диаграммы (рис.25) при симметричной нагрузке следует:

Рис.25. Векторная диаграмма напряжений

; ; .

При неравномерной нагрузке Z_A  Z_B  Z_C (рис.26):

; ; ;

.

При симметричной нагрузке:

U₀₀₁ = 0, так как и .

При несимметричной нагрузке напряжения фаз приемника неодинаковы по величине и по фазе (рис.27).

; ; .

О светительные приборы будут работать одни - с недокалом, другие с перекалом, т.е. будут быстро выходить из строя. Схема «звезда» не обеспечивает независимой работы отдельных приемников и применяется только при равномерной нагрузке.

Для обеспечения симметричной системы напряжений во всех фазах и независимой работы отдельных приемников используется схема «звезда с нулевым проводом», т.е. четырёхпроводная система, рис.28.

Здесь узлы 00₁ соединены нулевым проводом, напряжение между ними равно 0.

Тогда справедливы следующие соотношения при несимметричной нагрузке:

; ; .