Трехфазные электрические цепи

Основные сведения о трехфазных цепях

Трехфазная система цепей. При практическом использовании ЭЭ исключительное преимущество дает применение трехфазной системы цепей, представляющей собой совокупность трех сходных по конфигурации электрических цепей переменного тока, в которых действуют три периодические ЭДС одинаковой частоты, сдвинутые друг относительно друга по фазе. Отдельные цепи, входящие в такую систему, называются фазами и по стандарту обозначаются первыми тремя буквами латинского алфавита А, В, С. Этими же буквами помечаются в виде индексов и все величины, относящиеся к той или иной фазе трехфазной системы цепей.

Различают несвязанные трехфазные системы цепей, отдельные фазы которых электрически не соединены друг с другом, и связанные трехфазные системы цепей, в которых все три фазы электрически соединены друг с другом и, по существу, образуют одну электрическую цепь, сокращенно называемую трехфазной цепью.

Как правило, на практике встречаются симметричные трехфазные цепи, отдельные фазы которых одинаковы не только по конфигурации, но и по всем параметрам входящих в них элементов. Однако в некоторых случаях, в частности, в аварийных ситуациях, приходится сталкиваться и с несимметричными трехфазными цепями, в которых упомянутые условия не выполняются.

Заметим, что обычные электрические цепи переменного тока, с которыми мы имели дело до сих пор, в противоположность трехфазным цепям, часто называют однофазными цепями.

Простейший трехфазный генератор. Три ЭДС одинаковой частоты и сдвинутые друг относительно друга по фазе на определенные углы получают в специальных генераторах, называемых трехфазными генераторами.

Простейший по конструкции трехфазный генератор представляет собой три одинаковых жестко скрепленных друг с другом витка проволоки, расположенных в равномерном МП на оси, перпендикулярной направлению поля. Плоскости отдельных витков повернуты друг относительно друга на равные углы по 120°.

При вращении такой системы витков с постоянной угловой скоростью в каждом из них будет индуктироваться синусоидальная ЭДС, начальная фаза которой определяется начальным положением витка в поле. Так например, при начальном положении витка А, показанном на рис. 4.1, когда нормаль п4 к плоскости витка совпадает по направлению с МП, начальная фаза ЭДС ел, индуктирующейся в этом витке, будет равна нулю и, следовательно, эту ЭДС можно записать в виде е 4 = ЕАт sin со?.

Простейшая схема трехфазного генератора

Рис. 4.1. Простейшая схема трехфазного генератора

Расположив ЭДС обмотки А вдоль оси вещественных чисел комплексной плоскости, получаем запись ЭДС в следующем виде:

где — действующие значения фазных ЭДС генератора.

Величину е ,12° для краткости обозначают буквой а (e+J120 —а) и называют фазовым множителем. Используя его в формулах (4.1), получаем

Заметим, что

С учетом формул (4.1,6) очевидно, что сумма трех векторов симметричной системы фазных ЭДС генератора, показанных на рис. 4.1,6, равна нулю:

Если к обмоткам генератора (рис. 4.1,а) подсоединить нагрузочные сопротивления, получится простейшая (несвязанная) трехфазная цепь, состоящая из трех отдельных двухпроводных цепей, называемых фазами. Для отличия друг от друга их обозначают буквами А, В, С. На рис. 4.1 ,а этими буквами обозначены начала фазных обмоток генератора.

Термин «фаза», употребляемый здесь, следует отличать от термина «фаза», используемого в теории цепей синусоидального тока для обозначения стадии развития синусоиды тока, напряжения или ЭДС.

Обычно трехфазные цепи связывают звездой (условное обозначение — Y) или треугольником (условное обозначение — А).

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >