Трехфазная цепь является частным случаем электрических систем переменного тока. представляющих собой совокупность электрических цепей, в которых действуют ЭДС одинаковой частоты и амплитуды, сдвинутые по фазе относительно друг друга на треть периода. Обычно эти ЭДС, в первую очередь в силовой энергетике, синусоидальны.
В современных электромеханических системах, где для управления исполнительными двигателями используются преобразователи частоты, система напряжений часто несинусоидальна. Расчет таких цепей рассмотрен в следующем разделе "Несинусоидальные токи".
Каждую из частей трехфазной системы, характеризующуюся одинаковым током, называют фазой. Фаза – это участок цепи, относящийся и к соответствующей обмотке генератора или трансформатора, и к линии и к нагрузке.
Фазы трехфазной нагрузки могут соединяться как звездой, так и треугольником. Нагрузка называется симметричной, если комплексные фазные сопротивления одинаковы.
Симметричный режим (симметричный источник и симметричная нагрузка) является наиболее технически и экономически выгодным режимом трехфазной цепи. Тем не менее необходимо уметь рассчитывать цепи при несимметричной нагрузке и аврийные режимы - короткие замыкания, обрывы фаз и т.д.
В разделах темы "Трехфазные цепи рассмотрены расчеты симметричных и несимметричных режимов трехфазных цепей при соединении звездой, треугольником и при смешанной нагрузке.
Расчет симметричных трехфазных цепей обычно производится для каждой фазы отдельно. Такой расчет сводится к расчету смешанного соединения и до настоящего времени выполнялся методами эквивалентных преобразований.
Для относительно сложных симметричных цепей и несимметричных цепей рекомендуется применение прямых методов расчета (в частности, метода узловых потенциалов). Приводится методика расчета несимметричных схем в координатной и в матричной форме записи решения.
В заключительных разделах рассмотрены методы исследования трехфазных цепей и основы метода симметричных составляющих (МСС).
Приведены задачи, в которых исследованы варианты соединения звездой при изменении сопротивления одной из фаз нагрузки и при изменении сопротивления нулевого провода. Построены круговые диаграммы токов и напряжений и графики действующих значений токов, напряжений и мощностей в логарифмическом масштабе изменения переменного сопротивления.
МСС необходим для расчета несимметричных режимов схем, включающих вращающиеся электрические машины и применяется при расчете аврийных режимов разветвленных электрических сетей.
В силу особенностей организации трехфазных цепей их расчеты имеют определенную специфику, которую следует учитывать. Так, принято токи в линейных проводах направлять всегда от генератора к нагрузке, а ток в нулевом проводе - в обратную сторону. Токи в фазах треугольника направляют в направлении от узловой точки фазы а к b, c и снова к а и др. При таком выборе метода расчета
Компьютерные расчеты симметричных и несимметричных трехфазных цепей можно существенно рационализовать, если ввести в рассмотрение ряд стандартных операторов, применяя их в конкретной расчетной ситуации. Некоторые из таких операторов приводятся в файле 3.0.1. При необходимости они могут перенесены в любой расчетный файл и там использованы при минимальной адаптации, которая может быть связана с обозначениями или другими деталями расчета.
Приводятся также примеры применения стандартных операторов при расчете симметричных и несимметричных цепей.
Задача 3.0.1. Операторы симметричных трехфазных систем. Скачать
Задача 3.0.1a. Операторы симметричных трехфазных систем. Примеры. Скачать
Задача 3.0.1b. Операторы несимметричных трехфазных систем. Примеры. Скачать
Задача 3.0.2. Пример расчета соединения звезда - треугольник. Скачать
Задача 3.0.3. Соединение звезда - (звезда, треугольник). К cимметричному трехфазному генератору, соединенному звездой подключены два симметричных потребителя, соединенные звездой и треугольником. Фазное напряжение генератора Uf, фазные сопротивления потребителей ZY и ZT. Скачать
