Основные понятия многофазных цепей

ЦЕПИ ТРЕХФАЗНОГО ТОКА

ЛЕКЦИЯ №19

Многофазной системой называется совокупность электрических цепей, называемых фазами, в которых действуют синусоидальные напряжения одной и той же частоты, отличающиеся друг от друга по амплитуде и фазе.

Среди многофазных систем чаще используются симметричные многофазные системы, в которых ЭДС, напряжения и токи равны соответственно друг другу по величине и сдвинуты по фазе на угол

a = 2×p / m, (7.1)

где m – число фаз.

На практике встречаются двух-, трех-, шести- и двенадцатифазные системы.

Наибольшее распространение получила трехфазная система, созданная в 90-х годах 19-го столетия М.О. Доливо-Добровольским. При этом им был разработан трехфазный асинхронный двигатель – наиболее простой по конструкции преобразователь электрической энергии в механическую.

Схематичная конструкция трехфазного синхронного генератора показана на рис. 7.1.

Каждая из фаз обмотки статора здесь представлена двумя проводами, образующими виток. Начала и концы обмоток фаз обозначены, соответственно, A - X, B - Y, C - Z. К ним подсоединяется внешняя цепь. Обмотки статора сдвинуты в пространстве на угол a = 2×p / 3 рад = 120 электрических градусов.

Ротор, представляющий собой электромагнит постоянного тока, выполняется таким образом, чтобы магнитное поле в воздушном зазоре распределялось по синусоидальному закону. Поэтому ротор, приводимый во вращение первичным двигателем, наводит в фазах обмотки статора синусоидальные ЭДС. Наводимые в обмотках ЭДС максимальны, когда ось полюсов ротора пересекает проводники статора. Для различных обмоток это происходит в разные моменты времени. Поэтому наводимые ЭДС не совпадают по фазам

(7.2)

В дальнейшем будем полагать угол y = 0.

График изменения мгновенных значений ЭДС для этого случая изображен на рис. 7.2.

Комплексные действующие значения ЭДС запишутся как

(7.3)

Векторная диаграмма имеет вид, показанный на рис. 7.3.

Порядок, в котором ЭДС генератора проходят максимум, называется последовательностью фаз или порядком чередования фаз. При указанном на рис.7.1 направлении вращения ротора последовательность фаз ABC. Если изменить направление вращения последовательность фаз будет обратной (ACB).

Рассмотренная совокупность ЭДС называется трехфазной системой ЭДС. Такая система называется симметричной, если все ЭДС (напряжения, токи) равны по амплитуде и сдвинуты между собой на один и тот же угол .

Если эти условия не выполняются, то система называется несимметричной. Несимметрия бывает трех видов:

1) амплитудная, когда ;

2) фазовая, когда ;

3) комбинированная, когда не равны друг другу и амплитуды, и фазовые сдвиги различных фаз.

Дата добавления: 2014-01-04