Главная страница Случайная страница КАТЕГОРИИ: АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника |
Краткая теория. При параллельном соединении приёмников ток в каждом приёмнике зависит от величины сопротивления, а угол сдвига фаз - от характера нагрузки.
При параллельном соединении приёмников ток в каждом приёмнике зависит от величины сопротивления, а угол сдвига фаз - от характера нагрузки. Рассмотрим параллельную электрическую цепь, рисунок 4.1: Расчёт цепей параллельного соединения можно производить двумя методами: · Методом разложений токов на активные и реактивные составляющие; · Методом проводимостей. 1. Рассмотрим первый метод. Каждая ветвь в отдельности рассматривается как цепь последовательного соединения сопротивлений: I1 = = ; сos φ 1 = ; I2 = = ; с os φ 2 = . (4.1) Для нахождения активных составляющих токов ветвей используем формулы: IR1=I1 сos φ 1; IR2=I2 сos φ 2. (4.2)
Реактивные составляющие токов ветвей определяются с учётом характера нагрузки: IL=I1 sin φ 1; IC=I2 sin φ 2. (4.3) Ток в неразветвлённой части цепи определяется по формуле: I = . (4.4) В зависимости от того, какой реактивный ток больше IL или IC, общий ток будет опережать по фазе напряжение или отставать. Векторная диаграмма с преобладанием индуктивного характера имеет вид (рис. 4.2). Общий сдвиг фаз tg φ = . 2. Для расчёта параллельной цепи методом проводимостей рассмотрим формулы, с помощью которых вычисляются проводимости. Для цепи (рис. 4.1) имеем: q1 = ; q2 = ; или q1 = ; q2 = , где q1 и q2 -активные проводимости первой и второй ветвей. Аналогично для реактивных проводимостей цепи (рис. 4.1) имеем: bL= ; bC = ; или bL = ; bC = . (4.5) Полную проводимость отдельных ветвей можно найти из треугольника проводимостей: y1= , y2= . Полная проводимость для не разветвлённой цепи y = . Ток не разветвлённой части цепи I=U× y=U , сдвиг фаз: соs φ = , sin φ = , tg φ = . Рассмотрим некоторые частные случаи цепи параллельного соединения приёмников электрической энергии. 3. Параллельное соединение активного сопротивления R2 и катушки индуктивности, обладающей активным сопротивлением, ZK= . В схеме рис. 4.1 предполагают, что XC=0; R1=RK. Проводимость первой ветви yK= , где q1= , bL= . Проводимость второй ветви y2=q2, т. к. q2= , bC=0. Проводимость всей цепи y = . Ток в ветвях I1=U yK=IK, IR1=U q1=IR K, IL=U bL, I2=Uq2, IR2=I2. Общий ток в цепи I=U y= . Зная величины токов, можно построить векторную диаграмму, рис. 4.3. Из векторной диаграммы можно определить: cos φ = = ; sin φ = = ; cos φ K= = ; sin φ K= = . Рис. 4.3 4. Параллельное соединение активного сопротивления R1 и конденсатора, обладающего сопротивлением ХС. (В схеме рис. 4.1 предполагают, что ХL = 0 и R2 = 0). Значения проводимостей: q1= = ; b1=0; y1=q1; q2=0; bC= = ; y2=bC; y= . Значения токов: I1= =U q1=IR1; I2= =U bC=IC, I=U y= . Векторная диаграмма для данного случая представлена на рис. 4.4. Вектор общего тока опережает по фазе вектор напряжения на угол φ, причём; cos φ = = , sin φ = = . Рис. 4.4 5. Параллельное соединение катушки и конденсатора. (В схеме рис. 4.1 предполагают, что R2=0) - режим резонанса токов. Режим резонанса токов возникает при условии равенства индуктивной и ёмкостной проводимостей (bL=bC). При этом реактивная проводимость всей цепи равна нулю (b=bL-bC=0), полная проводимость всей цепи равна только активной проводимости. Индуктивная составляющая тока ветви и ёмкостная составляющая тока ветви равны по величине и противоположны по фазе, поэтому они компенсируют друг друга, и в общей цепи реактивный ток отсутствует (IL-IC=0), но остаётся активным (φ =0, cos φ =1), и величина его определяется активной проводимостью цепи. При резонансе общий ток будет иметь минимальное значение I=U y=U =UqK=IR. Векторная диаграмма в случае резонанса токов имеет вид (рис. 4.5). Режим резонанса токов используется для повышения cos φ электроустановок. С этой целью уменьшают ток в питающих сетях, подсоединяя параллельно к индуктивным приёмникам энергии (двигатели, трансформаторы) конденсаторы. Рис. 4.5 Разгрузка сети и источников энергии от реактивных токов позволяет присоединить к ним новые приёмники энергии. Повышение cos φ хотя бы на 0.1 у всех приёмников даёт народному хозяйству десятки миллионов рублей экономии. Поэтому необходимо уметь измерить cos φ данной установки и по возможности улучшить его. Самый простой способ определения cos φ приёмника, имеющего индуктивную нагрузку, заключается в измерении токов, протекающих в ветвях схемы (см. рис. 4.9С, порядок выполнения работы) и построении векторной диаграммы по результатам измерений.
|