Трифазні електричні ланцюги
Видатний російський інженер-винахідник Михайло Осипович Доліво-Добровольський, крім асинхронного двигуна винайшов трифазну електричну мережу, яка могла б живити такий двигун.
Трифазна система являє собою три окремі електричні ланцюги, в яких діють синусоїдальні ЕРС однієї і тієї ж частоти, які в свою чергу зрушені один від одного на 120 °, і створювані одним джерелом енергії. Джерелом енергії найчастіше виступає трифазний генератор.
Перевага трифазного ланцюга полягає в її врівноваженості. Тобто сумарна миттєва потужність трифазного ланцюга, залишається величиною постійною протягом всього періоду ЕРС.
Трифазний генератор змінного струму має три самостійні обмотки, які зрушені між собою на кут 120 °. Також як і обмотки, початкові фази ЕРС зрушені на 120 °. Рівняння описують зміну ЕРС в кожній з обмоток виглядають наступним чином:
Векторна діаграма ЕРС в початковий момент часу є три вектори, довжина яких дорівнює амплітудному значенням ЕРС Em, і кут між якими дорівнює 120 °. Якщо обертати вектори проти годинниковою стрілкою, відносно нерухомої осі, то вони будуть проходити в порядку Ea, Eb, Ec, такий порядок називають прямою послідовністю.
По суті, кожну окрему фазу можна було б поєднати окремими проводами, але в такому випадку вийшла б шестіпроводних несвязная система. Це було б вкрай невигідно з економічної точки зору, адже як-не-як, перевитрата матеріалу. Для того щоб це уникнути придумали пов’язані системи з’єднання.
З’єднання зіркою
При з’єднанні обмоток зіркою все три фази мають одну спільну точку – нуль. При цьому така система може бути трехпроводной або чьотирьох. В останньому випадку використовується нульовий провід. Нульовий провід не потрібен, якщо система симетрична, тобто струми в фазах такої системи однакові. Але якщо навантаження несиметрична, то фазні струми різні, і в нульовому проводі виникає струм, який дорівнює векторній сумі фазних струмів
Також, нульовий провід може виступати в ролі однієї з фаз, якщо вона вийде з ладу, це запобіжить виходу з ладу всієї системи. Правда потрібно враховувати, що нульовий провід не розрахований на подібні навантаження, і в цілях економії металу і ізоляції він виготовляє під менші струми, ніж в фазах.
У трифазних ланцюгах існують так звані фазні і лінійні напруги і струми.
Фазна напруга – це різниця потенціалів між нульовою точкою і лінійним проводом. Тобто, простіше кажучи, фазна напруга – це напруга на фазі.
Лінійна напруга – це різниця потенціалів між лінійними проводами.
При з’єднанні зіркою фазні і лінійні напруги співвідносяться як
А фазні і лінійні струми при симетричному навантаженні однакові
Таким чином, можна зробити висновок, що в симетричному трифазному ланцюзі при з’єднанні фаз зіркою напруги відрізняються один від одного в 1,72 раз, а лінійні і фазні струми рівні.
З’єднання трикутником
При з’єднанні трикутником кінець однієї обмотки з’єднується з початком іншої. Таким чином, утворюється замкнутий контур.
У такому поєднанні кожна фаза знаходиться під лінійною напругою, тобто лінійні і фазні напруги дорівнюють
А фазні і лінійні струми співвідносяться як
Аналогічним способом, зробимо висновок для з’єднання трикутником: в симетричному трифазному ланцюзі при з’єднанні фаз трикутником струми відрізняються один від одного в 1,72 раз, а лінійні і фазні напруги рівні.
(2 votes, average: 3.50 out of 5)