Онлайн руководство пользователя TPC

Страница в разработке

Анализ трехфазных электрических цепей с помощью TPC 3.50. Пошаговая инструкция и техническая документация для расчета трехфазных электрических цепей в TPC 3.50.
Программа Three Phase Circuits 3.50 (TPC 3.50) предназначена для расчета трехфазных электрических цепей в любой конфигурации, включая Y/Y, Y/Δ, Δ/Y и Δ/Δ. Программа генерирует подробное пошаговое решение с отчетом, который можно экспортировать в MS Word (.docx).
Требования к программе Three Phase Circuits (TPC):
- Операционная система: Windows 7, 8, 10, 11 и более поздние версии.
- Microsoft Word: версии 2007-2024 и более поздние.
1. Рабочее окно программы, интерфейс
Рабочее окно TPC показано на рисунке 1. Оно состоит из следующих функциональных блоков:

1) Главное меню

2) Панель конфигурации схемы

3) Панель параметров

4) Утилита для расчета линейных/фазовых импедансов

1) Главное меню

- Подменю «Файл» — создает новую схему, выходит из программы;

- Подменю «Настройки» содержит следующие пункты: языковые настройки, система обозначений элементов.

- Подменю «Активация» — вводит код активации (лицензионный ключ), необходимый для обновления с демоверсии программы до полнофункциональной лицензионной версии;

- Подменю «Справка» — ссылки на справочные материалы по использованию программы, а также информацию о текущей версии.

Рисунок 1 — Рабочее окно TPC

2) Панель конфигурации схемы

Панель позволяет выбрать одну из возможных конфигураций трехфазной цепи: а) трехфазную схему подключения источника (генератора) — Y, Δ; б) трехфазную схему подключения нагрузки — Y, Δ (см. рис. 2).

Рис. 2 — Панель конфигурации цепи

Выбор конфигурации трехфазной цепи

Выбранная конфигурация трехфазной цепи будет отображена в рабочем окне (см. рис. 3).

Рис. 3 – Выбранная конфигурация трехфазной цепи, трехфазный источник – звезда (Y), трехфазная нагрузка – треугольник (Δ)

3) Панель параметров
Панель параметров используется для установки начальных числовых значений для источника и нагрузки:
· Среднеквадратичные значения напряжений/ЭДС трехфазного источника;
· Импедансы линий трехфазной системы (Aa - Za, Bb - Zb, Cc - Zc, см. рис. 1);
· Фазовые импедансы трехфазной системы (A - ZA, B - ZB, C - ZC, см. рис. 1);
· Импеданс нейтрали (если в цепи присутствует нейтраль).
Панель параметров также позволяет устанавливать аварийные режимы — обрывы линий и (или) короткие замыкания фаз, — которые можно включить (или выключить), установив (или сняв) соответствующую галочку (см. рис. 1).
4) Утилита расчета линейных/фазовых импедансов
Данная утилита предназначена для расчета импедансов линий и фаз в случае если они заданы не комплексной велbчиной Z, а элементами – резисторы, индуктивности, емкости.
Рассмотрим пример использования утиллиты.
На рисунке 4 показана схема где фазы источника соединены звездой (Y), фазы нагрузки соединены звездой, конфигурация схемы Y-Y. Линии содержат элементы R, L. Трехфазные приемник (нагрузка) содержит емкостные элементы С.

Figure 4 – Example of a Y-Y (Wye-Wye) type three-phase circuit

Пример

Рассмотрим пример расчета импеданса линий/фаз.

Числовые значения заданы следующим образом: rf = 5 Ом, Lf = 10 мГн, Cf = 500 мкФ. Для расчета комплексных импедансов линий и фаз используйте утилиту (см. рис. 5).

Для выполнения расчета импеданса линии «а» (см. рис. 4) выполните следующие шаги:

1) Включите утилиту (см. рис. 4), установив флажок;

2) Установите частоту переменного тока (в примере, показанном на рис. 5, f = 60 Гц);

3) Установите переключатель в положение «Импеданс линии»;

4) Установите переключатель «Выбор линии/фазы» в положение «A/a/ab»;

5) В группе «Выбор элементов» включите «Z1», поскольку элементы rf и Lf на рис. 4 соединены последовательно.

Рисунок 5 – Пример расчета импеданса линии «а» (см. рисунок 4)

Продолжим пример.

Примечание к шагу 4): Если элементы rf и Lf соединены параллельно, необходимо выбрать "Z2||Z3".

6) Активированный элемент Z1 представлен набором компонентов: R1, L1 и C1. Выберите R1 и L1 (см. рисунок 5). Присвойте этим элементам следующие числовые значения: R1 = rf = 5 Ом, L1 = Lf = 10 мГн. Не активируйте элемент C1, так как он отсутствует в схеме.

7) Нажмите кнопку "Рассчитать импеданс". В результате будет рассчитан импеданс для линии "a", и результат появится в группе "Импеданс линии" (см. рисунок 6).

Импедансы линий "b" и "c" рассчитываются аналогичным образом. Для примера на рисунке 4 сохраните конфигурацию компонентов, показанную на рисунке 6, переключите элемент «Выбор линии/фазы» с «A/a/ab» на «B/b/bc» и «C/c/ca», а затем снова нажмите «Рассчитать импеданс».

Для расчета фазных импедансов нагрузки используйте конфигурацию, аналогичную рисунку 6, но установите переключатель «Линейный импеданс» в положение «Линейная фаза».

Рисунок 6 – Пример расчета импеданса линии «a», включая элементы rf и Lf (см. рисунок 4).

2. Настройки
1) Система обозначений элементов
Система обозначений элементов («Параметры» → «Система обозначений элементов»)
Окно настроек обозначения компонентов показано на рисунке 8. Эта функция конфигурации включена из-за неоднозначности обозначений трехфазных систем в разных странах, регионах и академических кругах. Параметры маркировки в этом разделе охватывают большинство распространенных стандартов, позволяя пользователю настраивать обозначения в соответствии с соответствующим национальным или региональным стандартом (см. рисунок 8).

Рисунок 8 - Окно настроек системы обозначений элементов

Примеры настроек обозначения элементов:
Трехфазный источник (генератор) в конфигурации «звезда» (Wye) может иметь обозначения, выбранные из следующего списка:
  • EA, EB, EC;
  • UA, UB, UC;
  • VA, VB, VC;
Трехфазный источник (генератор) в конфигурации «треугольник» может иметь обозначения, выбранные из следующего списка:
  • EAB, EBC, ECA;
  • UAB, UBC, UCA;
  • VAB, VBC, VCA;
Напряжения могут быть обозначены как:
  • U;
  • V;
Нейтраль может быть обозначена как:
  • N;
  • O;
После выбора и нажатия кнопки «ОК» или «Принять» выбранное обозначение отобразится на трехфазной схеме цепи.
Пример выбранных настроек обозначений

Предположим, у нас есть схема подключения Y-Y. Для трехфазного источника Y мы выбираем обозначения EA, EB, EC из списка. Для напряжений мы выбираем V, а для нейтрали — O. После нажатия кнопки «Принять» отобразится трехфазная схема подключения, как показано на рисунке 9, обновленная в соответствии с выбранными вами настройками.

Рисунок 9 — Результаты настройки обозначений компонентов, отображаемые на схеме подключения.

3. Редактор векторных диаграмм

Редактор векторных диаграмм TPC обладает широким спектром встроенных функций для работы с векторами и интуитивно понятным пользовательским интерфейсом.

На рисунке 10 показано рабочее пространство редактора векторов.


Рисунок 10 – Рабочее пространство векторного редактора


Редактор векторов позволяет выполнять следующие операции с векторами (см. рисунок 11):

Операции и опции векторного редактора

1) Очистить рабочее пространство (удалить все элементы, чтобы создать пустой лист);

2) Создать вектор V с параметрами (L, α), где L = длина вектора в сантиметрах (см), а α = угол вектора в градусах (°), измеренный от действительной оси (+1);

3) Создать вектор V, проходящий через две точки A и B;

4) Переместить вектор;

5) Повернуть вектор;

6) Удалить вектор;

7) Добавить текстовую метку к вектору.

Панель векторного редактора также предоставляет параметры для выбора толщины линии и цвета вектора (см. рис. 11).


Рисунок 11 – Операции и параметры векторного редактора

Контекстное меню

Операция «копировать вектор» доступна через контекстное меню при щелчке правой кнопкой мыши (см. рис. 12).

Рисунок 12 – Доступ к контекстному меню

Создание вектора с параметрами V=(L,α°)

При выборе параметра «Создать вектор V с параметрами (L, α°)» отобразится диалоговое окно (см. рис. 13).

В диалоговом окне, показанном на рис. 13, необходимо указать длину вектора L в сантиметрах (см) и угол наклона вектора к действительной оси α в градусах (°), после чего нажать кнопку «ОК».

В качестве альтернативы можно выбрать вектор из предоставленного списка (см. рис. 13), установить масштаб вектора Mu = В/см и нажать кнопку «Добавить» (+) для добавления вектора со знаком плюс или кнопку «Добавить» (-) для добавления того же вектора со знаком минус. В результате параметр длины для выбранного вектора будет рассчитан и отображен в текстовом блоке «L=», а угол наклона в поле «α=» будет установлен в соответствии с углом выбранного вектора.

Рисунок 13 – Диалоговое окно для создания вектора с параметрами V=(L, α°)

Дополнительные настройки

Параметры шрифта текста можно настроить, открыв окно «Дополнительные настройки» (см. рис. 14).

В диалоговом окне дополнительных настроек (см. рис. 14) можно указать, какие элементы отображать (если отмечены) или скрывать (если не отмечены) на векторной диаграмме.


Рисунок 14 – Дополнительные настройки

Download test models of three-phase circuits and check your calculations

We have developed virtual models of three-phase circuits with the following configurations: Y/Y, Y/Δ, Δ/Y, Δ/Δ, which contain virtual instruments for measuring key parameters in real time.


Download NI Multisim three-phase circuit models

Made on
Tilda