Трехфазный ток

Трехфазной системой переменного тока называют совокупность трех однофазных переменных токов одинаковой частоты и амплитуды, сдвинутых друг относительно друга на 1/3 периода или 120⁰. Изобретена и разработана система во всех деталях, включая генератор, трансформатор и асинхронный двигатель, выдающимся русским ученым М.О. Доливо-Добровольским в 1889 – 1891 гг.

Кратко рассмотрим устройство трехфазного генератора (рис.13). Генератор состоит из трех одинаковых изолированных друг от друга обмоток, расположенных на статоре и разнесенных в пространстве на 120⁰. В центре статора вращается электромагнит.

.

Рис.13. Устройство трехфазного генератора

По закону электромагнитной индукции в обмотках будут индуцироваться ЭДС равной амплитуды и частоты, отличающиеся друг от друга на 120. Каждую обмотку называют фазой. Если сопротивления нагрузок в каждой фазе будут одинаковы как по величине, так и по характеру, то режим в такой системе называют симметричным. Невыполнение этих условий является причиной несимметричного режима.

Чтобы образовать из этих независимых однофазных систем единую трехфазную систему, необходимо определенным образом электрически соединить обмотки.

1) Соединение звездой (рис.14): концы всех обмоток соединены в общую точку, а к началу каждой фазы присоединяют линейные провода, идущие к потребителям электрической энергии. К общей точке в четырехпроводной системе присоединяют нулевой провод или нейтраль.

Iл = Iф (35)   Uл = Uф· (36)

Рис.14. Соединение звездой и электрические параметры.

2) Соединение треугольником (рис.15): к концу каждой фазы присоединяют начало следующей, а к этим точкам присоединяют линейные провода.

Iл = Iф· (37) Uл = Uф (38)

Рис.15. Соединение треугольником и электрические параметры.

В цепях трехфазного тока независимо от способа соединения различают два типа напряжения: линейное и фазное; и два типа тока: линейный и фазный. В цепях с симметричной нагрузкой нулевой провод не нужен. Таковыми являются, например, электродвигатели. Однако при несимметричной нагрузке отсутствие нулевого провода приведет к перераспределению фазных напряжений, в результате чего некоторые из них могут стать выше номинального, что недопустимо. Если же при несимметричной нагрузке включить нулевой провод, то все фазные напряжения станут равными номинальному, а по нулевому проводу будет протекать некоторый ток. Установка предохранителей в нулевом проводе на распределительных щитах категорически запрещена.

Наличие двух способов включения нагрузок расширяет возможности потребителей. Например, если каждая из трех обмоток двигателя рассчитана на напряжение 220В, то электродвигатель может быть включен треугольником в сеть 220/127 В или звездой в сеть 380/220 В. Соединение треугольником чаще всего используется в силовых установках (электродвигатели и т.д.), где нагрузка близка к равномерной. В трехфазных цепях способ включения нагрузки (звездой или треугольником) не зависит от способа включения обмоток генератора или трансформатора, питающего цепь.

Дата добавления: 2014-12-17