Трёхфазные цепи

1. Определение трёхфазной системы и её преимущество.

2. Принцип получения трехфазной системы ЭДС

3. Способы представления трёхфазных величин.

4. Схемы соединения элементов в трёхфазной системе.

   1. соединение элементов звездой с нейтральным проводом

   2. соединение элементов треугольником

Ход лекции:

1. Определение трёхфазной системы и её преимущество

Многофазной системой ЭДС (многофазной цепью) называют совокупность однофазных систем (однофазных цепей) в которых действует система ЭДС, равных по величине и частоте и сдвинутых по фазе одна относительно другой на угол , где m – количество фаз в многофазной системе.

Если 3 фазы, то угол сдвига фаз между ЭДС = 120^о

Фаза – однофазная цепь, содержащая источник питания, линию проводной связи и потребитель (нагрузку).

Симметричная – система, равная по частоте и величине ЭДС, сдвинутой на один и тот же по фазе угол.

2. Принцип получения трёхфазной системы эдс.

A, B, C – начала катушек

X, y, я – концы катушек

Если магнит NS вращать с постоянной частотой ω=const, то по закону Фарадея в катушках возникает ЭДС.

l_A = E_msin(ωt + 0^o)

l_B = E_msin(ωt - 120^o)

l_C = E_msin(ωt +120^o)

Для симметричной системы ЭДС сумма их мгновенных значений в любой момент времени равна нулю.

Схема замещения трёхфазного генератора:

К преимуществам трёхфазной системы относят:

1. Габариты трёхфазных генераторов и двигателей меньше однофазных.

2. Трёхфазная система позволяет получить вращающееся магнитное поле, без которого не возможен принцип действия самого самого распространенного асинхронного двигателя.

3. Конструкция трёхфазных генераторов позволяет получить от одной установки 2 разных по величине напряжения: линейное и фазное.

4. Трёхфазная система универсальная из неё можно получить трёхфазный и однофазный генератор.

3. Способы представления.

1. в виде тригонометрического выражения

l_A = E_msin(ωt + 0^o)

l_B = E_msin(ωt - 120^o)

l_C = E_msin(ωt +120^o)

2. в виде временных диаграмм

2. в виде векторных диаграмм

2. в виде комплексных чисел.

_A = Ee^j0

_B = Ee^-120j

_C = Ee^120j

Изобразим векторную диаграмму ЭДС на комплексной плоскости.

4. Схемы соединения элементов трёхфазной системы.

Соединение звездой с нейтральным проводом.

Рассмотрим связанную систему ЭДС, у которой начала фаз выведены в клемную коробку, а концы фаз спаяны в общую точку N, получившую название нейтраль. (потенциал нейтрали равен нулю, поэтому старое название нулевая точка)

Соединение фаз, при котором концы фаз спаяны в общую точку n называется соединение «ЗВЕЗДОЙ».

Если нейтральный провод есть, то звезда с нейтралью, если нейтральный провод отсутствует, то без нейтрали.

Провода, соединяющие начала фаз и нагрузки – линейные Aa, Bb, Cc.

Нейтральный провод – Nn, соединяет нейтрали.

Условно положительные направления величин.

Линейными называют напряжения между линейными проводами в порядке прямого чередования фаз: A – B – C, - то есть когда ротор электрогенератора вращается по часовой стрелке.

Обратное чередование фаз: A – C – B против часовой стрелки.

U_AB, U_BC, U_AC – линейные

Фазными называются напряжения между линейными и нейтральными проводами.

U_A, U_B, U_C

При отсутствии нейтрального провода фазными напряжениями называются напряжения между началом и концом фаз. U_a, U_b, U_c.

Линейный ток – ток, протекающий по линейным проводам от генератора к нагрузке. I_A, I_B, I_C – линейные токи.

Фазные токи – токи, протекающие по фазам от генератора к нагрузке.

По характеру схемы ток фазный и линейный равны: I_Л=I_Ф.

Ток нейтрального провода направлен от нагрузки к генератору. По первому закону Кирхгофа для точки n: