Трехфазные цепи
Многофазной системой электрических цепей называется система, состоящая из нескольких электрических цепей переменного тока одной частоты, ЭДС которых имеют разные фазы.
Отдельные части многофазной системы сокращенно называются фазами. Таким образом, термину «фаза» соответствуют два понятия 1) угол, определяющий изменение синусоидальной величины; 2) одна из составных частей многофазной системы. Многофазную систему электрических цепей, соединенных друг с другом, называют обычно многофазной цепью.
Совокупность ЭДС, напряжений или токов в фазах многофазной цепи называют многофазной системой ЭДС, напряжений или токов.
В настоящее время из всех многофазных систем наиболее широкое распространение получила трехфазная система, т. е. система, состоящая из трех электрических цепей переменного тока одной частоты, ЭДС которых имеют разные начальные фазы.
Трехфазная система переменного тока, разработанная выдающимся русским инженером М. О. Доливо-Добровольским в 1891 г., получила распространение во всем мире как система, обеспечивающая наиболее экономичную передачу электрической энергии н позволяющая создать надежные, простые и дешевые электродвигатели, генераторы и трансформаторы.
Простейший трехфазный генератор (рис. 12.1) имеет устройство, аналогичное однофазному генератору с той лишь разницей, что у его якоря не одна, а три одинаковые обмотки (фазы), начала и концы которых обозначают соответственно буквами A, B, C и X, Y, Z и которые сдвинуты в пространстве относительно друг друга на равные углы 2π/3 = 120°. При вращении якоря в обмотках генератора индуктируются ЭДС одинаковой частоты и равной амплитуды, сдвинутые по фазе относительно друг друга на одинаковые углы 2π/3 = 120°, или на 1/3 периода. Такая система трех ЭДС называется симметричной. Наоборот, если амплитуды ЭДС не равны друг другу или углы сдвига фаз не равны 2π/3, то система ЭДС называется несимметричной.
Приняв за начало отсчета времени (t=0) начало периода ЭДС в первой обмотке, называемой фазой A, напишем ее выражение:
В симметричной трехфазной системе ЭДС второй фазы B отстает по фазе от ЭДС eA первой на 1/3 периода, следовательно,
Электродвижущая сила третьей фазы С отстает по фазе от ЭДС eA на 2/3 периода, или, что те же, опережает по фазе ЭДС eA на 1/3 периода; следовательно,
На рис. 12.2 показаны соответствующие синусоиды ЭДС и векторная диаграмма ЭДС
При построении диаграмм трехфазных цепей часто предполагается, что для положительной полуоси действительных величин на комплексной плоскости выбрано направление вертикально вверх, а не направо, как в предыдущих главах; поэтому вектор ЭДС первой фазы, имеющей нулевую начальную фазу, направлен вертикально вверх. При этом комплекс ЭДС первой фазы ЕА= Е, а комплексы ЭДС остальных двух фаз
Положительные направления ЭДС в обмотках регистратора выбираются от концов обмоток X, Y, Z к началам A, B, C.
Последовательность прохождения ЭДС через амплитудные (или нулевые) значения называют последовательностью фаз; например, последовательность фаз ЭДС, изображенных на рис. 12.2, будет A, B, C и называется прямой последовательностью фаз.
Каждую обмотку трехфазного генератора можно соединить с отдельным приемником энергии (рис. 12.3). В этом случае получается несвязанная трехфазная система
с тремя самостоятельными цепями и шестью проводами – неэкономичная и поэтому не нашедшая применения. Широкое применение получили трех и четырех проводные цепи.
Добавить комментарий