11. Трехфазный синхронный генератор.

Не только на машины постоянного тока распространяется принцип обратимости, но также и на машины переменного тока. Машины переменного тока бывают синхронными или асинхронными. В основном в качестве генераторов используют синхронные электрические машины. Из науки физики нам известно, что если вращать ротор-электромагнит, то в обмотке статора станет индуцироваться переменная электродвижущая сила. Такое явление лежит во главе конструкции однофазного генератора переменного тока. Увеличить число пар полюсов можно изменяя конструкцию ротора. Если же изготовить генератор с восьмиполюсным ротором, то есть сделать четыре пары полюсов, то при частоте вращения ротора 3000 об/мин в обмотке статора будет индуцироваться переменная ЭДС частоты 200 Гц. Так, изменяя частоту вращения ротора и его число пар полюсов, можно получить переменную ЭДС необходимой частоты.

Частоту ЭДС в общем случае определяют по формуле:

• f – частота переменной ЭДС, Гц; 

• р – число пар полюсов;

• п – частота вращения ротора, об/мин.

Многофазной тоже можно сделать обмотку статора. Трехфазная система переменного тока получила самое большое распространение на практике. Электромагнит при вращающем состоянии образовывает переменный магнитный поток, который в свою очередь пересекает расположенные под углом 120° по отношению к друг другу три фазы обмотки статора. В результате в фазах обмотки образуется переменная ЭДС одинаковой частоты, но с углом сдвига фаз, равным 1/3 периода вращения магнитного поля.

Рассмотрим конструкцию синхронного трехфазного генератора. Его укрепленный на валу ротор представляет собой электромагнит; установленный на этом же валу генератор постоянного тока служит для питания обмотки ротора. На момент вращение вала, например, при помощи турбины, генератор постоянного тока вырабатывает электрическую энергию и питает ею обмотку ротора. Отчего ротор становится электромагнитом и, совершая обороты, вместе с валом производит вращающееся магнитное поле. При данной работе в трех фазах обмотки статора будут индуцироваться три ЭДС.

При помощи синхронных трехфазных турбо- и гидрогенераторов производится преобладающая часть электрической энергии. Также синхронные машины используют в качестве электрических двигателей, особенно в установках мощностью свыше 50 кВт. При работе синхронной машины в режиме двигателя обмотку ротора подключают к источнику постоянного тока, а обмотку статора – к трехфазной сети. В устройствах автоматического управления используют синхронные электродвигатели малой мощности – от долей до нескольких десятков ватт.

12. Системы соединения трехфазных цепей

Т рехфазной (многофазной) системой электрических цепей называется система, состоящая из трех (нескольких) электрических цепей переменного тока одной частоты, э. д. с. которых имеют разные начальные фазы.

Трехфазная система переменного тока получила широчайшее распространение, как система, обеспечивающая более экономичную передачу энергии по сравнению с однофазной системой. Кроме того, она позволяет создать простые по устройству и надежные в эксплуатация генераторы, двигатели и трансформаторы.

Изобретение трехфазной системы и создание трехфазного генератора, трехфазного электродвигателя и трехфазного трансформатора принадлежит выдающемуся русскому инженеру М. О. Доливо-Добровольскому.

Отдельные цепи трехфазной системы сокращенно называются фазами. Трехфазную систему электрических цепей, соединенных друг с другом, называют трехфазной цепью.