Трехфазный переменный ток

В данное время в мировой промышленной практике широко распространен трехфазный переменный ток, который имеет множество преимуществ перед однофазным током. Трехфазной называют такую систему, которая имеет три электрические цепи со своими переменными эдс с одинаковыми амплитудами и частотой, но сдвинутые по фазе относительно друг друга на 120° или на 1/3 периода. Каждая такая цепь называется фазой.

Способ получения переменного тока при вращении обмотки в постоянном магнитном поле.

Вверху на рисунке показан принцип получения однофазного тока и его форма. Здесь рамка вращается в поле постоянного магнита и в ней индуцируется синусоидальная эдс. Если мы возьмем 3 рамки, расположенные под углом 120° друг к другу (рис. внизу), то в результате получим три эдс, которые сдвинуты относительно друг друга по фазе на 120°. При этом предполагаем, что вращение происходит с постоянной скоростью. Если считать, что эдс первой фазной обмотки el начинается в начале периода, т. е. t = 0, то:

e1 = Em1·sin?t, e2 = Em2·sin (?t — 120°),

e3 = Em3·sin (?t + 120°).

Способ получения трехфазного тока на современных генераторах.

В современных генераторах фазные обмотки размещены в неподвижной части генератора — статоре, а магнитное поле создается вращающимся с одной скоростью ротором, который представляет собой электромагнит. Ниже представлены векторная диаграмма и график трехфазного тока.

В общем случае для соединения трехфазного генератора переменного тока к потребляющему устройству нужно иметь шесть проводов. Однако существуют и более экономичные способы соединения: звезда и треугольник. Обычно генератор трехфазного тока изображают в виде 3 статорных обмоток, которые располагаются друг к другу под углом 120°. Начала обмоток принято обозначать буквами А, В, С, а концы — X, Y, Z.

Соединение трехфазных генераторов способом «звезда».

В случае, когда концы статорных обмоток соединены в одну общую точку (нулевая точка генератора), способ соединения называется «звезда». В этом случае к началам обмоток присоединяются провода, называемые линейными. Точно так же можно соединять и приемники. В этом случае провод, который соединяет нулевую точку генератора и приемников, называется нулевой. Данная система трехфазного тока имеет два разных напряжения: между линейным и нулевым проводами (фазное напряжение) и между двумя линейными (линейное напряжение). Линейное напряжение будет в ?3 раз больше фазного, т. е.

Uл = ?3Uф.

Пример соединения треугольником.

При использовании данного способа соединения конец X первой обмотки генератора подключают к началу В второй его обмотки, конец У второй обмотки — к началу С третьей обмотки, конец Z третьей обмотки — к началу А первой обмотки. При данном способе соединения фазных обмоток и подключении трехфазного генератора к трехпроводной линии линейное напряжение по своему значению сравнивается с фазным:

Uф = Uл.