Трехфазная симметричная система э.д.с.

Трехфазная симметричная система э.д.с.

 

 

 

 

 Трехфазный генератор имеет три самостоятельные обмотки, сдвинутые^^пространстве между собой на углы 2/3 или 120°. Это показано на рис. 5.1,' а. Если числа витков в обмотках одинаков^, то при вращении, ротора в-них наводятся э.д.с. одинаковой величины. Начальные фазы э.д.с. сдвинуты между собой на 120° в соответствии с пространственным расположением обмоток.

Система из трех э.д.с., равных по амплитуде, имеющих одинаковую частоту, сдвинутых по фазе относительно друг друга на углы 2/3, называется симметричной трехфазной системой э. д. с.

Положение обмоток на рис. 5.1, а будем считать начальным и принимая вращение ротора против часовой стрелки, уравнения э.д.с. получим в виде:

 

Этим уравнениям соответствуют графики э.д.с. и векторная- ! диаграмма на рис. 5.1, б, в.

Векторы э.д.с., вращающиеся также против часовой стрелки, мимо неподвижной оси проходят в порядке:

Еа Ев Ес  . Такой порядок чередования называют прямой последовательностью ф аз . (в отличие от обратной последовательности, которая получается при вращении  ротора обратную сторону).

 

На схемах замещения обмотки трехфазного генератора; обозначают, как показано на рис. 5.2, а, и условно принимают положительными направления э.д.с. от концов X Z Y, к началам A B С. Соответствующая векторная диаграмма э.д.с, и токов показана на рис. 5.2, б.

 

Каждую обмотку источника можно соединить с отдельным приемником и получить три независимые цепи, каждую со своим ком iA, iB, ic. Однако источник и приемники в такой несвязной системе соединены шестью проводами, что невыгодно с экономической точки зрения. -

Сокращение числа соединительных проводов достигается в связанных системах, где обмотки генератора, как и Фазы приемника, соединены звездой или треугольником.

Соединение обмоток источника звездой. Из несвязанной систеы мы обмоток источника легко получить соединениё-их звездой. Для этого концы обмоток источника X, Y, Z надо соединить в точке  О (нулевая точка, или нейтраль), три провода, соединяющие концы обмоток с приемником, заменить одним |или отключить. Провода соединяющие начала обмоток с приемником сохраняются, в результате получается четырехпроводная( с нулевым проводом) или трехпроводная трехфазная цепь.

В трехфазных цепях различают фазные и линейные напряжения. Фазное напряжение — разность потенциалов между линейным проводом и нейтралью.

Этому определению соответствует и фазное напряжение источника, равное разности потенциалов между началом и концом каждой его обмотки; оно отличается от э.д.с. на величину падения напряжения в обмотке. Если сопротивлениями обмоток можно пренебречь или рассматривать трехфазный источник без нагрузки (холостой ход) , то фазные напряжения источника равны соответствующим э.д.с. В симметричной системе они изображаются так же<- как и э.д.с., тремя векторами Ы А, U в, U с (рис. 5.4, а, б) , равными по величине и сдвинутыми по фазе на 120° (общее обозначение Uф ).

Линейное напряжение — разность потенциалов между двумя линейными проводами ( U л в* U вс* ^ ел на Рис- 5.3, а, б).

Если принять потенциал нулевой точки О источника равным нулю, то потенциалы его линейных зажимов (начал обмоток) равны соответственно фазным напряжениям U a, Uв. Uc и в каждое мгновение отличаются один от другого из-за наличия сдвига фаз между ними. Следовательно, мгновенные значения линейных напряжений в общем случае не равны нулю и выражаются разностями: Uав= Uа—Uв\ Uвс= Uв—Uс\ Uсл== Uс — Uл, а-действующие значения — в векторной форме: Uab= ©л—-Uo; U вс== — и в— и с; иС/1= ис— ил.

Согласно этим выражениям на рис. 5.4, а построена векторная диаграмма, из которой видно, что при симметричной системе фазных напряжений система линейных напряжений тоже симметрична: UАв, Uвс, Uса равны по величине и сдвинуты по фазе относительно друг друга на 120° (общее обозначение Uя).

Действующие значения линейных напряжений можно определить

 

 

 

Графически по векторной диаграмме или формуле (5.1), которая следует из треугольника, образованного векторами двухфазных и одного линейного напряжений:

 

 

 

 

 

Векторную диаграмму удобно выполнить топографической (рис. 6.4, б), тогда каждой точке цепи соответствует определенная точка на диаграмме. (Вектор, проведенный между двумя точками топографической диаграммы, выражает по величине и фазе напряжение между одноименными точками цепи.)

Соединение обмоток источника треугольником. При соединении треугольником из трех обмоток источника образуется замкнутый контур, причем начало одной обмотки соединяется с концом другой (на рис. 5.5, а точки X, В; Y,C; Z,A). Такое соединение обмоток возможно, так как в симметричной трехфазной системе сумма э.д-с. в контуре равна нулю (рис. 5.5, б).

■ Линейные провода с одной стороны присоединены к началам обмоток источника, а с другой — к приемнику и при такой схеме фазные и линейные напряжения совпадают: UAB = UA ; UBC = UB; UCA = UC;

Uл = Uф