Основные понятия об электрической цепи Расчёт цепей переменного тока Трехфазная цепь Нелинейные электрические цепи Графический метод расчета Выпрямители переменного тока

Основы электротехники Расчет электрических цепей

Принятое положительное направление, или точнее, направление отсчета тока обозначается стрелкой на соединительном проводнике

Особенности трехфазных цепей

Трехфазная цепь переменного тока состоит из трехфазного источника питания, трехфазного потребителя и проводников линии связи между ними.

Симметричный трехфазный источник питания можно представить в виде трех однофазных источников, работающих на одной частоте с одинаковым напряжением и имеющих временной угол сдвига фаз 120˚. Эти источники могут соединяться звездой или треугольником. При соединении звездой условные начала фаз используют для подключения трех линейных проводников A, B, C, а концы фаз объединяют в одну точку, называемую нейтральной точкой источника питания (трехфазного генератора или трансформатора). К этой точке может подключаться нейтральный провод N. Схема соединения фаз источника питания звездой приведена на рисунке 2.6, а.

Напряжение между линейным и нейтральным проводами называется фазным, а между линейными проводами – линейным.

В комплексной форме записи выражения для фазных напряжений имеют вид:

 В,  В,  В. (2.28)

Соответствующие им линейные напряжения при соединении звездой: Последовательное соединение резистивного и индуктивного элементов

 В,  В,

 В. (2.29)

Здесь UФф – модуль фазного напряжения источника питания, а UЛл модуль линейного напряжения. В симметричной трёхфазной системе, при соединении фаз источника звездой, между этими напряжениями есть взаимосвязь,:

 . (2.30)

При включении фаз треугольником фазные источники питания соединяют последовательно в замкнутый контур (рисунок 2.6, б).

 а) б)

Рисунок 2.6 – Схемы соединения фаз источника питания:

а – звездой; б – треугольником

Из точек объединения источников между собой выводятся три линейных провода A, B, C, идущие к нагрузке. Из рисунка 2.6, б видно, что выводы фазных источников подключены к линейным проводникам, а, следовательно, при соединении фаз источника треугольником фазные напряжения равны линейным. Нейтральный провод в этом случае отсутствует.

К трехфазному источнику может подключаться нагрузка. По величине и характеру трёхфазная нагрузка бывает симметричной и несимметричной. В случае симметричной нагрузки комплексные сопротивления  всех трёх фаз одинаковы, а если эти сопротивления различны, то нагрузка несимметричная. Фазы нагрузки могут соединяться между собой звездой или треугольником (рисунок 2.7), независимо от схемы соединения источника.

 

Рисунок 2.7 – Схемы соединения фаз нагрузки

 Соединение звездой может быть с нейтральным проводом (см. рисунок 2.7, а) и без него. Отсутствие нейтрального провода устраняет жёсткую привязку напряжения на нагрузке к напряжению источника питания, и в случае несимметричной нагрузки по фазам эти напряжения не равны между собой. Чтобы их отличить, условились, в индексах буквенных обозначений напряжений и токов источника питания, применять прописные буквы, а в параметрах, присущих нагрузке, – строчные.

4.4.3. Расчет токов КЗ в линии постоянного тока при неполных исходных данных

4.4.3.1. Ток в линии постоянного тока в режиме работы преобразователя "2-3" в конце nQ-го периода повторяемости (в момент Q = nQ 60°) следует определять по формуле

, (67)

где E - действующее значение фазной ЭДС трехфазной системы переменного тока, В;

XS - суммарное сопротивление цепей переменного тока (на одну фазу), Ом;

XdS - суммарное сопротивление цепей постоянного тока до точки замыкания, Ом;

a - угол включения вентилей, эл. град;

I0 - начальное значение тока в линии постоянного тока, А.

Примечание. Формула (67) справедлива при реальных значениях параметров и времени КЗ, равном 0,06-0,10 с, или nQ = 18-30.

Расчёт трёхфазных цепей Алгоритм анализа трёхфазной цепи зависит от схемы соединения нагрузки, исходных параметров и цели расчёта.

Расчет трехфазной цепи при соединении потребителей звездой.

Комплексные сопротивления фаз различны, следовательно, нагрузка несимметричная.

Расчёт трёхфазной цепи при соединении потребителей треугольником.

Для определения линейных токов используем первый закон Кирхгофа для точек a, в, c схемы на рисунке 2.10.

Линейными называют такие электрические цепи, у которых реакция пропорциональна воздействию. Пусть воздействие в виде напряжения  вызывает в некотором произвольном выбранном устройстве цепи реакцию в виде, например, тока . Если воздействие изменилось пропорционально в k – раз, то реакция измениться также в k – раз. Линейными будут любые цепи, составленные из устройств, каждое их которых может рассматриваться как более простая линейная электрическая цепь. К числу линейных электрических цепей относятся многие важные устройства систем передачи и обработки информации, например, усилители и электрические фильтры разнообразного назначения, цепи для формирования и оптимальной обработки сигналов, корректирующие цепи и т. д.
Расчёт сложной цепи с помощью законов Кирхгофа.