Трифазен променлив ток

В момента в света има най-широко разпространената трифазна AC система.

Трифазна система от електронни вериги, наречени система, съставена от 3 вериги, които са променливи, на едн на същата честота фаза изместен помежду си с 1/3 период (φ = 2π / 3). Всяка единична верига на такава система е посочено накратко по-долу фаза и система 3 фазово изместен променливи токове, в такива схеми се отнасят за трифазен ток.

Почти всички генератори, инсталирани в нашите електроцентрали, са трифазни токови генератори. По същество, всеки такъв генератор е съединение с един електронен машина 3-алтернатори предназначени makarom така че индуцира EMF в тях са изместени един от друг чрез една трета от период, както е показано на фиг. 1.

Фиг. 1. Графики за времевата зависимост на ЕМФ, индуцирана в намотките на котвата на генератора на трифазен ток

Как се реализира подобен генератор, просто се реализира от схемата на Фиг. 2.

Фиг. 2. Три двойки независими проводници, свързани към трите котви на генератора на трифазен ток, доставят осветителната мрежа

На статора на електронната машина са разположени три независими котва и са изместени на 1/3 от окръжността (120 °). В центъра на електронната машина е показан индуктор, който е общ за всички котви, изобразен на диаграмата под формата на непроменен магнит.

Всяка намотка индуцира променлив едн на същата честота, но моментите на преминаване през нулата на електродвижещата сила (или максимум) във всяка от бобините ще бъде изместен от 1/3 период един до друг, тъй като индуктор намотка преминава от всеки период на 1/3 по-късно от миналото.

Всяка намотка на трифазен генератор е независим генератор на ток и източник на електроенергия. Чрез свързването на жиците към краищата на всеки от тях, както е показано на фиг. 2, щяхме да получим три независими схеми, всеки от които може да захранва други електрически приемници, например електронни лампи.

В този случай ще са необходими 6 проводника, за да се прехвърли цялата енергия, погълната от електрическите приемници. Възможно е, но така да се свържат намотките на трифазния генератор на ток между себе си, за да се управляват 4 и дори 3 проводника, т.е. да се запази съществено окабеляването.

Първият от тези методи се нарича звезда връзка (Фигура 3).

Фиг. 3. Четирижилна кабелна система при свързване на трифазен генератор със звезда. Натоварванията (групи електронни тръби I, II, III) се подават чрез фазово напрежение.

Ще се позовем на ивиците за навиване 1, 2, 3 като инициали, а скобите 1 `, 2`, 3 `- краищата на съответните фази.

Съединение звезда е, че ние свързване на краищата на всички намотки в една точка на генератора, който се нарича нулева точка или неутрално, и свързване на генератора на електрически приемници с 4 проводника: с 3 така нататък линейни проводници, простиращи се от началото на намотките 1, 2 , 3 и нула или неутрален проводник от нулевата точка на генератора. Такава окабеляване се нарича четирижилна система.

Напрежение между неутралната точка и началото на всяка фаза се нарича фазови напрежения и напрежението между започва на намотките, че е, напр. Точки 1 и 2, 2 и 3, 3 и 1, се наричат ​​линейна. Фазовите напрежения обикновено се обозначават с U1, U2, U3 или с обща форма Uf и напрежението на линиите е U12, U23, U31 или в обща форма.

Между амплитудите или ефективните стойности на фазовото и линейно напрежение, когато намотките на генератора са свързани със звезда, има съотношението Uh = √3Uf ≈ 1.73Uf

Така например, ако фазовото напрежение на генератора е Uf = 220 V, тогава когато намотката на генератора е свързана със звезда, линейното напрежение Ul е 380 V.

В случай на равномерно натоварване и на трите фази на генератора, т.е. с приблизително подобни импулси във всеки от тях, токът в нулевия проводник е нула. Ето защо в този случай е възможно да се премахне нулевата жичка и да се премине към още по-икономична трижилна система. Всички товари се нарязват за всичко това между подходящите двойки линии.

При асиметрично натоварване токът в нулевия проводник не е нула, но като цяло той е по-слаб от тока в линейните проводници. Тъй като нулевата жица може да бъде по-тънка от линейната.

При работа с трифазен променлив ток, те са склонни да натоварват различни фази, подобни на способностите. Защото, например, когато осветително устройство огромен дом мрежа с четири-жична система се въвежда за всеки апартамент нулев проводник и един от линията по такъв начин, че средно за всяка фаза приблизително се отчита монотонен натоварване.

Друг метод за свързване на намотките на генератора, който също позволява трижийното окабеляване, е връзката, показана на фиг. 4.

Фиг. 4. Диаграма на свързващите намотки на трифазен генератор в триъгълник

Тук края на всяка намотка, свързана с началото последвано, така че да образуват затворен триъгълник, и линейните проводниците са прикрепени към върховете на триъгълника - точки 1, 2 и 3. При свързване на линейна триъгълна генератора на напрежение е равна на неутрален напрежение: Ул = Uf.

По този начин превключването на намотките на генератора от звезда до делта води до намаляване на напрежението в √3 ≈ 1,73 пъти. Свързването с триъгълник също е допустимо само при подобно или почти подобно натоварване на фазите. В противен случай токът в затворения контур на намотките ще бъде много силен, което не е безопасно за генератора.

При прилагане на трифазни отделните приемници (натоварване), хранене на отделните двойки проводници могат също да бъдат свързани или звезда, т. Е. Така че един край е свързан с общата точка, а останалите три свободни краища са прикрепени към линейна телена мрежа, или делта т. е., така че всички натоварвания са свързани последователно и формират обща линия на точките 1, 2, 3, които са свързани линия мрежов проводник.

На фиг. 5 показва свързването на товари от звезда с трижична електрическа инсталация и на фиг. 6 - с четирипроводна електрическа инсталация (в този случай общата точка на всички товари е свързана към нулевия проводник).

На фиг. 7 показва диаграма на свързването на товари с триъгълник с трижична електрическа инсталация.

Фиг. 5. Свързване на товари от звезда с трижична електрическа инсталация

Фиг. 6. Свързване на товари от звезда с четирижилна система за осчетоводяване

Фиг. 7. Свързване на товари чрез триъгълник с трижична електрическа инсталация

В действителност, по принцип, се подразбира следното. Когато товарите са свързани с триъгълник, всяко натоварване е под линейно напрежение, а когато звездата е свързана под напрежение, √ 3 пъти най-малката. За варианта на четирижилната система това е ясно от Фиг. 6. Но същото важи и за трижилната система (фигура 5).

Между всяка двойка напрежения на линиите се включват алтернативно две натоварвания, чиито токове се преместват на фаза от 2π / 3. Напрежението на всяко натоварване е равно на съответното линейно напрежение, разделено на √3.

Така че, когато превключвате товари от звездата към триъгълника на напрежението на всяко натоварване, и както трябва, токът в него се увеличава √3 ≈ 1,73 пъти. Ако, например, трижилен напрежението приравни мрежа 380, а след това на звездата връзка (фиг. 5), напрежението на всяка от силите е равно на 220, а когато триъгълника е включен (фиг. 7) ще бъде равна на 380 V.

Училище за електротехник

При подготовката на статията информацията се използва от учебника по физика, редактиран от Г. Ландсберг.

Трифазен генератор на променлив ток