Лекция 5. Трехфазные электрические цепи

 

Основные сведения о трехфазных электрических цепях

 

Трехфазной системой называют совокупность трех электрических цепей,источники ЭДС которых имеют одинаковую частоту, сдвинуты по фазе друг относительно друга и генерируются одним генератором. Трехфазная система ЭДС называется симметричной, если эти ЭДС синусоидальны, их частота и амплитуда одинаковы и указанный фазовый сдвиг равен 2π 3 (120° ).

 

Источником энергии в трехфазной системе служит трехфазный синхронный генератор,модель которого схематически изображена на рисунке5.1.

 

1 – статор, 2 – ротор

 

Рисунок 5.1 – Эскиз, поясняющий устройство трехфазного генератора

 

112

Генератор состоит из двух основных частей: статора и ротора. Неподвижный статор выполнен в виде полого ферромагнитного цилиндра,в продольные пазыкоторого уложены три обмотки — фазные обмотки генератора. Начала обмоток обозначают буквами A , B и C , концы обмоток — буквами X , Y и Z соответственно. Обмотки сдвинуты в пространстве на один и тот же угол 2π 3, т.е. 120° .

 

Внутри статора расположен ротор, обмотка которого с помощью двух скользящих контактов подключена к источнику постоянного напряжения. Ротор, следовательно, является электромагнитом.

 

При равномерном вращении ротора турбиной создаваемое им магнитное поле возбуждает в обмотках статора фазные ЭДС e _A (t), e _B (t) и e _C (t ), частоты и амплитуды

 

которых одинаковы. Поскольку обмотки смещены по окружности статора на угол 120° , то генерируемые в этих обмотках ЭДС также имеют фазовый сдвиг 120° .

 

На схемах замещения обмотки статора трехфазного генератора изображают двумя способами (см. рисунок 5.2).

 

Рисунок 5.2 – Условные обозначения обмоток статора трехфазного генератора

 

Фазные ЭДС можно представить в аналитической форме:

e A (t )= E m sin ω t , e B			2π				4π
	(t )= E m sin	ω t −		,	e C (t )= E m sin	ω t −		, (5.1)
			3				3

где E _m — амплитудное значение ЭДС. Комплексы действующих значений фазных ЭДС соответственно будут выглядеть так:

E&	= E ,	E&	= Ee− j	2π		E&	= Ee− j	4π
				3	,			3	,	(5.2)
A		B				C

где E = E _m  2 — действующее значение ЭДС.

 

Комплексное число

_e ^{j 2}3^π _{= −} ¹_{2 + j 2}³ _,

 

по модулю равное единице, называется оператором трехфазной системы (фазным множителем)и обозначается

		a = e j	2π
			3	.	(5.3)
Тогда
a2 = e j	4π
		, a3 = e j 2π = 1, a4 = a3 ⋅ a = a , 1 + a + a2 = 0 .			(5.4)
	3

 

113

Симметричную трехфазную систему ЭДС, определяемую формулами (5.2), можно записать с учетом (5.3), (5.4) в виде

E&	= E ,	E&	= a2 E&	,	E&	= aE&	.	(5.5)
A		B	A		C	A

Временная и векторная диаграммы ЭДС, соответствующие формулам (5.1), (5.2) и (5.5), представлены на рисунке 5.3.

 

а)		б)
Рисунок 5.3 – Временная (а) и векторная (б) диаграммы фазных ЭДС
Из формул (5.1)	следует, что в любой момент времени
	e A (t)+ e B (t)+ e C (t)=0.	(5.6)
Из формул (5.2)	также очевидно, что
	E&A + E&B + E&C =0.	(5.7)

Совокупность трехфазной системы ЭДС, трехфазной нагрузки и соединительных проводов называется трехфазной электрической цепью. Каждая из однофазных цепей трехфазной системы называется фазой. На векторной диаграмме (рисунок 5.3, б) фаза B отстает от фазы A , а фаза C — от фазы B ; такое чередование фаз ABC называют прямой последовательностью,а чередование ACB — обратной.

 

---

Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 168; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!