В том же 1889 году М. О. Доливо-Добровольский изобрел трёхфазный трансформатор (германский патент №56359 от 29 августа 1889 года). Вначале это был трансформатор с радиальным расположением сердечников. Затем было предложено несколько конструкций так называемых «призматических» трансформаторов, в которых удалось получить более компактную форму магнитопровода.
Трехфазные сети широко распространены в энергетике и используются для производства и передачи электрической энергии. Трехфазные системы были разработаны русским электриком М.О.Доливо-Добровольским
(1862 – 1919 гг.) и представляют собой систему из трёх источников переменного тока, ЭДС которых сдвинуты друг относительно друга на угол 120°(рисунок 5).
Рисунок 5- система из трёх источников переменного тока.
Это трёхпроводная и четырёхпроводная линии. Напряжение каждого генератора – фазное напряжение, а напряжение между фазами - линейное напряжение.
На рисунке 6 изображены временные зависимости для фазных и линейных ЭДС трехфазной системы напряжений.
Рисунок 6- временные зависимости для фазных и линейных ЭДС.
Трансформирование трехфазного тока можно осуществить тремя однофазными трансформаторами, соединенными в трансформаторную группу (так называемый групповой трансформатор) или трёхфазным трансформатором. Обмотки первичной и вторичной цепей соединяются одним из способов: ”звезда” - Y, “треугольник” - ∆, “зигзаг” - Z.
Обмотки трехфазных трансформаторов принято соединять по следующим схемам: звезда; звезда с нулевым выводом; треугольник; зигзаг с нулевым выводом. Схемы соединения обмоток трансформатора обозначают дробью, в числителе которой указана схема соединения обмоток ВН (высшего напряжения), а в знаменателе - обмоток НН (низшего напряжения). Например, Y/Δ означает, что обмотки ВН соединены в звезду, а обмотки НН - в треугольник.
|
Соединение в зигзаг применяют только в трансформаторах специального назначения, например для выпрямителей. При соединении в зигзаг каждую фазу обмотки НН делят на две части, располагая их на разных стержнях. Указанные части обмоток соединяют так, чтобы конец одной части фазной обмотки был присоединен к концу другой части этой же обмотки, расположенной на другом стержне. Зигзаг называют равноплечным, если части обмоток, располагаемые на разных стержнях и соединяемые последовательно, одинаковы, и неравноплечными, если эти части неодинаковы. При соединении в зигзаг ЭДС отдельных частей обмоток геометрически вычитаются.
Выводы обмоток трансформаторов принято обозначать следующим образом: обмотки ВН - начало обмоток А, В, С, соответствующие концы X, Y, Z; обмотки НН - начала обмоток а, b, с, соответствующие концы х, у, z.
При соединении обмоток звездой линейное напряжение больше фазного в раз, а при соединении обмоток треугольником линейное напряжение равно фазному (Uл = Uф).
Отношение линейных напряжений трехфазного трансформатора определяется следующим образом:
Схема соединения обмоток | Y/Y | Δ/Y | Δ/Δ | Y/Δ |
Отношение линейных напряжений | w1/w2 | w1/( w2) | w1/w2 | w1/w2 |
Видно, что отношение линейных напряжений в трехфазном трансформаторе определяется не только отношением чисел витков фазных обмоток, но и схемой их соединения. Рассмотрим способ соединения “звезда”.
|
На рисунке 7 изображена векторная диаграмма напряжений и условное обозначение схемы соединения обмоток трансформатора.
Рисунок 7- векторная диаграмма напряжений.
Точка на схеме трансформатора обозначает конец вектора ЭДС или начало обмотки.
При соединении звездой линейные (Iл) и фазные токи (Iф) одинаковы, потому что для тока, проходящего через фазную обмотку, нет иного пути, кроме линейного провода. Линейные напряжения (Uл) больше фазных (Uф) в раза.
Соединение в звезду выполняется с нулевым выводом или без него, что является достоинством схемы соединения
Соединение в “треугольник”:
При соединении треугольником Uл = Uф,потому что каждыедва линейных провода присоединены к началу и концу одной из фазных обмоток, а все фазные обмотки одинаковы,где j - угол сдвига фаз между напряжением и током.
Главные изобретения
-Трёхфазный асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором типа «беличья клетка» (1889);
- Трёхфазный асинхронный двигатель с фазным ротором и пусковым реостатом (чертеж представлен, например, в 1899 году при докладе на Первом Всероссийском электротехническом съезде, см. также британский патент №20425 от 15 декабря 1890 года на фазный ротор);
-Искрогасительная решётка для выключателей (германские патенты №266745 и №272742 от 4 мая и 24 июля 1912 года соответственно);
-Фазометр (1892, германский патент №68215 от 14 апреля 1892 года под названием «Vorrichtung zur Bestimmung des Phasenunterschiedes zwischen zwei Wechselströmen»);
-Стрелочный частотомер (1897);
Список литературы
1. https://ru.wikipedia.org/wiki/Доливо-Добровольский,_Михаил_Осипович
2. https://nplit.ru/books/item/f00/s00/z0000054/st048.shtml
3. https://lib.rosenergoservis.ru/ocherki-po-istorii-elektrotehniki.html?start=34
4. https://www.great-country.ru/content/sov_nauka/mi_first/mi_0020.php
5. https://www.libma.ru/tehnicheskie_nauki/russkie_yelektrotehniki/p9.php
6. https://www.studfiles.ru/preview/2926254/page:5/
7. https://electric-220.ru/news/trekhfaznye_transformatory/2017-01-05-1151