Физика атомного реактора Сопротивление материалов Математика решение задач Информатика Атомная энергетика безопасность Электротехника и электроника

Общий принцип действия и конструкции электрических машин Полупроводниковая электроника Трехфазный ток Принцип работы асинхронного двигателя Соединение нагрузки треугольником Полупроводниковые транзисторы


Основные схемы соединения трехфазных цепей, определение линейных и фазовых величин

Под фазой трехфазной цепи понимают участок трехфазной цепи, по которому протекает одинаковый ток. В литературе фазой иногда называют однофазную цепь, входящую в состав многофазной цепи. Под фазой будем также понимать аргумент синусоидально меняющейся величины. Таким образом, в зависимости от рассматриваемого вопроса фаза это либо участок трехфазной цепи,  либо аргумент синусоидально изменяющейся величины.

Существуют различные способы соединения обмоток генератора с нагрузкой. Самым неэкономичным способом явилось бы соединение каждой обмотки генератора с нагрузкой двумя проводами, на что потребовалось бы шесть соединительных проводов. В целях экономии обмотки трехфазного генератора соединяют в звезду или треугольник. При этом число соединительных проводов от генератора к нагрузке уменьшается с шести до трех или до четырех.

На электрической схеме трехфазный генератор принято изображать в виде трех обмоток, расположенных друг к другу под углом 120°. При соединении звездой одноименные зажимы (например, концы х, у, z) трех обмоток объединяют в одну точку (рис. 11.15), которую называют нулевой точкой генератора О. Обмотки генератора обозначают буквами А, В, С; буквы ставят: А у начала первой, В у начала второй и С у начала третьей фазы.



 Рис.11.15 Рис.11.16

При соединении обмоток генератора треугольником (рис. 11.16) конец первой обмотки генератора соединяют с началом второй, конец второй с началом третьей, конец третьей с началом первой. Геометрическая сумма ЭДС в замкнутом треугольнике равна нулю. Поэтому если к зажимам А, В, С не присоединена нагрузка, то по обмоткам генератора не будет протекать ток.


 Рис. 11.17 Рис.11.18

Обратим внимание на то, что расположение звезды или треугольника векторов фазовых ЭДС на комплексной плоскости не следует связывать с расположением в пространстве осей трех обмоток генератора.

Пять простейших способов соединения трехфазного генератора с трехфазной нагрузкой изображены на рис. 11.17 11.20.

Точку, в которой объединены три конца трехфазной нагрузки при соединении ее звездой, называют нулевой точкой нагрузки и обозначают О'. Нулевым проводом называют провод, соединяющий пулевые точки генератора и нагрузки. Ток нулевого провода назовем . Положительное направление тока возьмем от точки О' к точке О.

Провода, соединяющие точки А, В, С генератора с нагрузкой, называют  линейными.

Схему рис. 11.17 называют звезда звезда с нулевым проводом; схему рис. 11.18 звезда звезда без нулевого провода; схему рис. 11.19а звезда треугольник; схему рис. 11.19б треугольник треугольник; схему рис. 11.20 треугольник звезда.

Текущие по линейным проводам токи называют линейными; их обозначают , , . Условимся за положительное направление токов принимать направление от генератора к нагрузке. Модули линейных токов часто обозначают   (не указав никакого дополнительного индекса), особенно тогда, когда все линейные токи по модулю одинаковы.


 а) б) 

 Рис.11.19

 Рис.11.20

Напряжение между линейными проводами называют линейным и часто снабжают двумя индексами, например  (линейное напряжение между точками А и В); модуль линейного напряжения обозначают .

Каждую из трех обмоток генератора называют фазой генератора; каждую из трех нагрузок фазой нагрузки; протекающие по ним токи фазовыми токами генератора  или соответственно нагрузки, а напряжения на них фазовыми напряжениями ().

11.8. Соотношения между линейными и фазовыми

напряжениями и токами

 При соединении генератора в звезду (см. рис. 11.17, 11.18, 11.19а) линейное напряжение по модулю в  раза больше фазового напряжения генератора (). Это следует из того, что  есть основание равнобедренного треугольника g острыми углами по 30° (рис. 11.21):

   (11.8)

 В основу формирования ряда трехфазных напряжений, когда 

 последующее напряжение больше предыдущего в  раз, положен . Приведем часть этого ряда при относительно низких напряжениях: 127, 220, 380, 660 В.

Линейный ток  при соединении генератора в звезду равен фазовому току  генератора: .

При соединении генератора в треугольник линейное напряжение равно фазовому напряжению генератора (см. рис.11.16, 11.19 б):

  (11.9)

При соединении нагрузки в звезду (см. рис. 11.17, 11.18, 11.20) линейный ток равен фазовому току нагрузки: .

 

При соединении нагрузки треугольником положительные направления для токов выбирают по часовой стрелке. Индексы у токов соответствуют

 Рис. 11.21 Рис. 11.22 Рис. 11.23 

выбранным для них положительным направлениям: первый
индекс отвечает точке, от которой ток утекает, второй точке, к которой ток притекает. При соединении  нагрузки треугольником (см. рис. 11.19а, б) линейные токи не равны фазовым токам нагрузки и определяются через них по первому закону Кирхгофа:

 ; .

Уравнение баланса мощности является модификацией закона сохранения энергии для электрических цепей. Это базовое уравнение для проверки правильности выполненных расчетов тех или иных цепей. В левой части этого уравнения стоит арифметическая сумма мощностей, которые выделяются на сопротивлениях от токов, протекающих по ним. В правой части - мощность, отданная источниками в сеть.
Функциональная классификация интегральных микросхем