Общие сведения. Трехфазная система электрических цепей представляет собой совокупность электрических цепей, в которых действуют три синусоидальных ЭДС одной и той же частоты

ЦЕПИ ТРЕХФАЗНОГО СИНУСОИДАЛЬНОГО ТОКА

Трехфазная система электрических цепей представляет собой совокупность электрических цепей, в которых действуют три синусоидальных ЭДС одной и той же частоты, сдвинутые друг относительно друга по фазе на 120⁰ и создаваемые общим источником энергии. Трехфазная цепь состоит из трехфазного генератора, соединительных проводов и нагрузки.

Трехфазная система была разработана в конце XIX века известным русским электротехником М.О. Доливо-Добровольским. Она получила широкое распространение во всех странах мира.

В настоящее время вся электроэнергия вырабатывается на электростанциях трехфазными синхронными генераторами, передается к местам потребления по трехфазным линиям передачи и основная ее доля используется в трехфазных приемниках.

Широкое распространение трехфазных систем объясняется главным образом тремя основными причинами:

– передача энергии на дальние расстояния трехфазным током экономически более выгодно, чем переменным током с иным числом фаз (снижение затрат на токопроводящие материалы, меньшая материалоемкость трехфазных трансформаторов);

– элементы системы трехфазный асинхронный двигатель и трехфазный трансформатор просты в производстве, экономичны и надежны в работе; возможность простого получения кругового вращающегося магнитного поля высокого качества;

– система обладает свойством неизменности величины мгновенной мощности за период синусоидального тока, если нагрузка во всех трех фазах трехфазного генератора одинакова; уравновешенность системы, это свойство является одним из важнейших, так как в неуравновешенной системе возникает неравномерная механическая нагрузка на энергогенерирующую установку, что значительно снижает срок ее службы.

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 иметь шесть соединительных проводов. В целях экономии обмотки трехфазного генератора соединяют в «звезду» или в «треугольник». При этом число соединительных проводов от генератора к нагрузке уменьшается с шести до трех или четырех.

Так важной особенностью соединения трехфазной нагрузки «треугольником» является то, что при изменении сопротивлений одной из фаз будут изменяться только ток данной фазы и линейные токи в проводах, соединенных с этой фазой. Две другие фазы будут работать независимо, так как линейные напряжения генератора неизменны. Поэтому схема соединения «треугольником» широко используется для включения несимметричной нагрузки.

Анализ трехфазных систем удобно осуществлять с использованием векторных диаграмм, позволяющих достаточно просто определять фазовые сдвиги между переменными.