Получение трехфазной системы ЭДС.

Основные понятия и определения трехфазных цепей.

    

Получение трехфазной системы ЭДС. В современных условиях электрическая энергия вырабатывается преимущественно источниками энергии с трехфазной системой напряжений. Такие источники широко применяют в технике. Объясняется это тем, что трехфазная система переменного тока является наиболее экономичной. Источником электрической энергии в трехфазных цепях являются синхронные генераторы. Простейший синхронный генератор имеет на статоре три одинаковые обмотки, сдвинутые в пространстве на относительно друг друга. Начала обмоток обозначают буквами А,В,С – концы обмоток – Х,Y,Z. При вращении ротора, выполненного в виде электромагнита, в обмотках статора индуцируются три синусоидальные ЭДС одинаковой частоты и амплитуды, сдвинутые по фазе на .

       Если начальную фазу  принять равной нулю, то мгновенные значения ЭДС будут иметь вид:

 

 

Трехфазную систему ЭДС можно изобразить в виде трех векторов, сдвинутых на :

 

Основные понятия и определения трехфазных цепей. Электрическая цепь, в ветвях которой действуют три синусоидальные ЭДС, имеющие одинаковые амплитуды и частоту, но сдвинутые по фазе относительно друг друга на , называется трехфазной.

Часть трехфазной цепи, в которой может протекать один из токов трехфазной системы, тоже называют фазой. Фазой является и обмотка генератора, в которой индуцируется ЭДС и приемник, присоединенный к этой обмотке.

Если концы всех обмоток генератора (точки Х,Y,Z) соединить в один узел, который называют нейтральной точкой –N, то получим схему соединения обмоток генератора звездой.

 

 

Напряжение между началом и концом обмотки генератора называют фазным напряжением - , , . Напряжение между началом одной обмотки и началом другой обмотки называют линейным - , , . Фазные и линейные напряжения связаны между собой уравнениями:

 

следовательно:

                                  

                                      

 

Им соответствует векторная диаграмма линейных и фазных напряжений. Из векторной диаграммы видно, что

          

 

 

                                или      

 

Если обмотки генератора соединить последовательно друг за другом, то получим схему соединения обмоток генератора треугольником.

 

 

 

При соединении обмоток генератора треугольником начало одной фазы совпадает с концом другой, поэтому фазные напряжения оказываются равными линейным: . Векторная диаграмма фазных напряжений совпадает векторной диаграммой линейных напряжений.

Треугольник векторов линейных напряжений, построенный на векторах фазных напряжений называют топографической диаграммой.

Обмотки трехфазных генераторов, как правило, соединяют звездой, так как такое соединение дает возможность получить на потребителе два разных напряжения: фазное и линейное.

В трехфазной системе потребители электроэнергии соединяются звездой или треугольником.

Передача электрической энергии от источника к потребителю в трехфазной трехпроводной системе осуществляется с помощью линейных проводов (Аа, Вв, Сс). В четырехпроводной трехфазной системе имеется четвертый – нейтральный провод (Nn), соединяющий общие точки фаз источника  N и потребителя  n. Токи , ,  в соответствующих линейных проводах называются линейными, а токи, протекающие по фазам (, , ) –фазными. Ток  в нейтральном проводе называют нейтральным.

Основная литература: [3(104-109,2(123-128))]

Дополнительная литература: [6(79-82)]

 

 

Контрольные вопросы:

1. Дайте определение трехфазной системы синусоидального тока. [3(104)]

2. Какие преимущества имеет трехфазная система синусоидального тока по сравнению с  однофазной системой [2(126)]

3. Дайте определение и запишите формулы фазных и линейных напряжений.[ 2(128-130)]

4. Зарисуйте векторные диаграммы фазных и линейных напряжений для схемы соединений обмоток

   генератора «звезда» и «треугольник». [2(129,132)]

5. Как экспериментально можно определить линейное и фазное напряжение?[2(128)]

Тестовые задания к Лекции 8:

1. Для симметричной трехфазной системы не справедливо равенство (e- мгновенная ЭДС, i - мгновенное значение тока, - комплекс ЭДС,  - комплекс тока):

a) ;

b) ;

c) ;

d) ;

e) .

2. В трехфазной системе разность потенциалов между линейным и нейтральным проводом называется:

a) линейным напряжением;

b) линейным током;

c) фазным напряжением;

d) фазным током;

e) фазным сопротивлением.

3. В трехфазной системе разность потенциалов между каждой парой линейных проводов называется:

a) линейным напряжением;

b) линейным током;

c) фазным напряжением;

d) фазным током;

e) линейным сопротивлением.

 

4. В трехфазной системе токи в обмотках генератора или в фазах нагрузки называются:

a) линейным током;

b) нелинейным током;

c) комплексным током;

d) фазным током;

e) мнимым током.

 

5. В трехфазной системе, токи в линейных проводах системы называются:

a) линейным током;

b) нелинейным током;

c) комплексным током;

d) фазным током;

e) мнимым током.

Лекция 9: