Тема 6. Трехфазные цепи переменного тока (16 часов) Занятие 49 Устройство трехфазного генератора.

Однофазные системы малоэффективны вследствие несовершенства однофазных электроаппаратов, в частности электромашин. Так, например при одинаковых габаритах, массе активных материалов (стали и меди) мощность однофазной машины в 1,5 раза меньше трехфазной машины.

Многофазной системой называется цепь переменного тока, в которой действуют две и более ЭДС одинаковой частоты, но взаимно смещенные по фазе на определенные углы. Отдельные цепи, составляющие многофазную систему, называются фазами.

Трехфазная система состоит из трех электрических цепей, ЭДС источников которых имеют одинаковую частоту, но сдвинуты по фазе относительно друг друга на угол 120 градусов. См. рис.47.1.

Рис.47. 1. а) График ЭДС в трехфазной сети б) Векторная диаграмма трехфазной сети

В качестве источника электрической энергии в трехфазной цепи используется трехфазный генератор.(см. рис.47.2).

Рис.47. 2. Схема устройства трехфазного генератора и условное обозначение трехфазной обмотки.

Рис.47.3. Устройство трехфазного генератора

Трехфазная обмотка, расположенная на статоре генератора, представляет собой три катушки электрически сдвинутые относительно друг друга на угол 120°. При вращении ротора, представляющего собой постоянный электромагнит, его магнитное поле пересекает катушки, наводя в них ЭДС, сдвинутые относительно друг друга на угол 120°. (см. рис.47.1.а.)

Катушки (фазы) трехфазного генератора можно соединять звездой или треугольником. Таким же способом можно соединять и потребители электрической энергии.

Занятие 50 Соединение трехфазной цепи звездой.

Рис.50.1. Схема соединения трехфазной сети "звездой"

При соединении обмоток генератора "звездой " концы всех трех фаз x, y, z соединяются между собой, а от начал выводятся провода, отводящие энергию в сеть. Полученные таким образом три провода называются линейными, а напряжения между любыми двумя линейными проводами – линейными напряжениями Uл.

От общей точки соединения концов трех фаз ( нулевой точки ) может быть отведен четвертый провод, называемый нулевым. Напряжение между любым из трех линейных проводов и нулевым проводом называется фазным напряжением.Uф.

При соединении "звездой", соотношения между линейным и фазным напряжениями равны:

При соединении "звездой", соотношения между линейным и фазным токами

Iл = Iф

Государственный стандарт предусматривает Uл = 380 В, Uф = 220 В

Занятие 51 Соединение трехфазной цепи треугольником.

Рис.51.1. Схема соединения трехфазной сети "треугольником"

При соединении обмоток генератора "треугольником", начало каждой фазы соединяется с концом обмотки другой фазы. Таким образом три фазы генератора образуют замкнутый контур, в котором действует ЭДС , равная геометрической сумме ЭДС , индуктированных в фазах. Линейные провода при соединении треугольником подключены к точкам соединения начала одной фазы и конца другой. Напряжения между линейными проводами равно напряжению между началом и концом одной фазы.

При соединении треугольником линейное напряжение Uл равно фазному U ф.

Uл = U ф

При соединении "треугольником", соотношения между линейным и фазным токами равны:

Iл = 1,73 Iф