Трехфазный источник электрической энергии

Трехфазная цепь представляет собой совокупность трех электрических цепей, в которых действуют синусоидальные ЭДС одинаковой частоты, создаваемые общим источником и сдвинутые относительно друг друга по фазе так, что сумма фазных углов равна 360°. Трехфазная система ЭДС создается с помощью трехфазного генератора с тремя обмотками, сдвинутыми относительно друг друга в пространстве на угол 120°.

Если амплитуды трех ЭДС равны, а сдвиг фаз между ними 120°, то трехфазная система ЭДС называется симметричной.                                                      Следовательно, признаками несимметрии являются:

• неравенство амплитуд;

• неравенство углов сдвига фаз.

Приняв за начало отсчета времени (t = 0) начало периода ЭДС фазы А, запишем мгновенные значения ЭДС

               

Графики трех переменных ЭДС, соответствующие написанным уравнениям, представлены на рис.А

 

 

                    А)

Выводы А, В, С называются фазными, а вывод N называется нейтральным или нулевым. Напряжение между фазными выводами называются линейными: U _АВ; U _ВС; U _СА, а напряжения между соответствующими фазными выводами и нулевым выводом – фазными напряжениями: U_AN, U_BN, U_{C N}. По традиции применяются обозначения:

 U_А, U_В, U_С.                      

                        Соединение «звездой»

Линейные напряжения по модулю связаны с фазными напряжениями зависимостью

Uл =√3Uф,  где U_л и Uф – действующие значения линейных и фазных напряжений трехфазного источника электрической энергии.

 Например, при Uл = 380В имеем Uф = 220В.

Наличие напряжений двух уровней (фазного и линейного), на которые можно переходить путем простого переключения, является преимуществом трехфазного генератора по сравнению с однофазным. Основными частями трехфазного генератора являются статор и ротор. В пазах статора расположены три одинаковые обмотки (катушки) А, В, С, оси которых смещены относительно друг друга на 120⁰или 2π/3 рад. Обмотки генератора называются фазами, которые обозначаются соответственно А, В, С. Таким образом, термин «фаза» в электротехнике обозначает в одних случаях аргумент синуса (ωt +ψ), а в других случаях – одну из обмоток трехфазного генератора или только вывод этой обмотки.

При соединение «звездой» линейные токи являются одновременно и фазными, т.е. они протекают одновременно в фазах источника и приемника и в соединяющих их проводах (линиях). I _A,I _B,I _C. Приемник с одинаковыми сопротивлениями всех трех фаз (Z_A = Z _B= Z c=Zф e^јφ) называется симметричным. Из уравнений следует, что при симметричном приемнике действующие значения линейных токов и токов всех фаз приемника равны:

Iл=Iф=I_A=I_B=I_C.

Равны также сдвиги фаз φ этих токов относительно соответствующих фазных напряжений