Общие понятия о трёхфазной цепи

Лекция №14

Общие понятия о трёхфазной цепи

Трехфазной цепью называется совокупность трех электрических цепей переменного тока одинаковой частоты, в которых действуют одинаковые синусоидальные ЭДС сдвинутые относительно друг друга по фазе на 120^o, создаваемые общим источником.

Участок трехфазной системы, по которому протекает одинаковый ток, называется фазой.

Таким образом, понятие "фаза" имеет в электротехнике два значения:

первое – аргумент синусоидально изменяющейся величины,

второе – часть многофазной системы электрических цепей.

Цепи в зависимости от количества фаз называют двухфазными, трехфазными, шестифазными и т.п.

Трехфазные цепи – наиболее распространенные в современной электроэнергетике. Это объясняется рядом их преимуществ по сравнению как с однофазными, так и с другими многофазными цепями:

· экономичность производства и передачи энергии по сравнению с однофазными цепями;

· возможность сравнительно простого получения кругового вращающегося магнитного поля, необходимого для трехфазного асинхронного двигателя;

· возможность получения в одной установке двух эксплуатационных напряжений – фазного и линейного.

Трехфазная цепь состоит из трех основных элементов: трехфазного генератора, в котором механическая энергия преобразуется в электрическую с трехфазной системой ЭДС; линии передачи со всем необходимым оборудованием; приемников (потребителей), которые могут быть как трехфазными (например, трехфазные асинхронные двигатели), так и однофазными (например, лампы накаливания).

Простейший трехфазный генератор устроен аналогично однофазному.

Схема простейшего однофазного генератора аналогична схеме ГПТ, если в ней убрать коллектор и щётки (см рис. 14.1 и рис.14.2)

Если в этой схеме установить три рамки вместо одной и расположить их под углом 120 градусов, то получим простейший трехфазный генератор.

Если эти три рамки вращать в магнитном поле, то в каждой рамке будет индуцироваться (образовываться) своя переменная ЭДС, каждая из которых будет сдвинута по фазе на угол 120 градусов. Если концы рамок вывести во внешнюю сеть, то получим не связанную шести проводную сеть.

Реальный генератор устроен иначе, он, как бы, "вывернут на изнанку", т.е. эти три рамки (обмотка статора) располагаются неподвижно на статоре, а внутри статора вращается электромагнит (см рис. 14.3 и 14.4).

Рис 14.1 Принцип действия однофазного генератора

Рис. 14.2 Принцип действия однофазного генератора

Трехфазный генератор представляет собой синхронную машину трёх типов: турбогенератор, гидрогенератор и дизельгенератор. Модель трехфазного генератора схематически изображена на рис. 14.3, 14.4.

Рис. 14.3 Принцип действия трёхфазного генератора

Рис 14.4. Принцип действия трёхфазного генератора

На статоре 1 генератора размещается обмотка 2, состоящая из трех частей или, как их принято называть, фаз. Обмотки фаз располагаются на статоре таким образом, чтобы их магнитные оси были сдвинуты в пространстве относительно друг друга на угол на 120°. На рис. 14.3 каждая фаза обмотки статора условно показана состоящей из одного витка. Начала фаз обозначены буквами A, B и C, а концы – X, Y, Z. Ротор 3 представляет собой электромагнит, возбуждаемый постоянным током обмотки возбуждения 4, расположенной на роторе.

При вращении ротора турбиной с равномерной скоростью в обмотках фаз статора индуктируются периодически изменяющиеся синусоидальные ЭДС одинаковой частоты и амплитуды, но отличающиеся друг от друга по фазе на 120° вследствие их пространственного смещения.

График трёхфазной ЭДС представлен на рис 14.5

Рис. 14.5 График трёхфазной ЭДС.

Лекция №14

Общие понятия о трёхфазной цепи

Трехфазной цепью называется совокупность трех электрических цепей переменного тока одинаковой частоты, в которых действуют одинаковые синусоидальные ЭДС сдвинутые относительно друг друга по фазе на 120^o, создаваемые общим источником.

Участок трехфазной системы, по которому протекает одинаковый ток, называется фазой.

Таким образом, понятие "фаза" имеет в электротехнике два значения:

первое – аргумент синусоидально изменяющейся величины,

второе – часть многофазной системы электрических цепей.

Цепи в зависимости от количества фаз называют двухфазными, трехфазными, шестифазными и т.п.

Трехфазные цепи – наиболее распространенные в современной электроэнергетике. Это объясняется рядом их преимуществ по сравнению как с однофазными, так и с другими многофазными цепями:

· экономичность производства и передачи энергии по сравнению с однофазными цепями;

· возможность сравнительно простого получения кругового вращающегося магнитного поля, необходимого для трехфазного асинхронного двигателя;

· возможность получения в одной установке двух эксплуатационных напряжений – фазного и линейного.

Трехфазная цепь состоит из трех основных элементов: трехфазного генератора, в котором механическая энергия преобразуется в электрическую с трехфазной системой ЭДС; линии передачи со всем необходимым оборудованием; приемников (потребителей), которые могут быть как трехфазными (например, трехфазные асинхронные двигатели), так и однофазными (например, лампы накаливания).

Простейший трехфазный генератор устроен аналогично однофазному.

Схема простейшего однофазного генератора аналогична схеме ГПТ, если в ней убрать коллектор и щётки (см рис. 14.1 и рис.14.2)

Если в этой схеме установить три рамки вместо одной и расположить их под углом 120 градусов, то получим простейший трехфазный генератор.

Если эти три рамки вращать в магнитном поле, то в каждой рамке будет индуцироваться (образовываться) своя переменная ЭДС, каждая из которых будет сдвинута по фазе на угол 120 градусов. Если концы рамок вывести во внешнюю сеть, то получим не связанную шести проводную сеть.

Реальный генератор устроен иначе, он, как бы, "вывернут на изнанку", т.е. эти три рамки (обмотка статора) располагаются неподвижно на статоре, а внутри статора вращается электромагнит (см рис. 14.3 и 14.4).

Рис 14.1 Принцип действия однофазного генератора

Рис. 14.2 Принцип действия однофазного генератора

Трехфазный генератор представляет собой синхронную машину трёх типов: турбогенератор, гидрогенератор и дизельгенератор. Модель трехфазного генератора схематически изображена на рис. 14.3, 14.4.

Рис. 14.3 Принцип действия трёхфазного генератора

Рис 14.4. Принцип действия трёхфазного генератора

На статоре 1 генератора размещается обмотка 2, состоящая из трех частей или, как их принято называть, фаз. Обмотки фаз располагаются на статоре таким образом, чтобы их магнитные оси были сдвинуты в пространстве относительно друг друга на угол на 120°. На рис. 14.3 каждая фаза обмотки статора условно показана состоящей из одного витка. Начала фаз обозначены буквами A, B и C, а концы – X, Y, Z. Ротор 3 представляет собой электромагнит, возбуждаемый постоянным током обмотки возбуждения 4, расположенной на роторе.

При вращении ротора турбиной с равномерной скоростью в обмотках фаз статора индуктируются периодически изменяющиеся синусоидальные ЭДС одинаковой частоты и амплитуды, но отличающиеся друг от друга по фазе на 120° вследствие их пространственного смещения.

График трёхфазной ЭДС представлен на рис 14.5

Рис. 14.5 График трёхфазной ЭДС.