Основные схемы соединения трехфазных цепей.
Трехфазные цепи синусоидального тока. Электрическая цепь,состоящая из системы трех синусоидальных ЭДС, имеющих одну и ту же частоту и сдвинутых по фазе одна относительно другой на угол 2π/3 (120°), к которым с помощью соединительных проводов подключена нагрузка, называется трехфазной. Графики мгновенных значений трехфазной симметричной системы ЭДС с действующим значением каждой фазы изображены на рисунке 4.1, соответствующая векторная диаграмма – на рисунке 4.2.
Рисунок 4.1 – Графики мгновенных значенийтрехфазной симметричной
системы ЭДС
| Рисунок 4.2 – Векторная диаграмма трехфазной симметричной
системы ЭДС
| Следует отметить, что для трехфазных цепей положительное направление вещественной оси принято вверх, а не вправо, как для однофазных цепей (рисунок 4.2).
Трехфазную систему ЭДС получают путем равномерного вращения с постоянной угловой скоростью в магнитном поле трех одинаковых жестко скрепленных друг с другом катушек. Плоскости катушек смещены в пространстве друг относительно друга на 120°. В каждой катушке наводится синусоидальная ЭДС одинаковой амплитуды и сдвинутой по фазе на 120°.
Трехфазные цепи в настоящее время получили наибольшее распространение в современной электроэнергетике. Это объясняется рядом их преимуществ по сравнению как с однофазными, так и с другими многофазными цепями: экономичность производства и передачи энергии по сравнению с однофазными цепями; возможность сравнительно простого получения кругового вращающегося магнитного поля, необходимого для трехфазного асинхронного двигателя; возможность получения в одной установке двух эксплуатационных напряжений – фазного и линейного.
Трехфазная цепь состоит из трех основных элементов: трехфазного генератора, в котором механическая энергия преобразуется в электрическую, с трехфазной системой ЭДС; линий передачи со всем необходимым оборудованием; приемников (потребителей), которые могут быть как трехфазными (например, трехфазные асинхронные двигатели), так и однофазными (например, лампы накаливания).
На электрической схеме трехфазный генератор принято изображать в виде трех обмоток, расположенных под углом 120°. При соединении звездой одноименные зажимы трех обмоток объединяют в одну точку (рисунок 4.3), которую называют нулевой точкой генератора N.
а) б)
Рисунок 4.3 – Схема соединения трехфазных обмоток генератора звездой (а) и соответствующая векторная диаграмма напряжений (б)
Обмотки генератора обозначают буквами А, В, С; буквы ставят: А – у начала первой, В – у начала второй и С – у начала третьей фазы.
При соединении обмоток генератора треугольником (рисунок 4.4) конец первой обмотки генератора соединяют с началом второй, конец второй – с началом третьей, конец третьей – с началом первой. Геометрическая сумма ЭДС в замкнутом треугольнике равна нулю. Поэтому если к зажимам А, В, С не присоединена нагрузка, то по обмоткам генератора не будет протекать ток.
а) б)
Рисунок 4.4 – Схема соединения трехфазных обмоток генератора треугольником (а) и соответствующая векторная диаграмма напряжений (б)
Выделяют следующие схемы соединения трехфазного генератора с нагрузкой. В случаи соединения обмоток генератора звездой: звезда – звезда с нулевым проводом (рисунок 4.5), звезда – звезда без нулевого провода, звезда – треугольник.
Рисунок 4.5 – Схема соединения «звезда – звезда с нулевым проводом»
Нулевым проводом называют провод, соединяющий нулевую точку генератора N и нулевую точку нагрузки n, в которой объединены три конца трехфазной нагрузки при соединении ее звездой. Положительное направление тока нулевого провода общепринято от точки n к точке N.
Провода, соединяющие точки А, В, С генератора с точками a, b, c нагрузки, называют линейными. Текущие по линейным проводам токи , , называют линейными. Положительное направление линейных токов общепринято от генератора к нагрузке. Модули линейных токов в случае их равенства часто обозначают (не указав никакого дополнительного индекса). Напряжение между линейными проводами называют линейным и обозначают двумя индексами, например (линейное напряжение между точками А и В); модуль линейного напряжения обозначают . Каждую из трех обмоток генератора называют фазой генератора; каждую из трех нагрузок – фазой нагрузки; протекающие по ним токи – фазовыми токами генератора или соответственно нагрузки, а напряжения на них – фазовыми напряжениями .
Таким образом, при соединении обмоток трехфазного генератора звездой (рисунок 4.3 а) линейные напряжения определяются через разности фазных напряжений:
; ; . (4.1)
Для симметричного генератора (источника) фазные напряжения
; ; , (4.2)
линейные напряжения (рисунок 4.3 б)
; ; . (4.3)
Между линейными и фазными напряжениями для симметричного источника существует зависимость:
. (4.4)
В случае соединения обмоток генератора треугольником, выделяют следующие схемы соединения трехфазного генератора с нагрузкой: треугольник – звезда, треугольник – треугольник. При соединении обмоток трехфазного источника треугольником (рисунок 4.4 а) линейные напряжения равны фазным (рисунок 4.4 б)
. (4.5)
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:
©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.
|