В целях экономии обмотки трехфазного генератора соединяют звездой или треугольником.

ТЕМА: ТРЕХФАЗНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЦЕПИ

План

1. Принцип получения трехфазной ЭДС

2. Основные схемы соединения трехфазных цепей

3. Соединение трехфазной цепи звездой. Четырех- и трехпроводная цепи.

Назначение нулевого провода.

ПРИНЦИП ПОЛУЧЕНИЯ ТРЕХФАЗНОЙ ЭДС.

Три синусоидальные ЭДС одинаковой частоты и амплитуды, сдвинутые по фазе на 120°, образуют трехфазную симметричную систему. Аналогично получаются трехфазные системы напряжений и токов.

В настоящее время трехфазные системы получили широкое распространение, что объясняется главным образом следующими причинами:

1) при одинаковых условиях питание трехфазным током позволяет получить значительную экономию материала проводов по сравнению с тремя однофазными линиями;

2) при прочих равных условиях трехфазный генератор дешевле, легче и экономичнее, чем три однофазных генератора такой же общей мощности;
то же относится к трехфазным двигателям и трансформаторам;

3) трехфазная система токов позволяет получить вращающееся магнитное
поле с помощью трех неподвижных катушек, что существенно упрощает производство и эксплуатацию трехфазных двигателей;

4) при равномерной нагрузке трехфазный генератор создает на валу приводного двигателя постоянный момент в отличие от однофазного
генератора, у которого мощность и момент на валу пульсируют с двойной частотой тока.

Рис. 6.1. Принципиальная схема генератора

На рис. 6.1 изображена схема простейшего трехфазного генератора, с помощью которой легко пояснить принцип получения трехфазной ЭДС.

Простейший трехфазный генератор представляет собой три рамки, сдвинутые друг относительно друга на угол 120⁰. Эти рамки помещены в магнитное поле (между полюсами магнитов). Под действием магнитного поля рамки начинают вращаться.

В однородном магнитном поле постоянного магнита вращаются с

постоянной угловой скоростью три рамки, сдвинутые в пространстве одна относительно другой на угол 120°.

Если к каждой из рамок АХ, BY и CZ подсоединить нагрузку (посредством щеток и контактных колец), то в образовавшихся цепях появятся токи.

Следует отметить, что в реальном трехфазном генераторе три неподвижные обмотки размещаются на статоре, а магнитное поле, индукция которого распределена по синусоидальному закону, создается вращающимся ротором.

Трехфазный генератор, соединенный проводами с трехфазным потребителем, образует трехфазную цепь.

В трехфазной цепи протекает трехфазная система токов, т. е. синусоидальные токи с тремя различными фазами.
Участок цепи, по которому протекает один из токов, называют
фазой трехфазной цепи.

ОСНОВНЫЕ СХЕМЫСОЕДИНЕНИЯ ТРЕХФАЗНЫХ ЦЕПЕЙ

Возможны различные способы соединения обмоток генератора с нагрузкой. На рис. 6.4 показана несвязанная трехфазная цепь, в которой каждая обмотка генератора питает свою фазную нагрузку. Такую цепь, требующую шести соединительных про­водов, практически не применяют.

В целях экономии обмотки трехфазного генератора соединяют звездой или треугольником.

При этом число соединительных проводов от генератора к нагрузке уменьшается до трех или четырех.

Рис.6.4. Схема несвязанной трехфазной цепи Рис.6.5 Схема обмоток генератора,

соединенных звездой

На электрических схемах трехфазный генератор принято изображать в виде трех обмоток, расположен­ных под углом 120° друг к другу. При соединении звездой (рис. 6.5) концы этих обмоток объединяют в одну точку, которую называют нулевой точкой генератора и обозначают О.

Начала обмоток обозна­чают буквами А, В, С.

Рис.6.6. Схема обмоток генератора, соединенных треугольником

При соединении треугольником (рис. 6.6) конец первой обмотки генератора соединяют с началом вто­рой, конец второй — с началом третьей, конец треть­ей— с началом первой. К точкам А, В, С подсоеди­няют провода соединительной линии.

Отметим, что при отсутствии нагрузки ток в об­мотках такого соединения отсутствует, так как геомет­рическая сумма ЭДС Ед, Ев и Ее равна нулю.