Соединение звездой и треугольником в цепях 3-х фазного тока. Соотношения между токами и напряжениями при разных соединениях 3-х фазных потребителей.

Трехфазные электрические цепи являются наиболее распространенными как в си­стемах генерирования электрической энергии, так и в системах ее передачи и потребления. Это обусловлено простотой конструкции и надежностью трехфазных генераторов, компактностью и малым реактивным сопротивлением трехфазных соединительных кабелей, экономичностью трехфазных линий передачи электро­энергии, малой стоимостью и предельной простотой и надежностью трехфазных асинхронных двигателей, а также возможностью питания от одного и того же трех­фазного источника как трехфазных, так и однофазных потребителей энергии (на­пример, силовой и осветительной нагрузок).

Трехфазной системой напряжений (токов) называется совокупность синусоидальных электрических напряже­ний (токов) одной частоты, сдвинутых относительно друг друга по фазе и действующих в трехфазной системе электрических цепей.

Трёхфазная система напряже­ний может быть получена с по­мощью синхронного генератора.

Генератор состоит из неподвиж­ного статора с трехфазной обмот­кой, уложенной в пазы магнитопровода, и вращающегося ротора, приводимого первичным двигате­лем (обычно — турбиной либо дви­гателем внутреннего сгорания). Роторы большинства генераторов имеют обмотку возбуждения, пи­тающуюся от источника постоян­ного тока через контактные кольца. У генераторов малой мощ­ности ротор может не иметь обмотки, а выполняется как постоян­ный магнит. Обмотку каждой фазы генератора выполняют оди­наковым числом витков и укладывают в пазы статора со смещением по окружности на 120°. При вращении ротора его магнитный по­ток, пересекая проводники обмоток фаз, наводит в них равные по амплитуде синусоидально изменяющиеся э. д. с. Благодаря тому что обмотки смещены по окружности статора относительно одна другой э.д.с., наводимые в них, сдвинуты по времени на Уд периода (на промежуток времени, равный времени прохождения оси полюса ро­тора между проводниками фазных обмоток, идущими в пазах, например, к началам этих обмоток). Трехфазные генераторы создают практи­чески симметричную систему напряжений, отдельные из ко­торых равны по амплитуде и отстают по фазе друг относи­тельно друга на 2л/3. Зависи­мость э. д. с., наводимых в об­мотках фаз генератора, от вре­мени изображена на рис. 6.2.

Каждая из этих обмоток может самостоятельно питать однофазную нагрузку. Для использования полной мощности всех трехфазных обмоток генератора требуется вести от него к потребите­лям шесть проводов (рис. 6.3, и). Однако из-за повышенного расхода проводникового материала такая схема соединения генератора с по­требителями не применяется,

Для упрощения системы электроснабжения потребителей энер­гии концы обмоток трехфазного генератора соединяют вместе, а на­чала присоединяют к проводам, идущим к потребителям электро­энергии (это соединение обмоток звездой). От соединенных вместе концов обмоток к потребителям идет один провод, называемый ней­тральным. или нулевым, (рис. 6.3, б). Получившаяся четырехпроводная система присоединения потребителей к генератору по расхо­ду проводникового материала, потерям энергии в проводах и по конструктивному исполнению экономичнее шестипроводной.

Еще более экономичными являются трехпроводные трехфазные системы (рис. 6.3, е), не имеющие нулевого провода и широко при­меняющиеся на практике.

Возможно также применение трехпроводной трехфазной систе­мы при соединении обмоток генератора треугольником (конец од­ной фазной обмотки генератора соединяется с началом второй ео обмотки, конец второй — с началом третьей, а конец третьей — с началом первой) (рис. 6.3, г), однако такое соединение обмоток гене­ратора применяют редко по причинам, рассматриваемым далее. В случае присоединения к трехфазному генератору потребителей электроэнергии в трехфазной цепи будет создаваться система трех­фазных токов. В зависимости от величины и характера электриче­ских сопротивлений потребителей энергии, система трехфазных токов может быть симметричной или несимметричной.

Рассмотренные здесь схемы соединений обмоток трехфазного ге­нератора между собой и с потребителями энергии не являются рав­ноценными. Наиболее рациональными являются схемы, представ­ленные на рис. 6.3, б, в.

Дата добавления: 2015-08-13