Общие сведения. Тема Линейные трехфазные цепи с гармоническими напряжениями и токами

Тема Линейные трехфазные цепи с гармоническими напряжениями и токами

Многофазной системой называется совокупность нескольких электрических цепей (фаз), в каждой из которых действуют одинаковые ЭДС одной и той же частоты, но сдвинутые относительно друг друга на некоторый угол.

Если фазы электрически не связаны между собой, то система таких фаз называется несвязанной. Наибольшее распространение получили электрически связанные трехфазные системы, которые имеют меньшее количество проводов по сравнению с несвязанными цепями и являются экономичными и технически совершенными.

Создание в 1889 г. связанной трехфазной цепи переменного тока явилось важным событием в истории электротехники. Впервые такую цепь собрал выдающийся русский инженер М.О.Доливо-Добровольский. Им были разработаны основные звенья генерирования, передачи, распределения и преобразования электроэнергии трехфазного тока: трехфазный генератор, трансформатор и асинхронный двигатель.

Для получения связанной трехфазной цепи не требуются отдельные однофазные генераторы, а используется трехфазный генератор, отличающийся тем, что в пазах его статора размещены не одна, а три обмотки, оси которых повернуты в пространстве относительно друг друга на угол 120⁰. При вращении ротора в силу идентичности трех обмоток генератора в них наводятся ЭДС, имеющие одинаковую амплитуду и частоту, с начальными фазами, отличающимися друг от друга на треть периода. При равном числе витков обмоток фаз генератора, которые принято обозначать буквами А, В, С, индуктируемые ЭДС образуют симметричную трехфазную систему, векторная диаграмма которой показана на рис. 4.1.

Указанный на рис. 4.1 порядок чередования фаз называют прямым. Совокупность трех электрических цепей, в которых действуют синусои­дальные ЭДС одной и той же частоты, сдвинутые друг относительно друга по фазе на 120° и создаваемые общим источником электрической энергии, называются трехфазной системой.

Отдельные электрические цепи, входящие в состав трехфазной цепи, называются фазами этой цепи.

Мгновенные значения ЭДС трехфазных обмоток симметричного гене­ратора равны:

График изменения во времени ЭДС отдельных фаз показаны на рис.1.

Данная система ЭДС в комплексной форме для действующих значений записывается:

Векторная диаграмма ЭДС трехфазного симметричного источ­ника по­казана на рис.2.

Как видно из кривых (рис.1) и векторной диаграммы (рис.2), сумма ЭДС трехфазного генератора в любой момент времени равна нулю.

Если обмотки генератора не связаны электрически, то такая система представляет собой три самостоятельных однофазных системы (рис.3).

Режим работы отдельных фаз не оказывает влияния на режим работы других фаз. В практике такая система не применяется из экономических соображений.

Дата добавления: 2014-01-06