Переменный ток. Метод симметричных составляющих презентация

Содержание

2003г. Метод симметричных составляющих 1.Разложение несимметричной системы ЭДС на симметричные составляющие. 2.Сопротивления фаз динамической нагрузки для токов различной последовательности. 3.Расчет простых электрических цепей методом симметричных составляющих. 4.Расчет сложных электрических цепей

Слайд 12003г.
Новая тема

Слайд 22003г.
Метод симметричных составляющих
1.Разложение несимметричной системы ЭДС на симметричные составляющие.
2.Сопротивления фаз

динамической нагрузки для токов различной последовательности.
3.Расчет простых электрических цепей методом симметричных составляющих.
4.Расчет сложных электрических цепей методом симметричных составляющих.


Слайд 32003г.
EA
EB
EC
=
+
+
EA
EB
EC
EA
EA
EB
EB
EC
EC
Прямая последовательность
Обратная последовательность
Нулевая последовательность
Введем обозначение
-вращающий множитель

Слайд 42003г.
Перепишем симметричные составляющие с учетом вращающего множителя

Слайд 52003г.
1)
2)
3)
Сложим уравнения 1,2,3

= 0

= 0

a
a2
a
a2

Слайд 62003г.

4.
5.
6.
1.
Сложим уравнения 4,5,6 системы 1.

= 3
= 0


= 0

Слайд 72003г.

2.
7.
8.
9.
Сложим уравнения 7,8,9 системы 2.

Слайд 82003г.



= 0
= 0
= 3

Система уравнений для определения симметричных составляющих несимметричной системы

фазных эдс

Слайд 92003г.
А
Сопротивления фаз динамической нагрузки для токов различной последовательности
Сопротивления фаз для токов

прямой последовательности

0

01

Слайд 102003г.
Метод симметричных составляющих
1.Разложение несимметричной системы ЭДС на симметричные составляющие.
2.Сопротивления фаз

динамической нагрузки для токов различной последовательности.
3.Расчет простых электрических цепей методом симметричных составляющих.
4.Расчет сложных электрических цепей методом симметричных составляющих.


Слайд 112003г.
На двигатель подается система напряжений прямой последовательности. Отношение фазного напряжения прямо

последовательности к фазному току прямой последовательности называется фазным сопротивлением прямой последовательностью.

Ток в нейтральном проводе, как и в любой симметричной трехфазной цепи, равен нулю.


01

Слайд 122003г.
Как и в любой симметричной трехфазной цепи, расчет прямой последовательности можно

производить на одну фазу. Схема замещения:


UA1

Сопротивления фаз для токов обратной последовательности

На двигатель подается система напряжений обратной последовательности. Электромагнитное поле при этом начинает вращаться против часовой стрелки. В этом же направлении будет увлекаться и ротор двигателя.

Слайд 132003г.
Для того чтобы ротор двигателя вращался в первоначальном ( т.е. по

часовой стрелке) направлении, к валу ротора пристыковывается другой двигатель. С его помощью ротор испытываемого двигателя вращается в том же , что и в первом случае направлении, и с той же скоростью.








Z2

Z2

Z2

A

B

C

IA2

IC2

IB2

Слайд 142003г.
Во всех силовых электротехнических устройствах (трехфазных электродвигателях, генераторах и т.д.)

Z2 << Z1 поэтому эксперимент по определению Z2 проводится при пониженном напряжении.


Расчет для обратной последовательности проводится на одну фазу, как для симметричной трехфазной электрической цепи

Слайд 152003г.
Сопротивления фаз для токов нулевой последовательности
Все фазы двигателя запитываются от однофазной

сети, но так как Z0<

Слайд 162003г.

Режим нулевой последовательности отличается от режима прямой и обратной последовательностей рядом

особенностей

ZN0


В трехфазной электрической цепи при несимметричной системе фазных напряжений генератора по нулевому проводу протекает утроенный фазный ток нулевой последовательности.


IN0

а) с нулевым проводом

0

01

Слайд 172003г.
b) Без нулевого провода

При соединении звезда – звезда без нулевого провода

токов нулевой последовательности в трехфазной цепи нет.


0

01

Слайд 182003г.
с) рассмотрим участок цепи соединенный треугольником


При соединении нагрузки треугольником токов нулевой

последовательности в ней нет.


Слайд 192003г.
При соединении генератора звездa - звезда в линейных напряжениях отсутствуют напряжение

нулевой последовательности.


Слайд 202003г.

Слайд 212003г.

В линейных напряжениях генератора никогда не существует нулевой последовательности напряжений

Слайд 222003г.
ZNД0- сопротивление нейтрали двигателя нулевой последовательности.
ZNГ0- сопротивление нейтрали генератора нулевой последовательности.
Рассмотрим

трехфазную электрическую цепь с несимметричным генератором

Слайд 232003г.
В симметричном режиме нулевой последовательности комплексные токи в фазах равны. Поэтому

ток в нейтральном проводе равен
IN0=3I0
где I0- ток в фазе цепи.

Запишем уравнение по второму закону Кирхгофа для контура : нейтраль генератора, фаза А, нейтраль двигателя

1.

Уравнению (1) соответствует следующая электрическая цепь

I0

Слайд 242003г.
Выводы
1.При соединении звезда – звезда без нулевого провода токов нулевой

последовательности в трехфазной цепи нет.

2.При соединении нагрузки треугольником токов нулевой последовательности в ней нет.

3.При соединении генератора звездa - звезда в линейных напряжениях отсутствуют напряжение нулевой последовательности.

4.При соединении генератора треугольником в линейных напряжениях отсутствуют напряжение нулевой последовательности.

5.В линейных напряжениях генератора никогда не существует нулевой последовательности напряжений



6. В схеме замещения фазы для фазного тока нулевой последова-
тельности присутствует утроенное значение сопротивления
нейтрального провода.

Слайд 252003г.
Расчет простейших электрических цепей методом симметричных составляющих
Пусть задана несимметричная система ЭДС

и симметричная статическая нагрузка.


UB

UC

UA

0

Слайд 262003г.
1.По ниже приведенным формулам рассчитываем симметричные составляющие напряжений генератора.
2.Для каждой последовательности

составляем расчетную эквивалентную расчетную схему для фазы А

а) прямая последовательность- симметричная система фазных напряжений, следовательно ее расчет не отличается от расчета обычной трехфазной цепи, работающей в симметричном режиме.

Слайд 272003г.
ZH

Слайд 282003г.
b) обратная последовательность отличается от прямой только чередованием фаз, поэтому ее

расчет аналогичен.

Слайд 292003г.
c) Нулевая последовательность
UA0
UB0
UC0



UA0
3ZNГ0
ZH
IA0


IA0


Слайд 302003г.
Расчет сложных трехфазных электрических цепей с динамической нагрузкой методом симметричных составляющих

Слайд 312003г.
Задана несимметричная система фазных напряжений генератора и его параметры Z1Г, Z2Г,

Z0Г, а также симметричная статическая (Zн1, ZH2) и динамическая нагрузка (двигатель с параметрамиZ1d, Z2d, Z0).

1.Схема прямой последовательности.
Схема прямой последовательности ничем не отличается от схем замещения фазы А в симметричных трехфазных цепях, находящихся под воздействием систем напряжений прямой последовательности

a) все нагрузки и обмотки генератора , соединенные в треугольник, эквивалентно преобразуем в звезды;

в) искусственно электрически соединяют общей шиной все нейтральные точки генераторов и приемников;

с) из полученной схемы убираем все элементы , не относящиеся к фазе А.

Слайд 322003г.
Z1Г
Расчетная схема замещения трехфазной цепи для фазы А
Расчет полученной схемы осуществляется

по закону Ома и первому закону Кирхгофа.

2.Обратная последовательность.

IA1

IA2

Слайд 332003г.
Расчет схемы обратной последовательности принципиально не отличается от расчета прямой последовательности,

так как вновь цепь находится под воздействием симметричной тройки векторов напряжений.

3.Нулевая последовательность.
Алгоритм создания схемы:
а) убираем из схемы все нагрузки, соединенные треугольником
в) убираем из схемы все нагрузки, соединенные звездой без нулевого провода
г) если звезда имеет нулевой повод с сопротивлением ZN, то последовательно с сопротивлением фаз включают сопротивление 3ZN, положив при этом сопротивление в нейтральном проводе равным нулю.
д) удаляем из схемы все элементы, не относящиеся к фазе А.

Слайд 342003г.







ZH1
Zd2
UA0


Z0Г
3ZNГ
3ZND
IA0
Расчет трехфазной электрической цепи с динамической нагрузкой и различными видами несимметрии.
Рассмотрим

симметричную трехфазную цепь с динамической нагрузкой, содержащую 1 участок несимметрии. Обычно рассматривается два вида симметрии:
поперечную
продольную

Слайд 352003г.
Рассмотрим цепь с поперечным участком несимметрии

Слайд 362003г.
Анализ проводим при условии, что система фазных напряжений генератора есть симметричная

система прямой последовательности ( т.е. у генератора отсутствуют напряжения обратной и нулевой последовательности).

Этапы расчета.

1.На основе теоремы о компенсации заменим напряжения несимметричного участка ЭДС

Несимметричный участок

Слайд 372003г.
Несимметричную систему ЭДС несимметричного участка раскладываем на симметричные составляющие

1.
Уравнениям (2) соответствует

электрическая схема


Слайд 382003г.
Рассмотрим преобразованный участок. Верхняя тройка ЭДС образует систему прямой последовательности .
UA1

Слайд 392003г.
Анализ электрической цепи производится отдельно для каждой последовательности
1). Прямая последовательность. В

этом режиме на электрическую цепь воздействует система ЭДС прямой последовательности и верхняя тройка ЭДС несимметричного участка. Все остальные ЭДС равны нулю.

Схема замещения прямой последовательности

Свернем ветви генератора и двигателя в одну эквивалентную

Слайд 402003г.

H.O
1.

Слайд 412003г.
2). Проанализируем работу цепи под воздействием токов обратной последовательности (вторая тройка

векторов НУ).


IA2Г

Z2Э

UA2

Обратная последовательность напряжений генератора отсутствует (по условию). Заменим параллельные ветви генератора и двигатель эквивалентной.

2.

Слайд 422003г.
3). Нулевая последовательность. Цепь находится под воздействием нижней тройки ЭДС несимметричного

участка.

Ветви генератора и нагрузки свернем в эквивалентную

Слайд 432003г.


Z0Э
UA0
IA0
3.
Система уравнений для эквивалентных схем

1.

Слайд 442003г.
В системе (1)шесть неизвестных величин UA1,UA2,UA0,IA1,IA2,IA0. Недостающие 3 уравнения определяются для

конкретного вида несимметрии.

1 )Первый вид несимметрии: на несимметричном участке обрыв фазы А

Слайд 452003г.
Запишем систему уравнений для схемы Рис.2.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Запишем уравнения 4,5,6, через вращающий множитель

и фазу А


(2)

Слайд 462003г.
Совместное решение системы (3) позволяет получить неизвестные симметричные составляющие токов и

напряжений фаза А.

Слайд 472003г.

Итоговая система уравнений для определения токов генератора.

Слайд 482003г.
Некоторые виды продольной несимметрии
Система уравнений

Слайд 492003г.
Полная система уравнений

Слайд 502003г.



A
B
C



IA

A
C
B
IC
Z

IB


UB
UC

При отсутствии нулевого провода (т.е.отсутствии соединения несимметричного участка с землей) симметричные

составляющие токов нулевой последовательности равны нулю. Следовательно количество уравнений сокращается на два.

Слайд 512003г.
Полная система уравнений

(3)

Слайд 522003г.
Генератор симметричен и имеет только прямую последовательность. Симметричная динамическая нагрузка с

участком продольной несимметрии.
Заменим напряжения несимметричного участка на ЭДС.

Слайд 532003г.

UAГ
UBГ
UCГ
0
ZNГ
IAГ
IBГ
IСГ
Z1Г,Z2Г,Z0Г

UA
UB
UC



Разложим ЭДС несимметричного участка на симметричные составляющие и составим схемы замещения

для фазы А для каждой последовательности.

Слайд 542003г.
Z1Г
UA1
Уравнение по второму закону Кирхгофа для электрической цепи для прямой последовательности
1.
1.Прямая

последовательность

Слайд 552003г.
2.Обратная последовательность
Уравнение по второму закону Кирхгофа для полученного контура

Слайд 562003г.

3.Нулевая последовательность


Eг
Z0d
IA0

Z0Г
UA0


3ZNГ
3ZNd
Уравнение по второму закону Кирхгофа для нулевой последовательности

Слайд 572003г.
Система уравнений для трехфазной электрической цепи с продольной несимметрией

(1)
В системе (1)

шесть неизвестных. Для определения симметричных составляющих токов и напряжений фазы А необходимо иметь дополнительно три уравнения, исходя из конкретного вида несимметрии.

Слайд 582003г.
Виды продольной несимметрии.
1.
Дополнительные уравнения
UA

2.

Слайд 592003г.
В дополнительных уравнениях (2) токи и напряжения нужно выразить через их

симметричные составляющие и решать совместно с системой основных уравнений (1).

2.

UA

Дополнительные уравнения


3.

Слайд 602003г.
В дополнительных уравнениях (3) токи и напряжения нужно выразить через их

симметричные составляющие и решать совместно с системой основных уравнений (1).

3.

Дополнительные уравнения


(4)

Слайд 612003г.
В дополнительных уравнениях (4) токи и напряжения нужно выразить через их

симметричные составляющие и решать совместно с системой основных уравнений (1).

Пример.



Несимметричный участок

IA

IB

IС








UA

UB

UC






АД

Слайд 622003г.
Произошел обрыв фазы А линии, питающей трехфазный асинхронный двигатель. Симметричный генератор

имеет линейное напряжение Uл = 380 вольт, а двигатель сопротивления
И . Найти напряжение на несимметричном участке линии в фазе А и фазные напряжения двигателя.

Ответ:

Похожие презентации

Крепление скважин обсадными колоннами. Бурение нефтяных и газовых скважин 447
Проект структуры и содержания контрольных измерительных материалов ЕГЭ по физике в 2017 году 294
Ағындардың гидродинамикалық құрылымы. Химиялық аппараттарда ағын бөлшектерінің жылдамдығы мен болу уақыты 752
Великие физики 652
Методы и средства измерения частоты, временных интервалов и фазового сдвига 708
Применение энергии атома 415

Обратная связь

Если не удалось найти и скачать презентацию, Вы можете заказать его на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Что такое ThePresentation.ru?

Это сайт презентаций, докладов, проектов, шаблонов в формате PowerPoint. Мы помогаем школьникам, студентам, учителям, преподавателям хранить и обмениваться учебными материалами с другими пользователями.

Для правообладателей

Яндекс.Метрика