6. Трехфазные электрические цепи

1. Цель создания и сущность трехфазной системы …………………………………… 81

2. Понятие об устройстве, принципе работы трёхфазного генератора, способах

соединения его обмоток, линейном и фазном напряжениях ………………………... 82

3. Расчет симметричных трехфазных цепей при соединении обмоток генератора

звездой и треугольником. Фазные и линейные токи ……………………………….. 84

4. Несимметричные трехфазные цепи. Четырёхпроводная система, роль нулевого

провода ………………………………………………………………………………… 84

5. Понятие об аварийных режимах …………………………………………………….. 85

Основные формулы ………………………………………………………………. 87

Обозначения ………………………………………………………………………. 87

Примеры решения задач …………………………………………………………. 88

Контрольные вопросы …………………………………………………………… 91

Задачи для самостоятельного решения …………………………………………. 92

1. Цель создания и сущность трехфазной системы

Трехфазная система переменного тока получила широкое распространение во всем мире как система, обеспечивающая более выгодную передачу энергии и позволяющая создать надежные в работе и простые по устройству электродвигатели, генераторы и трансформаторы. Все элементы трехфазной системы впервые разработал выдающийся русский инженер-изобретатель Михаил Осипович Доливо-Добровольский (1862 – 1919). В короткий период им были созданы трехфазные устройства: генератор с вращающимся магнитным полем (1888), асинхронный двигатель с короткозамкнутой обмоткой ротора (1890) и др. Им была выполнена первая в мире передача энергии трехфазного тока.

В настоящее время трехфазные системы получили широкое распространение, что объясняется главным образом следующими причинами:

1. при одинаковых напряжениях, мощностях потребителей и прочих равных условиях питание трехфазным током позволяет получить значительную экономию материала проводов по сравнению с тремя однофазными линиями;

2. при прочих равных условиях трехфазный генератор дешевле, легче и экономичнее, чем три однофазных генератора такой же общей мощности; то же относится к трехфазным двигателям и трансформаторам;

3. трехфазная система токов позволяет получить вращающееся магнитное поле с помощью трех неподвижных катушек, что существенно упрощает производство и эксплуатацию трехфазных двигателей.

Трехфазная система электрических цепей представляет собой совокупность трех цепей, в которых действуют три синусоидальные ЭДС одной и той же частоты, сдвинутые относительно друг друга по фазе на 120˚ и создаваемые общим источником энергии. Источником электрической энергии может служить трехфазный генератор или трехфазный трансформатор.

Каждая отдельная цепь трехфазной системы сокращенно называется фазой. Начала фаз обозначаются буквами А, В, С и в каждой фазе возникает эдс:

℮_А = Е_m ּ sin ωt,

℮_В = Е_m ּ sin (ωt – 120˚),

℮_С = Е_m ּ sin (ωt + 120˚).

Рис. 6.1 График эдс трехфазной Рис. 6.2 Векторная эдс 3-х фазного

системы. генератора.