Соединение треугольником

Соединение фаз генератора или приемника треуголь­ником получается при соединении конца каждой фазы с началом следующей (рис. 28). Питание приемников, соединенных треугольником, осуществляется с помощью трех линейных проводов. При­емники включены непосредственно между линейными про­водами. Поэтому для данной схемы справедливо соот­ношение и_л— Uф, т. е. линейное напряжение равно фазному, а линейный ток при равномерной нагрузке в /3 раз больше фазного, т. е. /_Л=/37_Ф. Ток любой фазы треугольника (рис. 28) может за­мыкаться через два линейных провода, минуя две другие фазы. Это обусловливает независимость фаз треуголь­ника и нормальную их работу как при равномерной, так и при неравномерной нагрузке. Возможность нормаль­ного питания приемников при неравномерной нагрузке с помощью только трех проводов — одно из основных достоинств этой схемы по сравнению с соединением звездой. Недостатком схемы является то, что при обрыве одного линейного провода перестают нормально работать две прилегающие к нему фазы, в то время как при таком же повреждении в соединении звездой с нейтраль­ным проводом не работает только одна фаза. Схему соединения треугольником применяют в тех слу­ чаях, когда их номинальное напряжение Ua равно ли­ нейному напряжению V'л источника питания, т. е. U»= = U_л. По этой схеме могут работать электродвигатели, трансформаторы, электрические печи и другие приемники с равномерной и неравномерной нагрузкой. | Трехфазные приемники приходится часто подключать! к источникам с напряжением 220/127 и 380/220 В (чис-| литель — линейное напряжение, знаменатель — фазное).! Одни и те же приемники с номинальным напряжением! U„=220 В в сеть 220/127 В должны быть включены^ по схеме «треугольник», в сеть 380/220 В — по схеме i «звезда». В обоих случаях они находятся под номинальным напряжением и получают расчетную мощность. ;

19.Элементы трехфазных цепей. Способы соединения фаз трехфазного генератора, фазное и линейное напряжения

Трехфазная цепь состоит из трех основных элементов:  1) трехфазного генератора, в котором механическая энергия преобразуется в электрическую с трехфазной системой ЭДС;  2)линии передачи со всем необходимым оборудованием;  3)приемников (потребителей) , которые могут быть как трехфазными (например, трехфазные асинхронные двигатели) , так и однофазными (например, лампы накаливания).

Способы соединения фаз трехфазного генератора

В настоящее время электрическая энергия переменного тока вырабатывается, передается и распределяется между отдельными токоприемниками в системе трехфазных цепей.

Системой трехфазных цепей называют такую совокупность электрических цепей, в которой токоприемники получают питание от общего трехфазного генератора.

Трехфазным называется такой генератор, который имеет обмотку, состоящую из трех частей. Каждая часть этой обмотки называется фазой. Поэтому эти генераторы и получили название трехфазных.

Следует отметить, что термин «фаза» в электротехнике имеет два значения:

1. 1) в смысле определенной стадии периодического колебательного процесса и

2. 2) как наименование части электрической цепи переменного тока (например, часть обмотки электрической машины).

Для уяснения принципа действия трехфазного генератора обратимся к модели, схематически изображенной на рисунке 64. Модель состоит из статора, изготовленного в виде стального кольца, и ротора - постоянного магнита. На кольце статора расположена трехфазная обмотка с одинаковым числом витков в каждой фазе. Фазы обмотки смещены в пространстве одна относительно другой на угол 120°.

Представим себе, что ротор модели генератора приведен во вращение с постоянной скоростью против движения часовой стрелки. Тогда, вследствие непрерывного движения полюсов постоянного магнита относительно проводников обмотки статора, в каждой ее фазе будет наводиться э.д.с.

Применяя правило правой руки, можно убедиться, что э.д.с., наводимая в фазе обмотки северным полюсом вращающегося магнита, будет действовать в одном направлении, а наводимая южным полюсом - в другом. Следовательно, э.д.с. фазы генератора будет переменной.

Крайние точки (зажимы) каждой фазы генератора всегда размечают: одну крайнюю точку фазы называют началом, а другую - концом. Начала фаз обозначают латинскими буквами A, B, C, а концы их соответственно - X, Y, Z. Наименования «начало» и «конец» фазы дают, руководствуясь следующим правилом: положительная э. д. с. генератора действует в направлении от конца фазы к ее началу.

Э.д.с. генератора условимся считать положительной, если она наведена северным полюсом вращающегося магнита. Тогда разметка зажимов генератора для случая вращения его ротора против движения часовой стрелки должна быть такой, как показано на рисунке 64.

При постоянной скорости вращения полюсов ротора амплитуда и частота э.д.с., создаваемых в фазах обмотки статора, сохраняются неизменными. Однако в каждое мгновение величина и направление действия э.д.с. одной из фаз отличаются от величины и направления действия э.д.с. двух других фаз. Это объясняется пространственным смещением фаз. Все явления во второй фазе повторяют явления в первой фазе, но с опозданием. Говорят, что э. д. с. второй фазы отстает во времени от э.д.с. первой фазы. Они, например, в разное время достигают своих амплитудных значений. Действительно, наибольшее значение э.д.с., - наведенной в какой-либо фазе, будет в тот момент, когда центр полюса ротора проходит середину этой фазы. В частности, для момента времени, соответствующего расположению ротора, показанному на рисунке 64, электродвижущая сила первой фазы генератора будет положительной и максимальной. Положительное максимальное значение э.д.с. второй фазы наступит позже, когда ротор повернется на угол 120°. Поскольку за один оборот двухполюсного ротора генератора происходит полный цикл изменения э.д.с., то время T одного оборота является периодом изменения э.д.с. Очевидно, что для поворота ротора на 120° необходимо время, равное одной трети периода (T/3).

Следовательно, все стадии изменения э.д.с. второй фазы наступают позже соответствующих стадий изменения э.д.с. первой фазы на одну треть периода. Такое же отставание в периодическом изменении э.д.с. наблюдается в третьей фазе по отношению ко второй. Само собой разумеется, что по отношению к первой фазе периодические изменения э.д.с. третьей фазы совершаются с опозданием на две трети периода (2/3 T).

Путем придания соответствующей формы полюсам магнитов можно добиться изменения э.д.с. во времени по закону, близкому к синусоидальному.

Следовательно, если изменение э.д.с. первой фазы генератора происходит по закону синуса

e₁ = E_мsinωt ,

то закон изменения э.д.с. второй фазы может быть записан формулой

e₂ = E_м sinω (t − T/3) ,

а третьей - формулой

e₃ = E_м sinω (t − 2/3 T) ,

Сказанное иллюстрирует график рисунка 65.

Таким образом, можно сделать следующий вывод: при равномерном вращении полюсов ротора во всех трех фазах генератора наводятся переменные э.д.с. одинаковой частоты и амплитуды, периодические изменения которых по отношению друг к другу совершаются с запаздыванием на 1/3 периода.

В трехфазных цепях различают фазные и линейные напряжения. Фазное напряжение UФ – напряжение между началом и концом фазы или между линейным проводом и нейтралью (UA, UB, UC у источника; Ua, Ub, Uc у приемника). Если сопротивлением проводов можно пренебречь, то фазное напряжение в приемнике считают таким же, как и в источнике. (UA = Ua, UB = Ub, UC = Uc). За условно положительные направления фазных напряжений принимают направления от начала к концу фаз. Линейное напряжение (UЛ) – напряжение между линейными проводами или между одноименными выводами разных фаз (UAB, UBC, UCA). Условно положительные направления линейных напряжений приняты от точек, соответствующих первому индексу, к точкам соответствующим второму индексу. По аналогии с фазными и линейными напряжениями различают также фазные и линейные токи: Фазные (IФ) – это токи в фазах генератора и приемников.  Линейные (IЛ) – токи в линейных проводах. При соединении в звезду фазные и линейные токи равны IФ = IЛ. Ток, протекающий в нейтральном проводе, обозначают IN.

20.Трехпроводная и четырехпроводная электрические цепи