Измерение мощности в трехфазной цепи

Описание презентации по отдельным слайдам:

• 

  1 слайд

  29.12.2020
  1
  Измерение мощности в трехфазной цепи
  

• 

  2 слайд

  2
  29.12.2020
  

• 

  3 слайд

  3
  29.12.2020
  

• 

  4 слайд

  29.12.2020
  4
  Техника безопасности при эксплуатации трехфазных цепей
  

• 

  5 слайд

  5
  29.12.2020
  

• 

  6 слайд

  6
  29.12.2020
  

• 

  7 слайд

  7
  29.12.2020
  

• 

  8 слайд

  8
  29.12.2020
  

• 

  9 слайд

  9
  29.12.2020
  

• 

  10 слайд

  10
  29.12.2020
  Назначение и типы магнитных цепей
  

• 

  11 слайд

  11
  29.12.2020
  Магнитная цепь - это совокупность устройств, содержащих ферромагнитные тела, электромагнитные процессы в которых могут быть описаны с помощью понятий магнитодвижущей силы, магнитного потока и разности магнитных потенциалов.
  Различают:
  - магнитные цепи с постоянными магнитами;
  - магнитные цепи, в которых магнитный поток создается постоянным или переменным током, протекающим в одной или нескольких обмотках, размещённых на ферромагнитных сердечниках.
  

• 

  12 слайд

  12
  29.12.2020
  а) Пример магнитной цепи:
  1 – намагничивающая обмотка;
  2 – ферромагнитный материал;
  3 – воздушный (регулируемый) зазор.
  

• 

  13 слайд

  13
  29.12.2020
  Если вся магнитная цепь выполнена из одного ферромагнитного материала и имеет одинаковое сечение, то она называется однородной.
  Магнитная цепь, содержащая материалы с различными магнитными свойствами или имеющая воздушные зазоры, называется неоднородной.
  Магнитная цепь, во всех сечениях которой магнитный поток Ф одинаков, называется неразветвлённой.
  В разветвлённой магнитной цепи потоки на различных участках неодинаковы.
  

• 

  14 слайд

  14
  29.12.2020
  Закон полного тока
  Закон полного тока устанавливает связь между магнитодвижущей силой обмоток контура и напряженностью магнитного поля вдоль этого контура: линейный интеграл вектора напряжённости магнитного поля вдоль замкнутого контура равен полному току, заключенному в этом контуре:
  
  
  
  где - магнитодвижущая сила (МДС) в амперах [А]; - полный ток (алгебраическая сумма токов) в контуре (ток Ik берут со знаком "плюс", если его направление и направление обхода контура при интегрировании связаны правилом правоходового винта, и наоборот); w - число токов, пересекающих контур.
  
  

• 

  15 слайд

  15
  29.12.2020
  Первый закон Кирхгофа
  В разветвленных магнитных цепях имеется несколько замкнутых контуров и соответственно магнитных потоков. Для составления системы уравнений по законам Кирхгофа нужно знать направления токов в катушках, а также выбрать условные положительные направления магнитных потоков.
  Запишем первый закон Кирхгофа для условного узла 1 магнитной цепи
  
  т. е. алгебраическая сумма магнитных потоков в узле разветвления равна нулю.
  Под условным узлом разветвления магнитной цепи подразумевается точка, в которой сходятся три или большее число средних линий магнитного потока.
  

• 

  16 слайд

  16
  29.12.2020
  Второй закон Кирхгофа для неоднородной магнитной цепи
  Неоднородная магнитная цепь с несколькими обмотками и с участками с различными магнитными свойствами и площадями сечений магнитных потоков
  

• 

  17 слайд

  17
  29.12.2020
  Закон полного тока для представленной цепи имеет вид
  H1l1M + H2l2M + Hδδ = w1I1 - w2I2.
  После несложных преобразований получим уравнение, называемое вторым законом Кирхгофа для магнитной цепи:
  
  U1M + U2M + UδM = F1 - F2,
  
  где UkM - магнитные напряжения в амперах (А) на отдельных участках магнитной цепи; F1 и F2 - МДС обмоток.
  
  Сформулируем второй закон Кирхгофа: алгебраическая сумма МДС катушек в замкнутой магнитной цепи (контуре) равна алгебраической сумме магнитных напряжений вдоль этой цепи.
  

• 

  18 слайд

  18
  29.12.2020
  Закон Ома для однородной магнитной цепи
  Запишем закон полного тока для однородной магнитной цепи с параметрами: lM - средняя длина магнитной силовой линии (м. с. л.), м; S1 – площадь сечения ферромагнитного сердечника, м2; I - постоянный ток в катушке с числом витков w и найдем магнитный поток Ф в сердечнике (потоками рассеяния пренебрегаем):
  где Hср = Вср/μa и Вср = Ф/S1 - средние напряжённость и индукция магнитного поля в сердечнике.
  

• 

  19 слайд

  Произведем следующие преобразования. Подставим выражения для напряженности и индукции в Закон полного тока для однородной магнитной цепи и получим:
  
  
  
  
  
  
  названное законом Ома для однородной магнитной цепи,
  где F = wI [А] - МДС катушки;
  
  - магнитное сопротивление цепи, 1/Гн.
  
  Ф = F/RM,
  

• 

  20 слайд

  20
  29.12.2020
  Закон Ома для неоднородной магнитной цепи
  Поделив левую и правую части уравнения второго закона Кирхгофа на магнитный поток Ф, получим закон Ома для неоднородной магнитной цепи:
       
  
  
  
  Ф = F/RМЭ,
  
  где RМЭ = R1M + R2M + RδM - эквивалентное магнитное сопротивление цепи.
  

• 

  21 слайд

  Сравнительная таблица
  21
  29.12.2020
  

• 

  22 слайд

  22
  29.12.2020
  Допущения, принимаемые при приближенном расчете магнитных цепей
  1. В практических расчётах неразветвлённой магнитной цепи часто пренебрегают магнитными потоками рассеяния и учитывают только магнитный поток вдоль основной магнитной цепи, принимая его неизменным во всех её сечениях.
  2. Всю МДС вдоль замкнутой магнитной цепи представляют в виде алгебраической суммы МДС на отдельных разнородных участках магнитной цепи.
  3. В силу малости воздушных промежутков в простых магнитных цепях часто пренебрегают «выпучиванием» в них магнитного поля, считая поперечное сечение магнитного потока в зазоре таким же, как в магнитопроводе.
  В сложных магнитных цепях нельзя пренебрегать потоками рассеяния и магнитным состоянием ферромагнетиков при неоднородном намагничивании: магнитную цепь приходится рассматривать как цепь с распределёнными параметрами, используя методы расчёта электромагнитных полей, в т. ч. метод последовательных приближений, метод конечных элементов и др.
  

• 

  23 слайд

  23
  29.12.2020
  Расчет неразветвленной магнитной цепи
  При расчёте неразветвлённой магнитной цепи различают:
  
  - прямую задачу (задачу синтеза);
  
  - обратную задачу (задачу анализа магнитной цепи).
  

• 

  24 слайд

  24
  29.12.2020
  Прямая задача
  Задано:
  геометрические размеры магнитной цепи (lM, δ, S1);
  магнитные свойства отдельных её участков - кривые намагничивания В(Н) (например, все они изготовлены из электротехнической стали 1411).
  Определить:
  магнитодвижущую силу (МДС) F обмотки, необходимую для создания магнитного потока Ф в зазоре.
  

• 

  25 слайд

  25
  29.12.2020
  1. Примем S1  Sδ и определим магнитную индукцию на участках цепи:
  B1 = Ф / S1; Bδ = Ф / Sd; B1 = Bδ.
  2. Напряжённость магнитного поля на участке lM найдем по кривой намагничивания:
  например, для стали 1411 при B1 = 1,4 Тл, H1  1200 А/м (см. рис.);
  для воздушного зазора напряжённость Hδ = Bδ/μ0  8*105*Bδ.
  3. Согласно закону полного тока МДС обмотки с числом витков w:
  F = H1lM + Hδδ = wI.
  4. Выбрав значение тока I, определяют число витков w катушки, или, наоборот, выбрав число витков w катушки, находят значение тока I.
  
  Для приближенных расчётов принимают
  магнитную индукцию B » 1,2…1,3 Тл
  диаметр стержня d » 0,05 м, где S - мощность устройства в кВ*А.
  

• 

  26 слайд

• 

  27 слайд

  МАГНИТНЫЕ ЦЕПИ С ПЕРЕМЕННЫМИ МАГНИТНЫМИ ПОТОКАМИ
  

• 

  28 слайд

  28
  29.12.2020
  Общие сведения
  Особенность цепей переменного тока с ферромагнитными элементами заключается в том, что переменные токи в обмотках и магнитные потоки в сердечниках взаимосвязаны.
  С одной стороны, магнитные потоки зависят от токов в обмотках, и при анализе цепей приходится в значительной мере пользоваться методами, разработанными для магнитных цепей с постоянными магнитными потоками.
  С другой стороны, токи в обмотках зависят от характера изменения магнитных потоков, и это весьма усложняет исследования.
  

• 

  29 слайд

  29
  29.12.2020
  Общие сведения
  В основе индукционного действия магнитного поля лежит закон Фарадея-Максвелла (закон электромагнитной индукции).
  В контуре, движущемся в неизменном поле так, что его стороны пересекают магнитные линии, или в контуре, помещенном в изменяющееся во времени магнитное поле, индуктируется ЭДС, численно равная скорости изменения во времени магнитного потока, пронизывающего этот контур:
  
  

• 

  30 слайд

  Когда контур состоит из W витков, пронизывающих одним и тем же потоком, индуктированная в нем ЭДС равна:
  
  
  
  Часто различные группы витков одной и той же катушки пронизываются различными потоками Ф1, Ф2, …; в этом случае полная ЭДС катушки равна сумме ЭДС отдельных групп витков.
  Сумму магнитных потоков, сцепленных с каждым из витков, называют магнитным потокосцеплением Ψ. Произведения W*Ф являются потокосцеплениями соответствующих групп витков.
  30
  29.12.2020
  Общие сведения
  

• 

  31 слайд

  31
  29.12.2020
  Катушка с ферромагнитным сердечником в цепи переменного тока
  Рассмотрим цепь переменного тока, состоящую из катушки с ферромагнитным сердечником, к зажимам которой приложено синусоидальное напряжение.
  На схеме: Ф – основной магнитный поток, замыкающийся по сердечнику, Фs – магнитный поток рассеяния, замыкающийся через воздух (поток рассеяния может быть сцеплен лишь с частью витков обмотки).
  

• 

  32 слайд

  32
  29.12.2020
  

• 

  33 слайд

  33
  29.12.2020
  

• 

  34 слайд

  34
  29.12.2020
  

• 

  35 слайд

  35
  29.12.2020
  

• 

  36 слайд

  36
  29.12.2020
  

• 

  37 слайд

  37
  29.12.2020
  Схема замещения и векторная диаграмма
  катушки с сердечником