Производство, передача и распределение электроэнергии в настоящее время осуществляются в основном посредством трехфазных систем. В разработку трехфазных систем большой вклад внесли ученые и инженеры разных стран. Наибольшая заслуга среди них принадлежит русскому электротехнику М. О. Доливо- Добровольскому, которым разработаны трехфазные генератор, трансформатор, асинхронный двигатель, четырехпроводные и трехпроводные цепи. Простое устройство, относительная дешевизна, высокая надежность в эксплуатации трехфазных генераторов, трансформаторов и двигателей, более экономичная передача энергии на расстояние по сравнению с однофазной системой способствовали широкому промышленному внедрению трехфазной системы переменного тока. Трехфазный генератор (рис. 15.1) состоит из двух основных частей: статора и ротора. На статоре расположены три одинаковые обмотки, смещенные одна относительно другой на 120°. Начала обмоток обозначают А, В, С а концы — X, У, Z.Подвижная часть генератора — ротор — является электромагнитом. При вращении ротора будет вращаться и его магнитный поток. В результате этого в каждой обмотке статора наведется синусоидальная ЭДС амплитуды 
и частоты f, сдвинутая по фазе относительно ЭДС соседней обмотки на 120°. Если ЭДС первой обмотки 
, а третьей 
. Система трех переменных ЭДС одной амплитуды и частоты, сдвинутых по фазе на 120°, называется трехфазной симметричной системой ЭДС.
На рис. 15.2, а показаны графики, а на рис. 15.2, б — векторная диаграмма трехфазной симметричной системы ЭДС. Если вектор ЭДС 
совместить с положительным направлением оси вещественных чисел (рис. 15.3), то можно записать комплексы действующих значений ЭДС: 
ЭДС трехфазного генератора принимают амплитудные (или нулевые) значения в определенной последовательности.
Рассмотренную последовательность 
принято называть прямой последовательностью фаз ЭДС. К обмоткам генератора присоединим нагрузки сопротивлением 
(см. рис. 15.1). В результате образуются три самостоятельные электрические цепи с токами 
Каждую из них называют фазой. Систему трех однофазных цепей, в которых действуют ЭДС одной частоты, сдвинутые по фазе на 120°, называют трехфазной электрической цепью. Различают симметричный и несимметричный режимы работы трехфазной цепи. При симметричном режиме комплексные сопротивления трех фаз одинаковы и ЭДС образуют трехфазную симметричную систему. В этом случае токи фаз будут равны по величине и сдвинуты относительно одноименных ЭДС на одинаковые углы (рис. 15.4). При этом образуется трехфазная симметричная система токов. При несимметричном режиме комплексные сопротивления фаз не равны друг другу, при этом токи и их фазные сдвиги будут различными.
Основное свойство симметричных трехфазных систем синусоидальных величин заключается в том, что алгебраическая сумма их мгновенных значений в любой момент времени равна нулю. Также равна нулю и сумма комплексов, изображающих эти величины. Значит, при симметричной трехфазной системе ЭДC 
и, 
а при симметричной
На рис. 15.2, а показаны графики, а на рис. 15.2, б — векторная диаграмма трехфазной симметричной системы ЭДС. Если вектор ЭДС совместить с положительным направлением оси вещественных чисел (рис. 15.3), то можно записать комплексы действующих значений ЭДС:
ЭДС трехфазного генератора принимают амплитудные (или нулевые) значения в определенной последовательности.
Рассмотренную последовательность принято называть прямой последовательностью фаз ЭДС. К обмоткам генератора присоединим нагрузки сопротивлением (см. рис. 15.1). В результате образуются три самостоятельные электрические цепи с токами Каждую из них называют фазой. Систему трех однофазных цепей, в которых действуют ЭДС одной частоты, сдвинутые по фазе на 120°, называют трехфазной электрической цепью. Различают симметричный и несимметричный режимы работы трехфазной цепи. При симметричном режиме комплексные сопротивления трех фаз одинаковы и ЭДС образуют трехфазную симметричную систему. В этом случае токи фаз будут равны по величине и сдвинуты относительно одноименных ЭДС на одинаковые углы (рис. 15.4). При этом образуется трехфазная симметричная система токов. При несимметричном режиме комплексные сопротивления фаз не равны друг другу, при этом токи и их фазные сдвиги будут различными.
Основное свойство симметричных трехфазных систем синусоидальных величин заключается в том, что алгебраическая сумма их мгновенных значений в любой момент времени равна нулю. Также равна нулю и сумма комплексов, изображающих эти величины. Значит, при симметричной трехфазной системе ЭДC и, а при симметричной трехфаз-
ной системы токов 
и 
. Трехфазная система, схематически изображенная на рис. 15.1, электрически не связана, так как ее отдельные фазы изолированы. Такая трехфазная система * не имеет преимуществ перед одно
|
|
фазной и на практике не применяется. Для сокращения количества проводов между генератором и потреблением энергии применяют Электру 154 рически связанные трехфазные сис
темы. Для этого обмотки трехфазного генератора соединяют звездой или треугольником.
