Як видно зі схеми рис. 3.12, кожна фаза приймача при з'єднанні трикутником підключена до двох лінійним дротах. Тому незалежно від значення і характеру опорів приймача кожне фазна напруга дорівнює відповідному лінійному напрузі:
Якщо не враховувати опорів проводів мережі, то напруги приймача слід вважати рівними лінійним напруженням джерела.
На підставі схеми рис. 3.12 і вирази (3.16) можна зробити висновок про те, що з'єднання трикутником слід застосовувати тоді, коли кожна фаза трифазного приймача або однофазні приймачі розраховані на напругу, рівну номінальній лінійній напрузі мережі.
Фазні струми Iab. Ibc і IСА в загальному випадку не рівні лінійним струмів Ia. Ib і Ic. Застосовуючи перший закон Кірхгофа до вузлових точках а. b і з, можна отримати наступні співвідношення між лінійними і фазними точками:
Використовуючи зазначені співвідношення і маючи вектори фазних струмів, неважко побудувати вектори лінійних струмів.
Симетрична навантаження. Щодо будь-якої фази справедливі всі формули, отримані раніше для однофазних ланцюгів, наприклад
Iab = Uab / zab; # 966; ab = arcsin xab / zab; Рab = Uab Iab cos # 966; ab = Iab 2rab;
Очевидно, при симетричному навантаженні
Iab = Ibc = Ica = Iф;
# 966; ab = # 966; bc = # 966; ca = # 966; ф;
Pab = Pbc = Pca = Pф;
Qab = Qbc = Qca = Qф;
Sab = Sbc = Sca = S ф.
Векторна діаграма фазних (лінійних) напружень, а також фазних струмів при симетричній активно-індуктивному навантаженні наведена на рис. 3.13, а. Там же відповідно до виразами (3.17) побудовані вектори лінійних струмів. Слід звернути увагу на те, що при зображенні векторних діаграм в разі з'єднання трикутником вектор лінійної напруги Uab прийнято направляти вертикально вгору.
З наведених виразів і векторної діаграми слід, що при симетричному навантаженні існують симетричні системи фазних і лінійних струмів.
Вектори лінійних струмів частіше зображують з'єднують вектори відповідних фазних струмів, як показано на рис. 3.13, б. На підставі векторної діаграми рис. 3.13, б
Ia = 2Iab sin 60 ° = √3Iab.
Таке ж співвідношення існує між будь-якими іншими фазними і лінійними струмами. Тому можна написати, що при симетричному навантаженні взагалі
Несиметрична навантаження. Як і при з'єднанні зіркою, в разі з'єднання трикутником однофазні приймачі ділять на три приблизно рівні по відношенню до потужності групи. Кожна група підключається до двох проводах, між якими є напруга, що відрізняється по фазі від двох інших напруг мережі (рис. 3.14). У межах кожної групи приймачі з'єднуються паралельно.
Після заміни приймачів кожної фази одним приймачем з еквівалентним опором і відповідного їх розташування отримаємо схему, наведену на рис. 3.12.
Фазні струми, кути зсуву фаз між фазними напругами і струмами, а також фазні потужності можна визначити за формулами (3.18). При несиметричного навантаження фазні струми, кути зсуву фаз і фазні потужності будуть в загальному випадку різними. Векторна діаграма для випадку, коли в фазі ab є активне навантаження, в фазі bс - активно-індуктивна, а в фазі са - активно-ємнісний (рис. 3.15), наведена на рис. 3.16. Побудова векторів лінійних струмів вироблено відповідно до виразами (3.17).
Для визначення потужностей всіх фаз слід користуватися формулами:
P = Pab + Pbc + Pca. Q = Qab + Qbc + Qca. (3.20)
Формули (3.13) і (3.14), отримані раніше для симетричного навантаження, не придатні для визначення потужностей за несиметричного навантаження.
Якщо крім фазних струмів потрібно визначити лінійні струми, завдання слід вирішувати в комплексній формі. Для цієї ж мети можна скористатися векторною діаграмою.
При вирішенні завдання в комплексній формі необхідно насамперед висловити в комплексній формі фазні напруги, а також повні опору фаз. Коли це зроблено, неважко за законом Ома визначити фазні струми. Наприклад, комплексне вираз струму Iab буде
Лінійні струми визначаються через фазні за допомогою виразів (3.17).
Комплексним методом можна скористатися і для визначення фазних потужностей. Так, потужності фази аb дорівнюватимуть
Розглянемо, як будуть змінюватися значення різних величин в електричному ланцюзі рис. 3.15 при зміні опору приймачів. Наприклад, якщо при xCca / rca = const збільшити вдвічі опір zca, то струм Ica зменшиться, а кут # 966; ca не зміниться (див. Рис. 3.16). Очевидно, при цьому зменшаться і струми I а. Ic, а також потужності РСА. Qса. Sса. Токи Iаb. Ibc. Ib, кути # 966; ab. # 966; bc. а також потужності Рab. Qab. Sab. Рbc. Qbc. Sbc залишаться незмінними. При відключення фази са опір
zca = ∞, IСА = 0, струми Iаb. Ibc. Ib, а також кути # 966; ab. # 966; bc не зміняться, а струми I а і Ic зменшаться I a = I ab. I c = - I bc.
23. Потужності в трифазних ланцюгах і способи їх вимірювання.
Активна і реактивна потужності трифазного кола, як для будь-якої складної ланцюга, дорівнюють сумам відповідних потужностей окремих фаз:
У симетричному режимі потужності окремих фаз рівні, а потужність всього ланцюга може бути отримана шляхом множення фазних потужностей на число фаз:
В отриманих виразах замінимо фазні величини на лінійні. Для схеми зірки вірні співвідношення Uф / Uл / √3, Iф = Iл. тоді отримаємо:
Для схеми трикутника вірні співвідношення: Uф = Uл; Iф = Iл / √3. тоді отримаємо:
Отже, незалежно від схеми з'єднання (зірка або трикутник) для симетричному трифазному ланцюзі формули для потужностей мають однаковий вигляд:
У наведених формулах для потужностей трифазного ланцюга маються на увазі лінійні значення величин U і I, але індекси при їх позначеннях не ставляться.
Активна потужність в електричному ланцюзі вимірюється приладом, званим ваттметром, показання якого визначається за формулою:
де Uw. Iw - вектори напруги і струму, підведені до обмоток приладу.
Для вимірювання активної потужності всієї трифазного ланцюга в залежності від схеми з'єднання фаз навантаження і її характеру застосовуються різні схеми включення вимірювальних приладів.
Для вимірювання активної потужності симетричному трифазному ланцюзі застосовується схема з одним ваттметром, який включається в одну з фаз і вимірює активну потужність тільки цієї фази (рис. 40.1). Активна потужність всього ланцюга виходить шляхом множення показання ваттметра на число фаз: P = 3W = 3Uф Iф cos (# 966;). Схема з одним ваттметром може бути використана тільки для орієнтованої оцінки потужності і непридатна для точних і комерційних вимірювань.
Для вимірювання активної потужності в чотирьох провідних трифазних ланцюгах (при наявності нульового проводу) застосовується схема з трьома приладами (рис. 40.2), в якій проводиться вимірювання активної потужності кожної фази окремо, а потужність всього ланцюга визначається як сума показань трьох ватметрів:
Для вимірювання активної потужності в трьохпровідних трифазних ланцюгах (при відсутності нульового проводу) застосовується схема з двома приладами (рис. 40.3).
При відсутності нульового проводу лінійні (фазні) струм пов'язані між собою рівнянням 1-го закону Кірхгофа: IA + IB + IC = 0. Сума показань двох ватметрів дорівнює:
Таким чином, сума показань двох ватметрів дорівнює активної трифазної потужності, при цьому показання кожного приладу окремо залежить не тільки величини навантаження, але і від її характеру.
На рис. 40.4 показана векторна діаграма струмів і напруг для симетричного навантаження. З діаграми випливає, що свідчення окремих ватметрів можуть бути визначені за формулами:
Аналіз отриманих виразів дозволяє зробити наступні висновки. При активному навантаженні (# 966; = 0), показання ватметрів рівні (W1 = W2).
При активно-індуктивному навантаженні (0 ≤ # 966; ≤ 90 °) показання першого ватметра менше, ніж другого (W1
При активно-ємнісний навантаження (0 ≥ # 966; ≥ -90 °) показання другого ваттметра менше, ніж першого (W1 більше W2), а при # 966; (менше) -60 ° показання другого ваттметра стає негативним.
24) Магнітне поле і його характеристики. Магнітна ланцюг електромагнітного реле.
Малюнок 4. Забігаючи вперед, скажу, що такий вид магнітних силових ліній, що виникають навколо провідника зі струмом.
Відповідно до теорії близкодействия ток в одному з провідників не може безпосередньо діяти на струм в іншому провіднику. Подібно до того як в просторі, що оточує нерухомі електричні заряди, виникає електричне поле, в просторі, що оточує струми, виникає поле, що називається магнітним. Електричний струм в одному з провідників створює навколо себе магнітне поле, яке діє на струм в іншому провіднику. А поле, створене електричним струмом другого провідника, діє на перший. Магнітне поле являє собою особливу форму матерії, за допомогою якої здійснюється взаємодія між рухомими електрично зарядженими частинками.
Основні властивості магнітного поля:
1. Магнітне поле породжується електричним струмом (= рухомими зарядами).
2. Магнітне поле виявляється за дією на електричний струм (= рухомі заряди).
3. Подібно електричному полю, магнітне поле існує реально незалежно від нас, від наших знань про нього. Експериментальним доказом реальності магнітного поля, як і реальності електричного поля, є факт існування електромагнітних хвиль (тобто посилка і прийом радіо або телебачення).
Реле (фр. Relais) - електромеханічний пристрій (вимикач), призначене для комутації електричних ланцюгів при заданих змінах електричних або неелектричних вхідних величин. Розрізняють електромагнітні, пневматичні і температурні реле.
Існує клас електронних напівпровідникових приладів іменованих оптореле (твердотельное реле
В електронній схемотехніці іноді електронні блоки з функцією перемикання ланцюга по зміні якого-небудь фізичного параметра також називають реле. Наприклад, фотореле, реле контролю фаз або реле-переривник покажчиків повороту автомобіля.
Електромагнітне реле являє собою прилад, в якому при досягненні певного значення вхідної величини вихідна величина змінюється стрибком і призначене для застосування в ланцюгах управління, сигналізації.
Існує багато різновидів реле як за принципом дії, так і за призначенням. Бувають реле механічні, гідравлічні, пневматичні, теплові, акустичні, оптичні, електричні та ін.
За призначенням вони поділяються на реле автоматики, реле захисту, виконавчі реле, реле проміжні, реле зв'язку.
Пристрій. Розглянемо як приклад електромагнітне реле з поворотним якорем (рис. 1). У цьому реле розрізняють дві частини: сприймає електричний сигнал і виконавчу.
• Сприймаюча частина складається з електромагніту 1. представляє собою котушку, надіти на сталевий сердечник, якоря 2 і пружини 3.
• Виконавча частина складається з нерухомих контактів 4. рухомий контактної пластини 5. за допомогою якої сприймає частина реле впливає на виконавчу, і контактів 6.
Слід звернути увагу на те, що сприймає і виконавча частини реле не мають між собою електричного зв'язку і включаються в різні електричні ланцюги.
Реле наводиться в дію слабким (малоточним) сигналом, і саме може призводити в дію більш потужну виконавчу апаратуру (контактор, масляний вимикач, пускач і т. Д.).
Принцип дії. Коли струм в котушці електромагніта відсутня, якір під дією пружини утримується в верхньому положенні, при цьому контакти реле розірвані.
При появі струму в котушці електромагніта якір притягається до сердечника і рухливий контакт замикається з нерухомим. Відбувається замикання виконавчої ланцюга, т. Е. Включення того чи іншого приєднаного виконавчого пристрою.
Залежно від виконання реле комплектуються розетками під пайку, під DIN-рейку або розетками під гвинт.