трифазні ланцюга
Трифазні електричні ланцюги
При обертанні ротора в обмотках статора наводяться ЕРС які беруть максимальні значення при перетині віссю полюсів ротора провідників статорних обмоток. Для кожної з трьох обмоток це відбувається в свій, певний момент часу, тому що наводяться в обмотках ЕРС не збігаються по фазі.
Генератори з декількома обмотками, в яких наводяться ЕРС однакової частоти, зсунуті відносно один одного по фазі, називаються багатофазними генераторами або багатофазними джерелами живлення.
Сукупність електричних ланцюгів і багатофазних джерел живлення називають багатофазної системою електричних ланцюгів.
В силу ряду переваг, що розглядаються нижче, багатофазні електричні ланцюги надзвичайно широко використовуються на практиці. В електроенергетиці застосовуються майже виключно трифазні ланцюга.
У 1889 році М.О.Доливо-Добровольським, які працювали в стінах нашого університету, був винайдений і побудований трифазний асинхронний двигун. Подальші роботи цього вченого над створенням усіх ланок трифазної системи в значній мірі визначили прогрес у розвитку і широке впровадження в практику трифазних електричних ланцюгів.
Введемо основні поняття і терміни, що характеризують трифазні ланцюга.
Трифазної ланцюгом будемо називати сукупність електричних ланцюгів, в яких діють три синусоидально змінюються в часі е.р.с. однієї і тієї ж частоти, зсунуті одна відносно іншої по фазі і створювані загальним джерелом електричної енергії.
Окремі електричні ланцюги, що входять до складу трифазного електричного кола, називають фазами.
Сукупність е.р.с. напруг і струмів в трифазного ланцюга будемо називати трифазною системою е.р.с. напруг і струмів. Симетричною вважатимемо трифазну систему е.р.с. (Напруг, струмів), в якій е.р.с. (Напруга, струм) в окремих фазах мають однакову амплітуду і відстають один від одного на один і той же кут. В трифазного ланцюга можуть діяти симетричні системи е.р.с. прямий, зворотної та нульової послідовності.
Симетрична система прямої послідовності
Кут зсуву між фазами е.р.с. складає, тобто справедливі співвідношення
Для діючих значень е.р.с. в комплексній формі можна записати:
Симетрична система зворотній послідовності
Кут зсуву між фазами е.р.с. становить (з огляду на періодичність синусоїдальної функції, цього кутку еквівалентний кут), отже
Діючі значення е.р.с. в комплексній формі в цьому випадку приймають значення
Симетрична система нульової послідовності
Кут зсуву між фазами е.р.с. дорівнює нулю, отже
Симетричним системам прямої, зворотної і нульової послідовностей відповідають векторні діаграми
Відзначимо, що при обертанні векторів на діаграмі (як зазвичай, проти годинникової стрілки) вектора прямої послідовності проходять вертикальне положення в черговості ,,, а вектора зворотній послідовності в порядку ,, (тобто. В зворотному порядку).
Важлива властивість систем прямий іобратнойпоследовательностей полягає в тому, що сума е.р.с. у всіх фазах дорівнює нулю
Все сказане вище відноситься і до симетричним системам напруг і струмів. Зокрема, для систем прямий і зворотної послідовностей справедливі співвідношення:
Несиметричними системами будемо називати трифазні системи, що не відповідають зазначеним вище вимогам симетрії.
Розглянемо способи з'єднання джерел і приймачів в трифазних ланцюгах. Основними видами з'єднань є з'єднання зіркою (рис. 11.1) і з'єднання трикутником (рис. 11.2).
При з'єднанні зіркою все окремі гілки джерела або приймача з'єднуються в одній точці, яка називається нейтральною (нульовою). Ці гілки прийнято називати фазами, а діючі в них струми і напруги фазними.
У разі, якщо нульові точки приймача і джерела пов'язані окремим проводом, то такий провід називається нульовим.
Між собою трифазні джерело і приймач з'єднуються так званими лінійними проводами. Відповідно струми в цих проводах і напруги між ними називаютсялінейнимі.
Схеми з'єднання обмоток джерела живлення і ланцюгів приймача не залежать одне від одного. В одній і тій же ланцюга можуть бути присутніми джерела живлення і приймачі з різними схемами з'єднання.
Зв'язки між фазними і лінійними струмами і напругами залежать від типу з'єднання трифазного ланцюга. При з'єднанні зіркою лінійні струми одночасно є фазними, а лінійні напруги представляють собою різницю фазних напруг:
При з'єднанні трикутником фазні напруги одночасно є лінійними, а лінійні струми визначаються як різниця фазних струмів:
.