3. Соединение обмоток генератора треугольником

При соединении обмоток трехфазного генератора треу­гольником (рис.7.7) конец первой обмотки X соединяется с началом второй обмотки В, конец второй обмотки Y соеди­няется с началом третьей обмотки С и конец третьей обмотки Z с началом первой А.

Три линейных провода, идущих к приемникам энергии, присоединяются к началам фаз А, В и С.Из рис. 7 ясно, что при таком соединении обмоток фазные напряжения равны линейным, т. е.

Uab = Ua: Ubc = U_В; U_ca = U_c.

При соединении треугольником три фазы генератора образуют замкнутый контур с весьма малым сопротивлением. Очевидно, что такое соединение допустимо только в том слу­чае, если сумма ЭДС, действующих в этом контуре, будет равна нулю. Так как в противном случае в контуре даже при отсутствии нагрузки возникнет значительный ток, могу­щий вызвать перегрев генератора.

Рис.7.Схема соединения обмоток генератора треугольником

Сумма трех симметричных э. д. с, действующих в об­мотках генератора, равна нулю. В этом легко убедиться, складывая векторы ЭДС. На рис. 7 даны три вектора ЭДС. Складывая Е_А и Е_В, получаем вектор, равный и противоположный вектору Е_С, т. е.Еа + Е_В = — Е_С, а следовательно, сумма трех векторов э. д. с. равна нулю, т. е.Е_А + Е_В + Е_С = 0.

В связи с тем, что значительная часть приемников, включаемых в трехфазные цепи, бывает несимметричной, очень важно на практике, например, в схемах с осветительными приборами, обеспечивать независимость режимов работы отдельных фаз. Кроме четырехпроводной, подобными свойствами обладают и трехпроводные цепи при соединении фаз приемника в треугольник. Но в треугольник также можно соединить и фазы генератора (см. рис. 8). 

Для симметричной системы ЭДС имеем Еа + Е_В + Е_С = 0

Таким образом, при отсутствии нагрузки в фазах генератора в схеме на рис. 8токи будут равны нулю. Однако, если поменять местами начало и конец любой из фаз,то ∑Е ≠ 0и в треугольнике будет протекатьток короткого замыкания. Следовательно, для треугольника нужнострого соблюдать порядок соединения фаз: начало одной фазы соединяется с концом другой.

Схема соединения фаз генератора и приемника в треугольник представлена на рис. 8, 9.

Рис.8. Рис.9.

Рис. 10. Диаграмма напряжений и токов по схеме треугольником

Очевидно, что при соединении в треугольник линейные напряжения равны соответствующим фазным. По первому закону Кирхгофа связь между линейными и фазными токами приемника определяется соотношениями:

I_a = I_ab— I_ca:

I_В =I_bc —I_ab;

I_c = I_ca — I_bc

Аналогично можно выразить линейные токи через фазные токи генератора.

На рис.10представлена векторная диаграмма симметричной системы линейных и фазных токов: при симметрии токов I_Л = √3I_Ф

Помимо рассмотренных соединений «звезда - звезда» и «треугольник - треугольник» на практике также применяются схемы «звезда - треугольник» и «треугольник - звезда».

Опасно неправильное соединение обмоток генератора треугольником!

Рис. 11. Неправильная схема соединения обмоток генератора треугольником

Рис. 12. Векторная диаграмма ЭДС генератора, соединенного по схеме рис. 11.

На рис. 11 дана одна из возможных не­правильных схем соединения, в которой конец первой фазы X правильно соединен с началом второй фазы В, но конец второй фазы Y соединен не с началом третьей фазы С, а с ее концом Z, и начало третьей фазы С соединено с началом первой фазы А, вследствие чего э. д. с. Ее не складывается с остальными э. д. с, а вычитается из их сумм. Результирующая э. д. с. может быть определена из векторной диа­граммы рис. 12, на которой произведено сложение векторов Е_А, Е_В и — Е_С. Сумма этих трех векторов, как видно из диаграммы, равна удвоенному вектору Е_с, т. е.

Еа + Е_В — Е_С = — 2Е_С.

Таким образом, в этом случае э. д. с. замкнутого контура по абсолютной величине равна удвоенному значению фазной э. д. с, что при малом сопротивлении контура (обмоток генератора) равносильно короткому замыканию.