Трехфазный ток. Синхронный генератор.

Состоит из:

1. Статор

2. Ротор

3. Обмотки (фазы)

Начало фаз обозначают A,B,C (или С₁,С₂,С₃). Концы фаз обозначают X,Y,Z (или С₄,С₅,С₆).

При вращении ротора его поле пересекает обмотки статора, и в них индуцируется одинаковая по величине, но сдвинутая по фазе на 1/3 периода (120º) ЭДС, поэтому их сумма в любой момент времени равна «0», (е₁+е₂+е₃=0).

Фазы генераторы могут соединяться двумя способами, по схеме: звезда или треугольник.

5.5. Соединение фаз генератора (источника тока) и потребителя по схеме «звезда»/«звезда» (с нулевым проводом).

При соединении «звезда» все концы фаз генератора соединяют в один узел (точку), который называется нулевым, а начала фаз генератора соединяют с началами фаз потребителя при помощи линейных проводов. Фазы потребителя в данной схеме также соединены по схеме «звезда» и имеют нулевую точку. Провод, соединяющий нулевые точки фаз генератора и потребителя, называется нулевым.

Напряжение между началом и концом одной фазы называется фазовым напряжением. Обозначается – Uф. В данном случае - это напряжение между линейным и нулевым проводами.

Прим. В бытовых трехфазных цепях Uф=220В, а Uл=380В.

Напряжение между началами фаз называется линейным напряжением. Обозначается – Uл. В данном случае – это напряжение между линейными проводами.

Прим. В бытовых трехфазных цепях Uф=220В, а Uл=380В.

 

Для данного соединения справедливы следующие соотношения:

Iл =Iф Uл = √3×Uф

При равномерной нагрузке фаз (т.е. потребители, включенные в каждую фазу, имеют одинаковые сопротивления - к примеру, асинхронный двигатель) ток в нулевом проводе будет равен 0. Потому что, токи в фазах потребителей будут одинаковы по величине, но сдвинуты по фазе относительно друг друга на 120 эл. градусов. Соответственно, в данном случае нулевой провод не нужен.

При неравномерной нагрузке фаз ток в нулевом проводе будет не равен 0, но его величина, как правило, значительно меньше величин токов в линейных проводах. Поэтому, в 4-х жильных кабелях нулевой провод может быть выполнен меньшего сечения (Примечание: «ноль» как правило, в темной (черной) оплетке).

При рассмотрении схемы «звезда»/ «звезда» видно, что при помощи линейного и нулевого проводов каждая фаза генератора присоединяется к своей фазе потребителя. И получается, что нулевой провод служит для равномерного распределения напряжения между фазами потребителя независимо от нагрузки каждой фазы. Поэтому, обрыв нулевого провода недопустим. Соответственно, в нулевой провод никаких предохранителей и выключателей не ставятся.

По данной схеме осуществляется энергоснабжение как бытовых потребителей (многоквартирные дома), так и промышленных предприятий. Но при этом, нулевые точки фаз генератора и потребителей заземляют. Поэтому, «земля» будет выполнять функцию защитного нулевого провода. Соответственно, в современных квартирах энергоснабжение выполняется по 3-х проводной системе. 1-й провод называется фазным, его потенциал равен 220В. 2-й провод называется рабочим нулевым проводом, его потенциал равен нулю. 3-й провод – защитный ноль, как правило, должен быть электрически связан с металлическими корпусами и деталями бытовых электроприборов.

Примечание:

При обрыве рабочего нулевого провода (не в квартире, а в доме), происходит так называемый перекос по фазам. При этом напряжение в квартирах может меняться практически от нуля Вольт до 380В, что приводит к выходу из строя бытовой техники.