В сучасних умовах електрична енергія виробляється переважно джерелами енергії з трифазною системою напруг. Такі джерела широко застосовують в техніці. Пояснюється це тим, що трифазна система змінного струму є найбільш економічною. Джерелом електричної енергії в трифазних ланцюгах є синхронні генератори. Найпростіший синхронний генератор має на статорі три однакові обмотки, зсунуті в просторі на відносно один одного. Почала обмоток позначають буквами А, В, С - кінці обмоток - Х, Y, Z. При обертанні ротора, виконаного у вигляді електромагніту, в обмотках статора індукуються три синусоїдальні ЕРС однакової частоти і амплітуди, зрушені по фазі на.
Якщо початкову фазу прийняти рівною нулю, то миттєві значення ЕРС матимуть вигляд:
Трифазну систему ЕРС можна зобразити у вигляді трьох векторів, зсунутих на:
Основні поняття і визначення
Сукупність 3-х однофазних кіл, які мають 3 джерела ЕРС з однаковою амплітудою і частотою, але зсунутих відносно один одного на називають трифазної ланцюгом.
Напруга між початком і кінцем обмотки, називають фазною напругою
Напруга між початком однієї обмотки і початком іншої обмотки, називають лінійним.
Фазна напруга - це напруга між лінійним і нейтральним проводом.
Лінійні напруги - це напруги між лінійними проводами
Фазні і лінійні напруги пов'язані між собою рівняннями:
Їм відповідає векторна діаграма лінійних і фазних напруг. З векторної діаграми видно, що
20.СХЕМА СОЕДИНЕНИЙ ОБМОТОК ГЕНЕРАТОРА «ЗІРКА» І «Трикутник»
Якщо кінці всіх обмоток генератора (точки Х, Y, Z) з'єднати в один вузол, який називають нейтральною точкою -N, то отримаємо схему з'єднання обмоток генератора зіркою.
Якщо обмотки генератора з'єднати послідовно один за одним, то отримаємо схему з'єднання обмоток генератора трикутником.
21.РАСЧЕТ СХЕМИ «ЗІРКА-ЗІРКА» З симетричним навантаженням
Навантаження називають симетричною, якщо комплекси опорів на всіх фазах рівні, тобто .:
При симетричному навантаженні розрахунок струмів значно спрощується і зводиться до розрахунку струму в одній фазі. Струм в нейтральному проводі дорівнює нулю. Це означає, що струм в нейтральному проводі відсутній.
Так як у випадку симетричного навантаження струму в нейтральному проводі немає, то його можна прибрати. В цьому випадку система стає трехпроводной (тобто генератор з'єднується зі споживачем за допомогою трьох проводів).
При симетричному навантаженні розрахунок струмів в трехпроводной системі нічим не відрізняється від розрахунку струмів в чьотирьох системі. Розрахунок іде на одну фазу:
22. РОЗРАХУНОК СХЕМИ «ЗІРКА-ЗІРКА» З несиметричного навантаження
У разі несиметричного навантаження, коли
симетрія фазних напруг і струмів порушується, тобто при зміні навантаження в одній з фаз фазна напруга змінюється не тільки в цій фазі, але і в інших фазах. Це відбувається внаслідок наявності напруги між нейтральними точками і (зміщення нейтралі. Зсув нейтрали можна знайти за формулою вузлового напруги:
23.РАСЧЕТ трифазні СПОЖИВАЧА ПО СХЕМІ «Трикутник»
При з'єднанні трифазного споживача за схемою «трикутник» початок однієї фази споживача з'єднують з кінцем іншого.
При з'єднанні приймача трикутником фазні напруги дорівнюють лінійним. а лінійні струми визначають за першим законом Кірхгофа:
Фазні струми розраховують по за законом Ома:
Топографічна діаграма фазних і лінійних напруг являє собою замкнутий трикутник. Векторну діаграму струмів поєднують з топографічною діаграмою напруг.
При симетричному навантаженні струми в усіх фазах однакові і пов'язані з лінійними струмами за формулою: