2. Обмотки ( фази) генератора можна з’єднувати зіркою або трикутником

З’єднати обмотки генератора зіркою – це з’єднати кінці обмоток X,Y, Z в одну точку, яка називаеться нульовою точкою або нейтраллю генератора. До нульовій точці генератора приєднується нульовий або нейтральний провід. До початків обмоток генератора приєднані три лінійних проводи, рис.4.1.

Рис.4.

Напруга між лінійним проводом та нульовим або між початком та кінцем фази називаеться фазною напругою. Фазні напруги позначаються U_A , U_B , U_C або в загальному вигляді - U_ф .

Напруга між двома лінійними проводами або між початками фаз називаеться лінійною напругою. Лінійні напруги позначаються U_AВ , U_BС , U_CА або в загально-

му вигляді – U_л

Співвідношення між лінійними та фазними напругами при з”єднанні обмоток генератора зіркою

U_л = U_ф

З’єднати обмотки генератора трикутником – це з’єднати кінець фази А (X) з початком фази В, кінець фази В (Y) з початком фази С. кінець фази С (Z) з початком фази А, рис.4.2. При такому з”єднанні обмоток фазні напруги дорівнюють лінійним, тобто

, ,

В загальному вигляді U_л = U_ф

Рис.4.3

3. Споживачі енергії, також як і обмотки генератора можуть бути з’єднані зіркою або трикутником.

З’єднати споживачі енергії зіркою. це значить підключити кожну з трьох груп споживачів між відповідним лінійним проводом і нульовим, тобто на фазну напругу. Рис.4.3.

Рис.4.4

Струм, який тече у лінійному проводі називаеться лінійним, позначається – I_л .

Струм, який тече у фазі споживача називається фазним – I_ф .

Як видно з рис. 4.3 при з”єднанні споживачів зіркою струми у лінійних проводах дорівнюють струмам у фазах. тобто

I_л = I_ф

Струми у фазах визначаються за формулами

, , .

При симетричній системі напруг

Кути зсуву фаз струмів відносно фазних напруг визначаються з формул

Струм в нульовому проводі можна визначити шляхом геометричної суми векторів

фазних струмів, векторна діаграма наведена на рис.4.4

Рис.4.4

Нейтральний провід при будь-якому навантаженні забезпечує однакові фазні напруги на споживачах. У нейтральний провід запобіжник не ставлять тому, що при неповній симетрії може виникнути явище „ перекіс фаз”. Це таке явище, коли у деяких фазах буде підвищена напруга, а у деяких –знижена напруга. Наявність нейтрального проводу дає змогу уникнути цього явища.

Якщо навантаження трьох фаз споживача однакова (трифазний двигун), то фазні струми будуть рівні між собою, і зсунути на однакові кути відносно відповідних фазних напруг, тобто система фазних струмів буде також симетрична

У цьому випадку струм у нейтральному проводі дорівнюю нулю, нейтральний провід не потрібен, векторна діаграма для даного випадку наведена на рис.4.5

Рис.4.5

З’єднати споживачі енергії трикутником – це значить з’єднати кожну з трьох груп споживачів між двома лінійними проводами, тобто на лінійну напругу -

рис. 4.6.

Рис.4.6

Як видно з рис.4.6 при з”єднанні споживачів енергії трикутником

U_Ф = U_Л

За позитивні напрями фазних струмів вибираємо напрями від А до В, від В до С і від С до А. За позитивні напрями лінійних струмів приймаємо напрями від генератора до споживача.

За першим законом Кірхгофа для діючих значень струмів для вузлів А.В та С можна написати:

Відкіля лінійні струми дорівнюють:

Фазні струми визначаються за законом Ома

На векторній діаграмі, рис.4.7, вектори лінійних струмів отримані як різниця відповідних фазних струмів

Рис.4.7

При рівномірному навантаженні фаз струм у лінійному проводі в разів більше за фазний струм

I_л = I_ф

Лекція 5

Тема. Трансформатори.

План

1. Призначення трансформаторів.

2. Будова однофазного трансформатора.

3. Основні режими роботи трансформатора

1. Необхідність передачі електричної енергії на велику відстань спричинила створення єдиних енергетичних систем. У лініях передачі витрачається від 10 до 15% електричної енергії, що виробляється. Щоб зменшити ці втрати, треба зменшити силу струму (витрати пропорційні квадрату сили струму), а для цього треба підвищити напругу під якою подається електрична енергія до сотень тисяч вольт. Підвищення напруги при передачі електроенергії та зменшення її для використання здійснюються трансформаторами. У 1876р. перший трансформатор побудував російський винахідник П.М. Яблочков.

Трансформатор – це електромагнітний апарат, що перетворює електричну енергію змінного струму з одними параметрами на електричну енергію з іншими параметрами. У трансформаторі перетворюються напруга, струм та початкова фаза. Незмінною залишається частота струму.

2. Найпростіший трансформатор має магнітопровід (осердя) і обмотки. Обмотка, яка має більшу кількість витків та менший переріз називається обмоткою вищої напруги. Обмотка, яка має меншу кількість витків, але більший переріз проводу називаеться обмоткою нижчої напруги. Обмотка, до затискачів якої підводиться електрична енергія, називаеться первиною обмоткою (w₁ ). Обмотка, до якої під”єднаються споживачі називається вторинною (w₂ ).

Рис.4.1.

Змінний струм у первинному колі індуктує основний потік Ф, що замикається у магнітопроводі, та потік розсіяння Ф_р1,що замикається у повітрі. Змінний магнітний Ф індуктує ЕРС у первинній та вторинній обмотках. Якщо до вторинної обмотки увімкнути навантаження, то почне протікати струм I₂ і виникає потік розсіяння вторинної обмотки Ф_р2, що замикається у повітрі. ЕРС, які індукуються в первинній та вторинній обмотках визначаються:

Важливою характеристикою трансформатора є коефіцієнт трансформації, котрий визначається як відношення ЕРС первинної обмотки до ЕРС вторинної обмотки. .

Основні рівняння при роботі трансформатора під навантаженням: