Двухфазная электрическая сеть. Двухфазное напряжение

Двухфазная электрическая сеть - это... Что такое Двухфазная электрическая сеть?

Двухфазные электрические сети применялись в начале 20-го века в электрических распределительных сетях переменного тока. В них применялись два контура, напряжения в которых были сдвинуты по фазе друг относительно друга на 90 градусов. Обычно в контурах использовались 4 линии — по две на каждую фазу. Реже применялся один общий провод, имевший больший диаметр, чем два других провода. Некоторые из наиболее ранних двухфазных генераторов имели по два полноценных ротора с обмотками, физически повёрнутыми на 90 градусов.

Впервые идеи использования двухфазного тока для создания вращающего момента были высказаны Домиником Араго в 1827 году. Практическое применение было описано Николой Тесла в его патентах от 1888 года, примерно тогда же им была разработана конструкция соответствующего электродвигателя. Далее эти патенты были проданы компании Вестингауза, которая начала развивать двухфазные сети с США. Позднее эти сети были вытеснены трёхфазными, теория которых разрабатывалась русским инженером Михаилом Осиповичем Доливо-Добровольским, работавшим в Германии в компании AEG.

Однако, благодаря тому, что в патентах Теслы содержались общие идеи использования многофазных цепей, компании Вестингауза некоторое время удавалось сдерживать их развитие с помощью патентных судебных процессов [1].

Преимуществом двухфазных сетей было то, что они допускали простой, мягкий пуск электрических двигателей. На заре электротехники эти сети с двумя отдельными фазами были более просты для анализа и разработки.[2] Тогда ещё не был создан метод симметричных составляющих (он был изобретён в 1918 году), который впоследствии дал инженерам удобный математический инструментарий для анализа несимметричных режимов нагрузки многофазных электрических систем.

Вращающееся магнитное поле, создаваемое в двухфазных системах, позволяло электромоторам создавать вращающий момент от нулевой частоты вращения мотора, что не было возможным в однофазных асинхронных электромоторах (без специальных пусковых средств). Асинхронные двигатели, разработанные для двухфазных систем, имеют ту же конфигурацию обмоток, что и однофазные двигатели с пусковым конденсатором.

Для трёхфазной электрической сети требуются линии с меньшей массой проводящих материалов (как правило, металлов) при том же самом напряжении и большей передаваемой мощности, в сравнении с двухфазной четырёхпроводной системой.[3] Двухфазные линии были вытеснены трёхфазными в электрических распределительных сетях, однако они до сих пор используются в некоторых системах управления.

Передаваемая мгновенная активная мощность в трёхфазных и двухфазных электрических сетях постоянна при симметричной нагрузке. Однако в однофазных сетях мгновенная активная мощность колеблется с частотой, в два раза бо́льшей частоты напряжения в линии. Эти пульсации мощности приводят к повышенному шуму и механическим вибрациям в электрооборудовании с намагничивающимися материалами из-за магнитострикционного эффекта, а также к вращательным вибрациям валов электродвигателей.

Двухфазные контуры обычно используют две отдельные пары токонесущих проводников. Могут использоваться и три проводника, однако по общему проводу течёт векторная сумма фазных токов, и поэтому общий провод должен иметь больший диаметр. В отличие от этого, в трёхфазных сетях при симметричной нагрузке векторная сумма фазных токов равна нулю, и поэтому в этих сетях возможно использовать три линии одинакового диаметра. Для электрических распределительных сетей требование трёх проводящих линий лучше, чем требование четырёх, поскольку это даёт значительную экономию в стоимости проводящих линий и в расходах по их установке.

Двухфазное напряжение может быть получено от трёхфазного источника путём соединения однофазных трансформаторов по так называемой схеме Скотта. Симметричная нагрузка в такой трёхфазной системе в точности эквивалентна симметричной трёхфазной нагрузке.

См. также

Примечания

Ссылки

Donald G. Fink and H. Wayne Beaty, Standard Handbook for Electrical Engineers, Eleventh Edition,McGraw-Hill, New York, 1978, ISBN 0-07-020974-X
Edwin J. Houston and Arthur Kennelly, Recent Types of Dynamo-Electric Machinery, copyright American Technical Book Company 1897, published by P.F. Collier and Sons New York, 1902

dic.academic.ru

Двухфазная электрическая сеть — WiKi

Двухфазные электрические сети применялись в начале XX века в электрических распределительных сетях переменного тока. В них применялись два контура, напряжения в которых были сдвинуты по фазе друг относительно друга на π2{\displaystyle {\frac {\pi }{2}}} (90 электрических градусов). Обычно в контурах использовались четыре линии — по две на каждую фазу. Реже применялся один общий провод, имевший больший диаметр, чем два других провода. Некоторые из наиболее ранних двухфазных генераторов имели по два полноценных ротора с обмотками, физически повёрнутыми на 90 градусов.

Впервые идеи использования двухфазного тока для создания вращающего момента были высказаны Домиником Араго в 1827 году. Практическое применение было описано Николой Тесла в его патентах от 1888 года, примерно тогда же им была разработана конструкция двухфазного электродвигателя. Далее эти патенты были проданы компании Вестингауза, которая начала развивать двухфазные сети с США. Позднее эти сети были вытеснены трёхфазными, теория которых разрабатывалась русским инженером Михаилом Осиповичем Доливо-Добровольским, работавшим в Германии в компании AEG. Однако, благодаря тому, что в патентах Теслы содержались общие идеи использования многофазных цепей, компании Вестингауза некоторое время удавалось сдерживать их развитие с помощью патентных судебных процессов[1].

Схема трансформатора Скотта

В некоторых странах (например, в Японии) схему Скотта используют для питания железных дорог, электрифицированных по системе однофазного переменного тока промышленной частоты. В этом случае в контактной сети чередуются только две фазы, а не три. На двухпутных дорогах пути разных направлений могут на всём протяжении питаться каждый от своей фазы двухфазной сети, что позволяет избавиться от чередования фаз по ходу следования поезда и устройства нейтральных вставок (хотя это усложняет работу станций). В России такая система не получила распространения.

Двухфазным электрическим током называется совокупность двух однофазных токов, сдвинутых по фазе относительно друг друга на угол π2{\displaystyle {\frac {\pi }{2}}} , или на 90°:

i1=Imsin⁡ωt{\displaystyle i_{1}=I_{m}\sin \omega t} ;

i2=Imsin⁡(ωt−π2){\displaystyle i_{2}=I_{m}\sin(\omega t-{\frac {\pi }{2}})} .

Если две катушки индуктивности расположить в пространстве так, чтобы их оси были взаимно перпендикулярны и систему катушек питать двухфазным током, то в системе создастся два магнитных потока:

Φ1=Φmsin⁡ωt{\displaystyle \Phi _{1}=\Phi _{m}\sin \omega t} ;

Φ2=Φmsin⁡(ωt−π2){\displaystyle \Phi _{2}=\Phi _{m}\sin(\omega t-{\frac {\pi }{2}})} .

Так как магнитные потоки пространственно расположены под углом 90° друг к другу, поэтому результирующий магнитный поток будет равен их геометрической сумме:

Φ0=Φmsin⁡(ωt)2+Φmsin⁡(ωt−π2)2{\displaystyle \Phi _{0}={\sqrt {\Phi _{m}\sin(\omega t)^{2}+\Phi _{m}\sin(\omega t-{\frac {\pi }{2}})^{2}}}} .

Но Φmsin⁡(ωt−π2)=−Φmcos⁡ωt{\displaystyle \Phi _{m}\sin(\omega t-{\frac {\pi }{2}})=-\Phi _{m}\cos \omega t} , поэтому Φ0=Φmsin⁡(ωt)2+(Φmsin⁡(ωt−π2)2){\displaystyle \Phi _{0}={\sqrt {\Phi _{m}\sin(\omega t)^{2}+(\Phi _{m}\sin(\omega t-{\frac {\pi }{2}})^{2})}}} , или Φ0=Φm{\displaystyle \Phi _{0}=\Phi _{m}}

ru-wiki.org

Двухфазный ток Википедия

Впервые идеи использования двухфазного тока для создания вращающего момента были высказаны Домиником Араго в 1827 году. Практическое применение было описано Николой Тесла в его патентах от 1888 года, примерно тогда же им была разработана конструкция двухфазного электродвигателя. Далее эти патенты были проданы компании Вестингауза, которая начала развивать двухфазные сети с США. Позднее эти сети были вытеснены трёхфазными, теория которых разрабатывалась русским инженером Михаилом Осиповичем Доливо-Добровольским, работавшим в Германии в компании AEG. Однако, благодаря тому, что в патентах Теслы содержались общие идеи использования многофазных цепей, компании Вестингауза некоторое время удавалось сдерживать их развитие с помощью патентных судебных процессов[1].

Схема трансформатора Скотта

Двухфазный электрический ток

i1=Imsin⁡ωt{\displaystyle i_{1}=I_{m}\sin \omega t};

i2=Imsin⁡(ωt−π2){\displaystyle i_{2}=I_{m}\sin(\omega t-{\frac {\pi }{2}})}.

Φ1=Φmsin⁡ωt{\displaystyle \Phi _{1}=\Phi _{m}\sin \omega t};

Φ2=Φmsin⁡(ωt−π2){\displaystyle \Phi _{2}=\Phi _{m}\sin(\omega t-{\frac {\pi }{2}})}.

Φ0=Φmsin⁡(ωt)2+Φmsin⁡(ωt−π2)2{\displaystyle \Phi _{0}={\sqrt {\Phi _{m}\sin(\omega t)^{2}+\Phi _{m}\sin(\omega t-{\frac {\pi }{2}})^{2}}}}.

Но Φmsin⁡(ωt−π2)=−Φmcos⁡ωt{\displaystyle \Phi _{m}\sin(\omega t-{\frac {\pi }{2}})=-\Phi _{m}\cos \omega t}, поэтому Φ0=Φmsin⁡(ωt)2+(Φmsin⁡(ωt−π2)2){\displaystyle \Phi _{0}={\sqrt {\Phi _{m}\sin(\omega t)^{2}+(\Phi _{m}\sin(\omega t-{\frac {\pi }{2}})^{2})}}}, или Φ0=Φm{\displaystyle \Phi _{0}=\Phi _{m}}

См. также

Примечания

Ссылки

Donald G. Fink and H. Wayne Beaty, Standard Handbook for Electrical Engineers, Eleventh Edition,McGraw-Hill, New York, 1978, ISBN 0-07-020974-X
Edwin J. Houston and Arthur Kennelly, Recent Types of Dynamo-Electric Machinery, copyright American Technical Book Company 1897, published by P.F. Collier and Sons New York, 1902

wikiredia.ru

Двухфазная электрическая сеть - Gpedia, Your Encyclopedia

Впервые идеи использования двухфазного тока для создания вращающего момента были высказаны Домиником Араго в 1827 году. Практическое применение было описано Николой Тесла в его патентах от 1888 года, примерно тогда же им была разработана конструкция двухфазного электродвигателя. Далее эти патенты были проданы компании Вестингауза, которая начала развивать двухфазные сети с США. Позднее эти сети были вытеснены трёхфазными, теория которых разрабатывалась русским инженером Михаилом Осиповичем Доливо-Добровольским, работавшим в Германии в компании AEG. Однако, благодаря тому, что в патентах Теслы содержались общие идеи использования многофазных цепей, компании Вестингауза некоторое время удавалось сдерживать их развитие с помощью патентных судебных процессов[1].

Схема трансформатора Скотта

Двухфазный электрический ток

i1=Imsin⁡ωt{\displaystyle i_{1}=I_{m}\sin \omega t};

i2=Imsin⁡(ωt−π2){\displaystyle i_{2}=I_{m}\sin(\omega t-{\frac {\pi }{2}})}.

Φ1=Φmsin⁡ωt{\displaystyle \Phi _{1}=\Phi _{m}\sin \omega t};

Φ2=Φmsin⁡(ωt−π2){\displaystyle \Phi _{2}=\Phi _{m}\sin(\omega t-{\frac {\pi }{2}})}.

Φ0=Φmsin⁡(ωt)2+Φmsin⁡(ωt−π2)2{\displaystyle \Phi _{0}={\sqrt {\Phi _{m}\sin(\omega t)^{2}+\Phi _{m}\sin(\omega t-{\frac {\pi }{2}})^{2}}}}.

Но Φmsin⁡(ωt−π2)=−Φmcos⁡ωt{\displaystyle \Phi _{m}\sin(\omega t-{\frac {\pi }{2}})=-\Phi _{m}\cos \omega t}, поэтому Φ0=Φmsin⁡(ωt)2+(Φmsin⁡(ωt−π2)2){\displaystyle \Phi _{0}={\sqrt {\Phi _{m}\sin(\omega t)^{2}+(\Phi _{m}\sin(\omega t-{\frac {\pi }{2}})^{2})}}}, или Φ0=Φm{\displaystyle \Phi _{0}=\Phi _{m}}

См. также

Примечания

Ссылки

Donald G. Fink and H. Wayne Beaty, Standard Handbook for Electrical Engineers, Eleventh Edition,McGraw-Hill, New York, 1978, ISBN 0-07-020974-X
Edwin J. Houston and Arthur Kennelly, Recent Types of Dynamo-Electric Machinery, copyright American Technical Book Company 1897, published by P.F. Collier and Sons New York, 1902

www.gpedia.com

Двухфазная электрическая сеть — Machinepedia

История

Преимущества

Преимуществом двухфазных сетей было то, что они допускали простой, мягкий пуск электрических двигателей. На заре электротехники эти сети с двумя отдельными фазами были более просты для анализа и разработки. Тогда ещё не был создан метод симметричных составляющих (он был изобретён в 1918 году), который впоследствии дал инженерам удобный математический инструментарий для анализа несимметричных режимов нагрузки многофазных электрических систем.

Для трёхфазной электрической сети требуются линии с меньшей массой проводящих материалов (как правило, металлов) при том же самом напряжении и большей передаваемой мощности, в сравнении с двухфазной четырёхпроводной системой. Двухфазные линии были вытеснены трёхфазными в электрических распределительных сетях, однако они до сих пор используются в некоторых системах управления.

machinepedia.org

Двухфазная электрическая сеть Вики

Впервые идеи использования двухфазного тока для создания вращающего момента были высказаны Домиником Араго в 1827 году. Практическое применение было описано Николой Тесла в его патентах от 1888 года, примерно тогда же им была разработана конструкция двухфазного электродвигателя. Далее эти патенты были проданы компании Вестингауза, которая начала развивать двухфазные сети с США. Позднее эти сети были вытеснены трёхфазными, теория которых разрабатывалась русским инженером Михаилом Осиповичем Доливо-Добровольским, работавшим в Германии в компании AEG. Однако, благодаря тому, что в патентах Теслы содержались общие идеи использования многофазных цепей, компании Вестингауза некоторое время удавалось сдерживать их развитие с помощью патентных судебных процессов[1].

Схема трансформатора Скотта

Двухфазный электрический ток[ | код]

i1=Imsin⁡ωt{\displaystyle i_{1}=I_{m}\sin \omega t};

i2=Imsin⁡(ωt−π2){\displaystyle i_{2}=I_{m}\sin(\omega t-{\frac {\pi }{2}})}.

Φ1=Φmsin⁡ωt{\displaystyle \Phi _{1}=\Phi _{m}\sin \omega t};

Φ2=Φmsin⁡(ωt−π2){\displaystyle \Phi _{2}=\Phi _{m}\sin(\omega t-{\frac {\pi }{2}})}.

Φ0=Φmsin⁡(ωt)2+Φmsin⁡(ωt−π2)2{\displaystyle \Phi _{0}={\sqrt {\Phi _{m}\sin(\omega t)^{2}+\Phi _{m}\sin(\omega t-{\frac {\pi }{2}})^{2}}}}.

Но Φmsin⁡(ωt−π2)=−Φmcos⁡ωt{\displaystyle \Phi _{m}\sin(\omega t-{\frac {\pi }{2}})=-\Phi _{m}\cos \omega t}, поэтому Φ0=Φmsin⁡(ωt)2+(Φmsin⁡(ωt−π2)2){\displaystyle \Phi _{0}={\sqrt {\Phi _{m}\sin(\omega t)^{2}+(\Phi _{m}\sin(\omega t-{\frac {\pi }{2}})^{2})}}}, или Φ0=Φm{\displaystyle \Phi _{0}=\Phi _{m}}

См. также[ | код]

Примечания[ | код]

Ссылки[ | код]

Donald G. Fink and H. Wayne Beaty, Standard Handbook for Electrical Engineers, Eleventh Edition,McGraw-Hill, New York, 1978, ISBN 0-07-020974-X
Edwin J. Houston and Arthur Kennelly, Recent Types of Dynamo-Electric Machinery, copyright American Technical Book Company 1897, published by P.F. Collier and Sons New York, 1902

ru.wikibedia.ru

Двухфазная электрическая сеть — Википедия РУ

Впервые идеи использования двухфазного тока для создания вращающего момента были высказаны Домиником Араго в 1827 году. Практическое применение было описано Николой Тесла в его патентах от 1888 года, примерно тогда же им была разработана конструкция двухфазного электродвигателя. Далее эти патенты были проданы компании Вестингауза, которая начала развивать двухфазные сети с США. Позднее эти сети были вытеснены трёхфазными, теория которых разрабатывалась русским инженером Михаилом Осиповичем Доливо-Добровольским, работавшим в Германии в компании AEG. Однако, благодаря тому, что в патентах Теслы содержались общие идеи использования многофазных цепей, компании Вестингауза некоторое время удавалось сдерживать их развитие с помощью патентных судебных процессов[1].

Схема трансформатора Скотта

i1=Imsin⁡ωt{\displaystyle i_{1}=I_{m}\sin \omega t} ;

i2=Imsin⁡(ωt−π2){\displaystyle i_{2}=I_{m}\sin(\omega t-{\frac {\pi }{2}})} .

Φ1=Φmsin⁡ωt{\displaystyle \Phi _{1}=\Phi _{m}\sin \omega t} ;

Φ2=Φmsin⁡(ωt−π2){\displaystyle \Phi _{2}=\Phi _{m}\sin(\omega t-{\frac {\pi }{2}})} .

Φ0=Φmsin⁡(ωt)2+Φmsin⁡(ωt−π2)2{\displaystyle \Phi _{0}={\sqrt {\Phi _{m}\sin(\omega t)^{2}+\Phi _{m}\sin(\omega t-{\frac {\pi }{2}})^{2}}}} .

http-wikipediya.ru