- •«Трехфазные электрические цепи»
- •Трехфазные электрические цепи
- •1. Трехфазный генератор. Трехфазная эдс
- •2. Несвязанная трехфазная система
- •3. Четырехпроводная трехфазная система «звезда - звезда»
- •Свойства системы «звезда — звезда» с нулевым проводом
- •4. Трехфазная система «треугольник — треугольник»
- •5. Четырехпроводная трехфазная система «звезда — треугольник»
- •6. Мощность трехфазной системы
2. Несвязанная трехфазная система
На электрической схеме трехфазный генератор условно принято изображать в виде трех обмоток, расположенных по отношению друг друга под углом 120° (рис.3).
Рис.3
Каждая обмотка (фаза) генератора имеет начало и конец. Принято обозначать начало первой фазы буквой А, а ее конец — X, начало второй фазы буквой В, а конец — У, начало третьей фазы буквой С, а конец — Z. Направление ЭДС от конца к началу обмотки условно пронимают положительным.
Так как каждая фаза трехфазного генератора может являться самостоятельным источником электрической энергии, к каждой из фаз могут быть подключены свои потребители, что показано на рис. 3. Такая система называется несвязанной трехфазной системой.
Токи в фазах трехфазной системы определяются равенствами:
где ZA, ZB, ZC — сопротивления фаз (сопротивление фазы генератора, соединительных проводов и потребителя). |
Рис.4 |
Трехфазная система называется симметричной, если сопротивления фаз одинаковы и одинакова величина ЭДС. Тогда тока в фазах равны по величине и сдвинуты относительно ЭДС на угол φ (рис.4).
Несвязанная трехфазная система не имеет особых преимуществ перед однофазной системой, поэтому она практически не используется.
3. Четырехпроводная трехфазная система «звезда - звезда»
Работа системы не изменяется, если в схеме (рис. 3) три обратных провода заменить одним (рис. 5). Концы обмоток источника X, Y и Z соединяются в общую точку N, называемую нулевой точкой или нейтралью. Такая схема называется «звездой». Приемник тоже включается «звездой» и образуется нулевая точка N΄. Замена трех проводов одним обратным проводом не изменила величин токов в потребителях.
Рис.5
Полученная система называется четырехпроводной трехфазной. В полученной системе приняты следующие названия и обозначения:
1. Точка, в которой объединены концы фаз генератора, называется нулевой точкой генератора (N). N΄ - нулевая точка потребителя. Точки N и N΄обычно заземляются.
2. Провод, соединяющий начало фазы генератора с потребителем, называется линейным проводом (А-А΄, В-В΄, С-С΄). Ток в линейном проводе называется линейным током iЛ (iA, iB, iC).
3. Ток в обмотке (фазе) генератора, ток в фазе потребителя называется фазным током iФ (iФА, iФВ, iФС).
4. Провод NN΄, соединяющий нулевые точки генератора и потребителя, называется нулевым проводом. Ток нулевого провода равен геометрической сумме фазных токов:
IN = IA + IB + IC.
5. Напряжения между линейными проводами и нулевым проводом, напряжения на фазе генератора и фазе потребителя, называются фазными напряжениями и обозначаются UA ,UB ,UC.
6. Напряжения между линейными проводами называются линейными напряжениями и обозначаются UAB ,UBC ,UCA .
Если сопротивлением обмоток генератора пренебречь, то фазные напряжения источника равны соответствующим ЭДС. В четырехпроводной симметричной системе фазное напряжение потребителя меньше фазного напряжения источника на величину падения напряжения в соединительных проводах.
Нулевой провод играет ту роль, что при его применении к четырехпроводной системе можно подключать и однофазные потребители, так как каждая фаза в этом случае работает независимо от других. При наличии нулевого провода нулевая точка потребителя N΄ всегда находится в центре векторной диаграммы напряжений (см. рис. 6) независимо от распределения нагрузки между фазами; благодаря этому фазные напряжения не изменяются при изменении нагрузки. Таким образом, четырехпроводная трехфазная система применяется для одновременного питания как трехфазных, так и однофазных потребителей.