Математика примеры решения задач Основы начертательной геометрии Физика курс лекций Примеры решения задач Электротехнические расчеты Maple Трехмерная графика
Соединение фаз генератора и нагрузки треугольником Резонанс токов Метод эквивалентного генератора Расчет разветвлённых цепей Анализ цепей синусоидального тока Векторные диаграммы Расчет сложных трехфазных цепей

Задачи по электротехнике Курсовой расчет

Высшие гармоники в трехфазных цепях

Рассмотрим процесс поведения высших гармоник в трехфазных системах. При этом будем полагать, что фазные напряжения источника не содержат постоянных составляющих и четных гармоник, т.е. кривые напряжения симметричны относительно оси абсцисс, которые на практике встречаются наиболее часто.

Пусть напряжение фазы А источника, разложенное в ряд Фурье, имеет вид

При записи напряжений фаз В и С учтем, что фаза В отстает от фазы А на Т/3, а фаза С опережает фазу А на Т/3, тогда

Для гармоник кратных трем (k = 3n, где n – целое число) напряжения во всех фазах совпадают и одинаковы по величине, т.е. они образуют симметричную нулевую последовательность фаз.

Если номер гармоники k = 3n + 1, то напряжения образуют систему прямой последовательности фаз, когда напряжение  отстает от фазы  на угол 2p /3, а  опережает  на такой же угол. Для гармоник с номером k = 3n – 1 напряжения образуют систему обратной последовательности фаз, когда  опережает  на 2p/3, а   отстает от  на этот же угол.

На рис. 7.8 показаны симметричные составляющие соответствующих систем напряжений в трехфазных цепях.

 Гармоники  Гармоники Гармоники

 3, 6, 9, 12 и т.д. 1, 4, 7, 10 и т.д. 2, 5, 8, 11 и т.д.

 

Рис.7.8. Симметричные составляющие системы
несинусоидальных напряжений в трехфазных цепях

Высшие гармоники при соединении фаз источника и приемника звездой

В линейных напряжениях, определяемых как разность соответствующих фазных напряжений, гармоники напряжений, кратные трем, отсутствуют.

Поэтому при несинусоидальных напряжениях

.

  .

 .

При наличии нулевого провода при симметричной нагрузке ток в нулевом проводе не равен нулю:

.

Гармоники тока, не кратные трем, в сумме дают нуль.

При отсутствии нулевого провода сумма фазных токов должна равняться нулю, поэтому в фазных токах гармоники, кратные трем, отсутствуют. Тогда между нулевыми точками источника и приемника возникает напряжение смещения, которое можно определить методом двух узлов

.

Для гармоник напряжений, не кратных трем, при симметричной нагрузке смещение нейтрали - . Следовательно, вольтметр, включенный между нулевыми точками источника и приемника, покажет

.

Высшие гармоники при соединении фаз генератора и приемника треугольником

При наличии в ЭДС гармоник, кратных трем, они образуют систему нулевой последовательности, поэтому результирующая ЭДС гармоник, кратных трем, равна утроенной ЭДС одной фазы.

При этом вольтметр, включенный в разрыв обмоток (рис. 7.9), покажет напряжение

  .

 

Рис.7.9. Включение вольтметра в разрыв обмоток источника

Если обмотки генератора замкнуть, то под действием ЭДС с номерами гармоник кратных трем возникают соответствующие гармоники тока. Результирующий ток в обмотках создает падение напряжения на сопротивлениях, которые, в свою очередь, уравновешивают ЭДС.

Рассмотрим разность потенциалов на зажимах любой фазы источника, например, на фазе А:

.

Таким образом, вольтметр, подключенный к любой фазе источника, образующего замкнутый треугольник, уже не будет содержать гармоник напряжения, кратных трем, и поэтому в нагрузке гармоники напряжения и тока, кратные трем, отсутствуют.

Уравнительный ток в обмотках генератора вызывает дополнительный нагрев, поэтому их обычно соединяют звездой.

Нарисуем эквивалентную электрическую схему с эквивалентным генератором

Расчет переходных процессов в электрических цепях с источниками постоянного напряжения и тока Методические рекомендации по выполнению задания

Составляем и решаем характеристическое уравнение

Расчет электрических цепей однофазного синусоидального тока

Потенциальная диаграмма. Под потенциальной диаграммой понимают график распределения потен-циала вдоль какого-либо участка цепи или замкнутого контура. По оси абсцисс на нем откладывают сопротивления вдоль контура, начиная с какой-либо произвольной точки, по оси ординат - потенциалы.
Задачи по электротехнике Курсовой расчет