18.Трифазні електричні кола. Загальні поняття і визначення. Одержання струмів і напруг у трифазній системі; їх векторні діаграми. З’єднання обмоток зіркою і трикутником.

З багатофазних систем найпоширенішою є трифазна симетрична система, в якій діють три змінні е. р. с., які мають однакові частоту та амплітуду, зсунуті між собою за фазою на кут 120°, або третину періоду. Ця система складається з трьох кіл змінного струму, з'єднаних між собою певним способом. Три струми, зумовлені зазначеними е. р. с., утворюють систему трифазного змінного струму. Основоположником її техніки є видатний російський учений, винахідник і конструктор О. Доліво-Добровольський. Він же був творцем трифазних генератора, трансформатора, лінії електропередачі та електродвигуна. Завдяки цим винаходам електричний привод дістав велике поширення в промисловості.

Трифазний струм широко використовується в системах промислового і побутового електропостачання. Свого розвитку трифазний (а не скажімо дво- або чотирифазний) струм набув завдяки тому, що дозволяє легко створювати обертове магнітне поле, необхідне для електродвигунів змінного струму. Тридротова лінія електропередач ("трифазка") дозволяє передавати втричі більшу потужність, ніж дводротова лінія завдяки більшій рівномірності. Зараз трифазний струм є основним стандартом підключення побутових споживачів (будинків у містах, вулиць у селах) та непотужних промислових споживачів.

Основними перевагами трифазного струму над однофазним є можливість економічного передавання електричної енергії на великі відстані та висока якість трифазного електродвигуна.

Є диним джерелом трифазного струму є його генератор. На рис. схематично зображено модель генератора трифазного струму. Вона складається з електромагніту N — S, який створює магнітне поле, та циліндра з неферомагнітного матеріалу, на поверхні якого розміщено три котушки, зсунуті між собою на кут 120°. Число витків у котушках однакове. Коли циліндр обертається в магнітному полі, то в усіх трьох котушках індукуютьсяе.р.с., однакові за амплітудою й частотою, але зсунуті між собою за фазою на такий самий кут, як і котушки на поверхні циліндра, тобто на 120°.

Електростанції виробляють трифазний змінний струм. Генератор трифазного струму є як би три об'єднаних разом генератора змінного струму, що працюють так, щоб сила струму (і напруга) змінювалася у них не одночасно, а з відставанням на 1/3 періоду. Це здійснюється за рахунок зміщення котушок генераторів на 120° одна відносно іншої .

З'єднання зіркою Три незалежних кола можна об'єднати таким чином, що кінці фазних обмоток генератора та фази приймачів утворять два вузли .Таке об'єднання називається з 'єднанням зіркою. Провід, що з'єднує два вузли, називається нейтральним, або нейтраллю. Інші проводи (Аа, Вв, Сс) називаються лінійними. Напру­га на затискачах фаз генератора (або навантаження) називається фаз­ною напругою. Струм у обмотках фаз або фазних навантаженнях — це фазний струм. Напруга між лінійними проводами —лінійна напруга. 

Струм у лінійних проводах називається лінійним струмом. З'єднання трикутником Обмотки генератора та навантаження можна об'єднати і так:

Це з'єднання називається з'єднанням трикутни­ком. У цьому разі коло буде трипровідним. Із схеми з'єднання трикутником випливає

П ри симетричній системі напруг і симетричному навантаженні:

– активна потужність всього кола

– реактивна потужність всього кола

– повна потужність всього кола

Активна потужність всього кола при несиметричному (нерівномірному) навантаженні дорівнює алгебраїчній сумі реактивних потужностей окремих фаз і нейтрального проводу, а саме:

.

Реактивна потужність усього кола при нерівномірному наванта-

женні дорівнює алгебраїчній сумі реактивних потужностей окремих

фаз і нейтрального проводу, а саме:

П овна споживана потужність кола при несиметричному навантаженні: