Главная  Электрическая энергия в отраслях промышленности 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 [ 33 ] 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248

Постоянный ток можно рассматривать как частный случай периодического тока, период изменения которого бесконечно велик, т. е. частота равна нулю.

Термин переменный ток часто употребляют в узком смысле, применяя его для такого периодического тока, у которого постоянная составляющая равна нулю, т. е.


Диапазон частот переменных токов, применяемых в электротехнике, весьма щирок - от десятков до миллиардов герц.В электроэнергетике в СССР и в Европе принята стандартная частота 50 Гц, в США 60 Гц. В различных областях промышленного применения переменных токов встречаются частоты от 10 до 2,5-10 Гц. В радиотехнике и электронике применяются частоты до 3-10 Гц.

Все определения, введенные выше для токов, и те новые определения, которые будут введены в дальнейшем, применимы и для напряжений и, э. д. с. е магнитных потоков, а также любых других электрических и магиигных величин, изменяющихся во времени. Некоторые пояснения требуются лишь в напряжений и э. д. с.

У переменного напряжения и между двумя точками А и В, определяемого по заданному пути /, знак периодически изменяется. При этом, если в данный момент времени напряжение между А и В, определяемое в направлении от Л к В, т. е. Ндв, положительно, то в тот же момент времени напряжение Нва. определяемое в обратном направлении от В к Л, - отрицательно. Поэтому для однозначного суждения о напряжении необходимо указать направление пути, которое принято для его определения. Это направление назовем Положительным направлением напряжения и будем отмечать либо стрелкой на схеме, либо порядком индексов у буквы и.

Аналогично вводится понятие о положительном направлении для э. д. с.

В электроэнергетике применяются простые гармонические или синусоидальные токи, т. е. токи, являющиеся синусоидальными функциями времени. Объясняется это тем, что При несинусоидальных токах могут возникнуть нежелательные Мления, как-то: увеличение потерь энерггйи, появление на отдельных

Рис. 3-1.

отношении знака переменных



участках цепи значительных напряжений и возникновение мешающих влияний на работу электросвязи.

Для передачи информации (связь, радиовещание, телемеханика) также широко применяются синусоидальные токи. Передаваемая информация (сигнал) изменяет амплитуду, частоту или фазу тока.

Периодические несинусоидальные токи могут рассматриваться как совокупность синусоидальных токов различных частот.

Все это обусловливает первоочередную необходимость основательного изучения цепей синусоидального тока.


3-2. Понятие о генераторах переменного тока

Познако.мимся с устройством генераторов переменного тока, применяемых в электроэнергетике. Генератор состоит из неподвижной части - статора и подвижной части - ротора. Обычно на роторе располагаются электромагниты (рис. 3-2). Их обмотка, называемая

обмоткой возбуждения, питается через кольца и щетки от источника постоянного тока. В пазах статора, собранного из стальных листов, находятся проводники обмотки статора. Они соединены друг с другом последовательно поочередно с передней и с задней сторон статора (эти соединения показаны на рис. 3-2 соответственно сплошными и пунктирными линиями).

Рисунок 3-2 дает лишь схематическое представление об устройстве генератора. В действительности на статоре имеются еще две аналогичные обмотки (см. § 10-1) и каждая из трех обмоток располагается в большем числе пазов, чем это показано на рисунке.

При вращении ротора изменяется магнитный поток, сцепленный с обмоткой статора, и в ней наводится э. д. с. Генераторы конструируют таким образом, чтобы э. д. с. была близка к синусоидальной.

За один оборот ротора происходит р полных циклов изменения э. д. с, где р - число пар полюсов. Если частота вращения ротора равна п оборотов в минуту, то получается рп периодов в минуту, следовательно, частота э. д. с.

fpnim.

При частоте / = 50 Гц ротор генератора с одной парой полюсов должен вращаться с частотой 3000 об/мин, а с двумя парами полюсов 1500 об/мин. Для обеспечения механической прочности ротора при таких больших частотах вращения его выполняют без выступа--данщх-тюлюсоа.-Ещехущшжш1е£отлшшотс кочастотные машинные генераторы. Они изготовляются для частот

Рис. 3-2.



от 800 до 8000 Гц и применяются наряду с Ламповыми Генераторами в электротермических установках. Переменные токи еще более высоких частот получают исключительно от электронных генераторов (генераторов с электронными лампами, полупроводниковыми приборами и др.).

3-3. Синусоидальный ток

Мгновенное значение синусоидального тока определяется выражением

t = / sin( + i,), (3-1)

где 1т - максимальное значение или амплитуда тока. Аргу-

ij; называется фазой. Угол ijj равен фазе

(/ = 0) и поэтому называется с течением времени непрерывно

мент синуса

2п

в начальный момент времени начальной фазой. Фаза растет. После ее увеличения на 2я весь цикл изменения тока повторяется. Поэтому, когда говорят о фазе для какого-либо момента времени, обычно отбрасывают целое число 2я так, чтобы значение фазы находилось в пределах ±п или в пределах от О до 2я. В течение периода Т фаза увеличивается на 2я. Величина 2п1Т измеряет скорость изменения фазы и обозначается буквой со. Принимая во внимание, что / = \1Т, можно написать:

со = 2я/Г=2я/. (3-2)


Рис. 3-3.

Это выражение, связывающее со и /, послужило основанием называть со угловой частотой. Измеряется со числом радианов, на которое увеличивается фаза в секунду. Так, например, при / = 50 Гц имеем со = 314 рад/с. Вводя в (3-1) обозначение со а,ля угловой частоты, получаем:

t = / ,sin (co-f г1з).

На рис. 3-3 дан график синусоидальных токов одинаковой час-, готы, но с различными амплитудами и начальными фазами:

ii = /misin (co + \}3i); t2=/ 2sin(coi-f г}?).

I По оси абсцисс отложены время t и пропорциональная времени величина Ш. -



1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 [ 33 ] 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248

© ООО "Карат-Авто", 2001 – 2018
Разработчик – Евгений Андрианов