Třífázový střídavý proud. Získání třífázového proudu – CyberPedia
Stator Jsou sestaveny ze samostatných prstencových plechů z elektrooceli o tloušťce 0,3, vzájemně izolovaných speciálním lakem. 0,5 mm pro snížení ztrát vířivými proudy. Tři vinutí (fáze generátoru) AH, BY a CZ jsou umístěny v drážkách speciálně vyražených na vnitřním povrchu statoru. Osy vinutí jsou vůči sobě posunuty o úhel 120°.
Rotor třífázového generátoru — je dvou- nebo vícepólový permanentní magnet (nebo elektromagnet) umístěný na hřídeli. U výkonných generátorů je rotor vyroben ze stejného materiálu jako stator.
Rýže. 1.9. Třífázové generátorové zařízení: а — schematické znázornění; 6 – EMF grafy
jednotlivé izolované ocelové plechy a má budicí vinutí, které je napájeno stejnosměrným proudem.
Rotor generátoru je poháněn hlavním motorem – vodní parní nebo plynovou turbínou, spalovacím motorem atd. Vzhledem k tomu, že magnetické siločáry rotujícího rotoru neprotínají závity fázových vinutí generátoru současně, EMF vinutí jsou vůči sobě posunuty o 1/3 periody, jak je znázorněno na obrázku 1.9. V každém okamžiku je součet okamžitých hodnot EMF ve vinutích třífázového generátoru roven nule.
Každé z fázových vinutí třífázového generátoru může sloužit jako nezávislý zdroj energie a dodávat energii do samostatného elektrického přijímače. V tomto případě získáme tzv oddělený třífázový systém.
Každá fáze generátoru má odlišný start (A, B, C) a konec (*, U, Z).
Když jsou všechny tři konce nebo tři fáze generátoru připojeny k jednomu bodu, jak je znázorněno na obrázku 1.10, vznikne spojení zvané hvězda (symbol U). Spojením konce první fáze se začátkem druhé, konce druhé se začátkem třetí a konce třetí se začátkem první fáze (obr. 1.11) vznikne spojení zvané trojúhelník (symbol D).
Obr. 1.11. Zapojení fáze generátoru a spotřebiče do trojúhelníku
Obr. 1.10. Zapojení fáze generátoru a spotřebiče do hvězdy
Tvoří se třífázové generátory, transformátory, elektrické přijímače jimi napájené a vodiče, které je spojují třífázový systém.
Při připojení fází generátoru (transformátoru) do hvězdy je bod, ve kterém jsou všechny fáze spojeny (bod N), volal null, a drát nn, od ní k přijímačům elektrické energie, – neutrální vodič, nebo nula. V některých případech je nulový bod generátoru (transformátoru) uzemněn.
Obr. 1.12. Vektorový diagram napětí a proudů třífázového čtyřvodičového napájecího systému
Dráty Aa, Vv и ss, spojující fáze generátoru a fáze elektrického přijímače se nazývají lineární. Mezi lineárními dráty působí síťové napětí UAg, Uao U.vo a mezi nulovým vodičem a každým z lineárních vodičů je fázové napětí UA, Ug a s?
Vztah mezi síťovým a fázovým napětím v třífázové soustavě s hvězdicovým zapojením fází generátoru lze snadno stanovit pomocí vektorového diagramu (obr. 1.12).
napětí je V3krát větší než fázové napětí
V tomto případě lineární jokh rovná fázi (/л =/ф) a lineární
Lineární proudy:
kde Ua, UB, NEBOc — fázová napětí; ZA, ZB, sc — fázový odpor přijímače.
Proud v nulovém vodiči IN rovna geometrickému (vektorovému) součtu lineárních proudů
Při propojení fází generátoru a elektrického přijímače do trojúhelníku (obr. 1.13) se napětí v síti UAg, Ubo Uca jsou také fázovány ve stejnou dobu. Fázové proudy elektrického přijímače
kde ZAB, ZBC, Zqa — fázový odpor elektrického přijímače.
V tomto případě se proudy vedení rovnají geometrickému (vektorovému) rozdílu fázových proudů:
Proudy ve vedení jsou V3krát větší než fázové proudy
Činný výkon třífázové soustavy při zapojení fází elektrického přijímače do hvězdy a trojúhelníku je roven součtu výkonů jednotlivých fází.
S rovnoměrným fázovým zatížením
Energie spotřebovaná třífázovými elektrickými spotřebiči,
V zemědělské výrobě se rozšířil třífázový čtyřvodičový systém 380/220 V (hvězda s nulovým vodičem), který umožňuje dvě hodnoty napětí, které se liší v TrAza. V praxi se používá i třífázový systém s napětím 660/380 V.
Elektrické přijímače připojené k třífázové síti mohou být buď jednofázové, nebo třífázové. Třífázový systém může mít symetrické nebo nesymetrické zatížení. Symetrické zatížení – Jedná se o zátěž, ve které mají všechny tři fáze stejnou aktivní a reaktivní odporovou složku. Není-li tento požadavek splněn, je volána zátěž asymetrické. Vzorce (1.31) a (1-32) platí pro symetrická zatížení.
Fáze třífázových elektrických přijímačů jsou zapojeny do hvězdy nebo trojúhelníku v závislosti na jmenovitém napětí, pro které je elektrický přijímač navržen. Obrázek 1.13 ukazuje schéma zapojení jednofázových a třífázových elektrických přijímačů v
Rýže. 1.13. Schéma zapojení jednofázových a třífázových elektrických přijímačů v třífázové síti, třífázový čtyřvodičový systém s napětím 380/220 V. Skupina žárovek EL jednofázový elektromotor zapojený do hvězdy Ml součástí síťového napětí U„ = 380 V, topné těleso ECtaké součástí síťového napětí UAC, třífázový elektromotor M2 hvězda zapojena, kondenzátorová banka NE – trojúhelník.
V současnosti provozované elektrárny vyrábějí třífázový proud. Jeho hlavní výhodou je snadné získání rotujícího magnetického pole. Točivé pole se používá v nejjednodušším a nejspolehlivějším motoru na světě – asynchronním motoru. Třífázový proud je snadno generovatelný a ekonomický přenos.
Třífázový střídavý proudový systém je soubor tří jednofázových proudů stejné frekvence a amplitudy, posunutých vůči sobě navzájem ve fázi o 1/3 periody (neboli 120 stupňů).
Chcete-li získat třífázový systém, musíte vzít tři stejné jednofázové generátory střídavého proudu a spojit jejich rotory dohromady tak, aby během otáčení neměnily svou polohu. Statorová vinutí těchto generátorů musí být vůči sobě pootočena o 120° ve směru otáčení rotoru.
23. A) Hvězda. B) Trojúhelník
24. Elektrické měřicí přístroje se liší v následujících vlastnostech:
Podle typu měřené veličiny; podle typu proudu; podle stupně přesnosti; podle provozního principu; způsobem získání čtení; podle povahy aplikace.
Kromě těchto vlastností lze elektrické měřicí přístroje rozlišovat také podle: způsobu instalace; způsobem ochrany před vnějšími magnetickými nebo elektrickými poli; z hlediska odolnosti ve vztahu k přetížení; podle vhodnosti pro použití při různých teplotách; podle celkových rozměrů a dalších vlastností.
K měření elektrických veličin se používají různé elektrické měřicí přístroje, a to: proud – ampérmetr; napětí – voltmetr;
elektrický odpor – ohmmetr, odporové můstky; výkon – wattmetr; elektroměr – elektroměr; frekvence střídavého proudu – frekvenční měřič; účiník – fázový měřič.
Podle druhu proudu se přístroje dělí na přístroje stejnosměrné, přístroje na střídavý proud a přístroje na stejnosměrný a střídavý proud.
Podle stupně přesnosti jsou přístroje rozděleny do osmi tříd: 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1; 1,5; 2,5 a 4. Čísla udávají hodnotu dovolené redukované chyby v procentech.
Podle principu činnosti se zařízení dělí na: magnetoelektrická; elektromagnetické; elektrodynamické (feromagnetické); indukce;
a další. Podle způsobu získávání odečtů mohou být zařízení s přímými odečty a vlastním záznamem. Podle charakteru použití se zařízení dělí na stacionární, přenosná a pro mobilní instalace.
25. Měření proudu. Pro měření proudu v obvodu je k elektrickému obvodu zapojen ampérmetr nebo miliampérmetr v sérii s přijímačem elektrické energie 3.
Aby bylo zajištěno, že zapnutí ampérmetru neovlivní provoz elektrických instalací a nevytváří velké energetické ztráty, vyrábí se ampérmetry s nízkým vnitřním odporem. Proto lze jeho odpor prakticky považovat za rovný nule a úbytek napětí, který způsobuje, lze zanedbat. Ampérmetr lze zapojit pouze do série se zátěží. Pokud je ampérmetr připojen přímo ke zdroji 1, pak cívkou zařízení proteče velmi velký proud (odpor ampérmetru je malý) a dojde k jeho spálení.
Spouštění asynchronních motorů
Při spouštění motoru musí být pokud možno splněny tyto základní požadavky: spouštěcí proces musí být jednoduchý a prováděný bez složitých spouštěcích zařízení, rozběhový moment musí být dostatečně velký a rozběhové proudy co nejmenší. Někdy jsou tyto požadavky doplněny o další požadavky, a to z důvodu specifických vlastností konkrétních pohonů, ve kterých jsou motory použity: nutnost plynulého rozběhu, nejvyššího rozběhového momentu apod. V praxi se používají následující způsoby rozběhu: přímé připojení vinutí statoru do sítě (přímý rozběh); snížení napětí přiváděného do vinutí statoru během spouštění; připojení k vinutí rotoru startovacího reostatu.
Přímé spouštění se používá pro spouštění asynchronních motorů s rotorem nakrátko.
Jmenování
Rozvodna se stupňovitými transformátory zvyšuje elektrické napětí s odpovídajícím poklesem intenzity proudu, zatímco snižovací rozvodna snižuje výstupní napětí s úměrným nárůstem intenzity proudu.
Potřeba zvýšit přenášené napětí vzniká proto, aby se ušetřilo velké množství kovu používaného v drátech vedení pro přenos energie a aby se snížily ztráty v důsledku aktivního odporu. Požadovaná plocha průřezu vodičů je skutečně určena pouze silou procházejícího proudu a nepřítomností koronového výboje. Snížení síly procházejícího proudu má také za následek snížení energetické ztráty, která je v přímé kvadratické závislosti na hodnotě intenzity proudu. Na druhou stranu, aby se předešlo vysokonapěťovému elektrickému průrazu, jsou přijímána speciální opatření: používají se speciální izolátory, dráty jsou rozmístěny v dostatečné vzdálenosti atd. Hlavním důvodem zvýšení napětí je, že čím vyšší je napětí, tím větší výkon a na větší vzdálenost lze přenášet po elektrickém vedení.
42.Elektrická síť — soubor elektrických instalací určených pro přenos a rozvod elektrické energie z elektrárny ke spotřebiteli.
Elektrická síť je soubor rozvoden, rozvodných zařízení a spojovacích silových vedení, určených pro přenos a rozvod elektrické energie.
43. Elektronka, rádiová trubice, je elektrovakuové zařízení (přesněji vakuové elektronické zařízení), které funguje tak, že řídí intenzitu toku elektronů pohybujících se ve vakuu nebo zředěném plynu mezi elektrodami.
Rádiové elektronky byly ve 20. století široce používány jako aktivní prvky elektronických zařízení (zesilovače, generátory, detektory, spínače atd.). V současné době jsou téměř zcela nahrazeny polovodičovými součástkami. Někdy se používají také ve výkonných vysokofrekvenčních vysílačích a audio zařízeních.
44. Plynová výbojka je světelný zdroj, který vyzařuje energii ve viditelné oblasti. Fyzikálním základem je elektrický výboj v plynech. V poslední době je běžné nazývat výbojky výbojkami výbojkami.
Výbojky jsou vysoce účinné při přeměně elektrické energie na světlo. Účinnost se měří poměrem lumen/watt.
45.Tranzistor Polovodičová trioda je radioelektronická součástka vyrobená z polovodičového materiálu, obvykle se třemi vývody, která umožňuje vstupnímu signálu řídit proud v elektrickém obvodu.
Tyristor je polovodičová součástka vyrobená na bázi monokrystalu polovodiče se třemi nebo více pn přechody a mající dva stabilní stavy: uzavřený stav, to znamená stav nízké vodivosti, a otevřený stav, to znamená stav vysoké vodivosti.
46. Polovodičové materiály — látky s jasně definovanými polovodičovými vlastnostmi v širokém teplotním rozsahu, včetně pokojové teploty (~300 K), které jsou základem pro vytváření polovodičových součástek. Specifická elektrická vodivost při 300 K je 10-4-10~10 Ohm-1 cm-1 a roste s rostoucí teplotou. Polovodičové materiály se vyznačují vysokou citlivostí svých elektrických vlastností na vnější vlivy (zahřívání, záření, deformace atd.), jakož i na obsah konstrukčních vad a nečistot.
47. Elektronické usměrňovače – el. zařízení sloužící k přeměně energie střídavého proudu na energii stejnosměrného proudu.
Třífázový střídavý proud. Získání třífázového proudu
V současnosti provozované elektrárny vyrábějí třífázový proud. Jeho hlavní výhodou je snadné získání rotujícího magnetického pole. Točivé pole se používá v nejjednodušším a nejspolehlivějším motoru na světě – asynchronním motoru. Třífázový proud je snadno generovatelný a ekonomický přenos.
Třífázový střídavý proudový systém je soubor tří jednofázových proudů stejné frekvence a amplitudy, posunutých vůči sobě navzájem ve fázi o 1/3 periody (neboli 120 stupňů).
Chcete-li získat třífázový systém, musíte vzít tři stejné jednofázové generátory střídavého proudu a spojit jejich rotory dohromady tak, aby během otáčení neměnily svou polohu. Statorová vinutí těchto generátorů musí být vůči sobě pootočena o 120° ve směru otáčení rotoru.
23. A) Hvězda. B) Trojúhelník
24. Elektrické měřicí přístroje se liší v následujících vlastnostech:
Podle typu měřené veličiny; podle typu proudu; podle stupně přesnosti; podle provozního principu; způsobem získání čtení; podle povahy aplikace.
Kromě těchto vlastností lze elektrické měřicí přístroje rozlišovat také podle: způsobu instalace; způsobem ochrany před vnějšími magnetickými nebo elektrickými poli; z hlediska odolnosti ve vztahu k přetížení; podle vhodnosti pro použití při různých teplotách; podle celkových rozměrů a dalších vlastností.
K měření elektrických veličin se používají různé elektrické měřicí přístroje, a to: proud – ampérmetr; napětí – voltmetr;
elektrický odpor – ohmmetr, odporové můstky; výkon – wattmetr; elektroměr – elektroměr; frekvence střídavého proudu – frekvenční měřič; účiník – fázový měřič.
Podle druhu proudu se přístroje dělí na přístroje stejnosměrné, přístroje na střídavý proud a přístroje na stejnosměrný a střídavý proud.
Podle stupně přesnosti jsou přístroje rozděleny do osmi tříd: 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1; 1,5; 2,5 a 4. Čísla udávají hodnotu dovolené redukované chyby v procentech.
Podle principu činnosti se zařízení dělí na: magnetoelektrická; elektromagnetické; elektrodynamické (feromagnetické); indukce;
a další. Podle způsobu získávání odečtů mohou být zařízení s přímými odečty a vlastním záznamem. Podle charakteru použití se zařízení dělí na stacionární, přenosná a pro mobilní instalace.
25. Měření proudu. Pro měření proudu v obvodu je k elektrickému obvodu zapojen ampérmetr nebo miliampérmetr v sérii s přijímačem elektrické energie 3.
Aby bylo zajištěno, že zapnutí ampérmetru neovlivní provoz elektrických instalací a nevytváří velké energetické ztráty, vyrábí se ampérmetry s nízkým vnitřním odporem. Proto lze jeho odpor prakticky považovat za rovný nule a úbytek napětí, který způsobuje, lze zanedbat. Ampérmetr lze zapojit pouze do série se zátěží. Pokud je ampérmetr připojen přímo ke zdroji 1, pak cívkou zařízení proteče velmi velký proud (odpor ampérmetru je malý) a dojde k jeho spálení.