6.1. Отримання трифазного змінного струму. Основні поняття і схеми з'єднань
У сучасній техніці в якості джерел змінного струму використовуються конструкції з різним принципом дії, що мають широкий діапазон частот (від часткою Герца до мільярдів герц). В енергетичних системах використовуються трифазні генератори промислової частоти 50 Гц. Такі генератори є основними джерелами систем електропостачання підприємств.
Трифазний генератор як електрична машина містить нерухому частину - статор з трьома обмотками, званими фазами, які зрушені в просторі на 120относітельно один одного, і рухому частину - ротор, який представляє собою електромагніт з обмоткою, що живиться від джерела постійної напруги. Принцип роботи такого генератора описаний в параграфі 3.1.
При обертанні ротора в обмотках статора индуктируются три фазні ЕРС однакової частоти, зсунуті одна відносно одної на 120 (рис.6.1, а). Їх миттєві значення і комплекси діючих значень визначаються так:
Векторна діаграма, що відповідає цим значенням, показана на рис. 6.1, б. Сукупність е.р.с. відповідна рівнянням (6.1), утворює симетричну систему прямого проходження фаз.
Симетрична трифазна система е.р.с. має наступну властивість: алгебраїчна сума миттєвих значень е.р.с. в будь-який момент часу дорівнює нулю, тобто
.
Те ж саме можна записати і для комплексів діючих значень е.р.с .:
.
Е.р.с. несиметричною системи можуть відрізнятися один від одного, як за амплітудою, так і за нерівністю зрушень фаз відносно один одного. Робота трифазних генераторів в несиметричному режимі не допускається за умовами експлуатації.
Трифазні системи широко використовуються завдяки їх переваг:
менша витрата кольорового металу (на 25%) при однаковій потужності, що передається;
можливість отримання двох робочих напруг (лінійного і фазного);
можливість отримання обертового магнітного поля нерухомої обмотки генератора або двигуна.
Розглядаючи різні схеми з'єднань трифазних джерел і споживачів, покажемо ці переваги.
6.1.1. З'єднання джерела і споживача в зірку
Як і будь-яка трифазна система, трифазна ланцюг може бути представлена як сукупність трьох однофазних ланцюгів, в яких діють е.р.с. зсунуті відносно один одного на 120. Три незалежних споживача можна в принципі живити від кожної обмотки генератора. У такому випадку маємо трифазну незв'язану систему (рис. 6.2). Три дроти. що йдуть від навантаження до генератора, можна замінити одним, з'єднавши відповідні точки генератора і навантаження. В результаті отримаємо пов'язану систему (рис. 6.3). Фактично це ті ж Тріфазіл, з'єднані в одну складну розгалужену ланцюг. Точки з'єднання обмоток генератора або навантаження називають нейтральними або нульовими (0 і 0).
