Simetrični trofazni krug
Na sl. 7 prikazuje topografski dijagram i vektorski dijagram struja u simetričnom načinu za krug na sl. 4 i induktivna priroda opterećenja ( j > 0).
Nema struje u neutralnoj žici:
stoga se kod simetričnog prijemnika ne koristi neutralna žica. Linearni naponi se definiraju kao razlike faznog napona:
Iz jednakokračnog trokuta ANB imamo:
Na sl. Slika 8 prikazuje vektorske dijagrame napona i struja u simetričnom modu i j > 0 za krug Linijske struje su definirane kao razlike faznih struja:
Aktivna snaga simetričnog trofaznog prijemnika
Uzimajući u obzir da prilikom spajanja grana prijemnika sa zvijezdom
a kod spajanja grana prijemnika trokutom
dobivamo bez obzira na vrstu veze
Treba imati na umu da u ovom izrazu j - fazni pomak između faznog napona i fazne struje.
Slično, za jalove i prividne snage simetričnog trofaznog prijemnika imamo
Definirajmo zbroj trenutnu snagu trofazni prijemnik u simetričnom načinu rada. Zapisujemo trenutne vrijednosti faznih napona i struja, uzimajući početnu fazu napona u A jednako nuli:
i izraze za trenutne vrijednosti snage svake faze prijemnika:
Prilikom zbrajanja trenutnih vrijednosti snaga pojedinih faza, drugi članovi u zbroju će dati nulu. Dakle, ukupna trenutna snaga
ne ovisi o vremenu i jednaka je aktivnoj snazi.
Polifazni sklopovi u kojima je trenutna vrijednost snage konstantna nazivaju se uravnotežen.
Imajte na umu da je u dvofaznom simetričnom krugu (slika 9) s asimetričnim EMF sustavom napajanja (vidi sliku 3, b), strujni sustav također asimetričan, ali je krug uravnotežen, budući da je zbroj trenutne snage vrijednosti u fazama su konstantne. To se može prikazati na isti način na koji je prikazana ravnoteža simetričnog trofaznog kruga.
Konstantnost trenutnih vrijednosti snage stvara povoljne uvjete za rad generatora i motora u smislu njihovog mehaničkog opterećenja, budući da se kod jednofaznih generatora i motora ne uočavaju valovi zakretnog momenta.
Uzimajući u obzir simetrične načine spregnutih trofaznih krugova, lako je pokazati prednost potonjeg u ekonomskom smislu u odnosu na nespojene trofazne sustave. Nepovezani trofazni sustav ima šest žica koje vode struje ja l \u003d ja f. Trofazni krug bez neutralne žice koji napaja iste prijemnike spojene zvijezdom, postoje samo tri žice s istim strujama ja l \u003d ja f i linearni naponi, korijen od tri puta veći linijski naponi u sustavu nespojenog trofaznog kruga, za koji U l \u003d U f. U slučaju spajanja prijemnika u trokut također je upola manje žica nego u nepovezanom trofaznom sustavu (tri umjesto šest), dok struje u linearnim žicama nisu 2 puta veće od faznih struja. , ali samo u korijenu tri puta. To vam omogućuje smanjenje troškova materijala za žice.
Manja potrošnja materijala vodiča, niža cijena i veća učinkovitost dalekovoda uz istu snagu i napon dalekovoda.
Mogućnost dobivanja dva radna napona (linearni i fazni) u jednom trofaznom četverožičnom sustavu.
Sposobnost lakog dobivanja rotirajuće magnetsko polje(VMP), na čijoj upotrebi se temelji rad najčešćih potrošača električne energije - trofaznih asinkronih i sinkronih elektromotora.
Snaga trofaznog kruga
Snaga trofaznog kruga je zbroj odgovarajućih snaga sve tri faze (gubici snage u neutralnoj žici obično se zanemaruju):
Kao iu jednofaznom krugu, aktivna, jalova i prividna snaga trofaznog kruga povezane su relacijom:
.
Snaga bilo koje od faza izražava se uobičajenom formulom:
U slučaju simetričnog opterećenja, snage sve tri faze su redom jednake:
a za snagu trofaznog kola možemo napisati: .
U trofaznom krugu sa simetričnim opterećenjem:,
dakle, za snagu trofaznog kruga možemo napisati:
Osim toga, sa simetričnim opterećenjem, poznati su odnosi između linearnih i faznih napona i struja: I L = I F, U L
U F - kada je spojen prema shemi "zvijezda", I L
I F, U L \u003d U F - kada je spojen prema shemi "trokut".
Nakon zamjene ovih izraza u formulu za snagu trofaznog kruga, u općem slučaju sa simetričnim opterećenjem, dobivamo:
U slučaju neuravnoteženog opterećenja, snagu trofaznog kruga treba pronaći kao zbroj odgovarajućih snaga sve tri faze (tj. kao zbroj odgovarajućih faznih snaga):
Mjerenje aktivne snage trofaznog kruga
Aktivna snaga u krugu naizmjenična struja P = I U cos φ se mjeri pomoću elektrodinamičkog vatmetra, čiji se mjerni mehanizam sastoji od dvije zavojnice od kojih se jedna može rotirati.
Fiksni namot zavojnice - dosljedan ili strujni namot – ima mali otpor i uključen je u mjerni krug sukcesivno , i namot pokretne zavojnice - naponski namot - ima veliki otpor i pali se paralelno na terminale opterećenja (potrošača). gdje je k projektni faktor, I je struja u serijskom namotu vatmetra.
Prilikom spajanja vatmetra u strujni krug, obratite pozornost na ispravan spoj namota vatmetra čiji su počeci (stezaljke generatora) označeni zvjezdicama (*). Obje stezaljke generatora moraju biti spojene na istu žicu iz izvora električne energije (generatora).
Za mjerenje aktivne snage trofaznog kruga često se koristi jednofazni vatmetar aktivne snage, koji se uključuje prema različitim shemama.
Mjerenje aktivne snage metodom jednog vatmetra
Metoda jednog vatmetra koristi se u trofaznim krugovima samo sa simetričnim opterećenjem faza. Kod simetričnog opterećenja, snaga koju troši svaka od tri faze je ista, pa je dovoljno izmjeriti snagu jedne faze i, množenjem rezultata mjerenja s brojem faza, dobiti snagu trofaznog kruga :.
Stoga je za mjerenje snage sa simetričnim opterećenjem dovoljan jedan vatmetar čiji je strujni namot povezan serijski s faznim opterećenjem, a naponski namot je spojen na fazni napon.
Ako neutralna točka opterećenja nije dostupna, tada se mjerenje snage faze u spoju zvijezda izvodi prema shemi s umjetnom neutralnom točkom koju stvara namot vatmetra spojenog na zvijezdu Z V i dva dodatna otpornika jednaka njemu po otporu Z 2
I
Z
3
:
.
Aktivna snaga- zbroj aktivnih snaga faza opterećenja aktivne snage u neutralnoj žici, ako je aktivni otpor nije jednako nuli: .
Jalova snaga- zbroj jalove snage faza opterećenja i jalove snage u neutralnoj žici ako njezina reaktancija nije jednaka nuli, tj.
Korisna snaga određena je formulom: .
Ako je opterećenje simetrično i ujednačeno, tada su aktivna i jalova snaga neutralne žice jednake nuli, aktivne snage faza opterećenja su jednake, a određuju se pomoću vrijednosti fazne struje i faznog napona, tj. je, jalove snage faza opterećenja su također jednake, a određuju se pomoću vrijednosti fazne struje i faznog napona:, gdje je kut - kut između faznih napona ili napona u fazi opterećenja i fazne struje ili struje koja teče u fazi opterećenja. Tada se aktivna snaga opterećenja može odrediti formulom, i jalova snaga opterećenje se može odrediti formulom:
Kod ravnomjernog opterećenja faza, bez obzira na način spajanja, ispunjena je sljedeća jednakost: onda se ukupna snaga opterećenja može odrediti formulom:.
Mjerenje aktivne snage trofaznog kruga.
Općenito, kada je opterećenje neravnomjerno i postoji neutralna žica, potrebno je u krug uključiti tri vatmetra, dok će aktivna snaga kruga biti jednaka zbroju očitanja ova tri vatmetra.
Uz jednolično opterećenje, dovoljno je izmjeriti snagu jedne faze i utrostručiti rezultat.
Ako nema neutralne žice, snaga se može izmjeriti pomoću dva vatmetra. Zbroj očitanja dva vatmetra određuje aktivnu snagu cijelog kruga, bez obzira na način spajanja opterećenja.
Prvi vatmetar pokazuje vrijednost količine, drugi - vrijednost količine.
Zbrajanjem očitanja vatmetara dobivamo:.
36. Transformator - električni uređaj namijenjen pretvaranju, pomoću magnetskog polja, električne energije izmjenične struje jednog napona u električnu energiju izmjenične struje drugog napona, pod uvjetom da se održava frekvencija. U transformatoru se prijenos električne energije iz primarnog u sekundarni krug vrši pomoću izmjeničnog magnetskog polja u jezgri.
Transformator - statički elektromagnetski uređaj s dva ili više induktivno spojenih zavojnica, dizajniran za pretvaranje izmjenične struje jednog napona u izmjeničnu struju drugog napona iste frekvencije pomoću elektromagnetske indukcije bez značajnog gubitka snage.
37. Transformator Uređaj koji pretvara izmjeničnu struju jednog napona u izmjeničnu struju drugog napona iste frekvencije.
Klasifikacija:
po dogovoru:
snaga (u distribucijskim mrežama);
mjerenje (kao elementi mjernih uređaja):
zavarivanje (kod električnog zavarivanja);
pećnica (kao elementi elektrotermalnih uređaja);
po dizajnu:
jednofazni
tri faze
višenamotavanje
način hlađenja:
zrak
ulje
Mjerni transformatori se dijele na strujni transformatori I naponski transformatori.