Система трех сдвинутых по фазе на 1/3 периода переменных токов называют трехфазным током.
Такой ток можно получить при помощи специального генератора. Рассмотрим его конструкцию.
Рис. 23. Модель трехфазного генератора |
(рис. 23). На статоре расположены три самостоятельных обмотки, смещенные на 1/3 окружности (120о). В центре электрической машины вращается индуктор, изображенный на схеме в виде постоянного магнита.
В каждой обмотке (катушке) индуцируется переменная ЭДС одной и той же частоты, но моменты прохождения этих ЭДС через нуль (или через максимум) в каждой из катушек окажутся сдвинутыми на 1/3 оборота друг относительно друга, т.к. индуктор проходит мимо каждой катушки на 1/3 периода позже, чем мимо предыдущей. По существу, такой генератор представляет собой соединение в одной электрической машине трех генераторов переменного тока, сконструированных таким образом, что индуцированные в них э.д.с. сдвинуты друг относительно друга на одну треть периода. Графическое изображение трехфазного тока представлено на рис. 24. Любая из фазных обмоток генератора
трехфазного тока является самостоятельным
источником электрической энергии и к ней
может быть подключен свой приемник. В
Рис. 24. График трехфазной ЭДС (трехфазного тока). |
этом случае получается три независимые цепи (рис. 25). Такая схема носит название «несвязанная трехфазная система», она требует для передачи электрической энергии шесть проводов.
Рис. 25. Несвязанная трехфазная система. |
Рис. 26. Соединение «звезда» четырехпроводной трехфазной системы. |
На практике такие системы не применяют. Фазные обмотки трехфазных генераторов и трансформаторов и приемники электрической энергии соединяют по схеме «звезда» или «треугольник». В таком случае можно обойтись четырьмя и даже тремя проводами.
Рис.27. Соединение «звезда» трехпроводной трехфазной системы. |
Рис.28. Соединение «треугольник» трехпроводной трехфазной системы. |
Соединение «звездой» заключается в том, что концы фазных обмоток соединяются в одну точку генератора (рис. 26), которая называется нулевой точкой или нейтралью, и генератор соединяется с приемниками электроэнергии четырьмя проводами: тремя линейными, идущими от начала обмоток, и нулевым или нейтральным проводом, идущим от нулевой точки генератора. Такая система проводки называется четырехпроводной.
В случае равномерной нагрузки всех трех фаз генератора, т. е. при приблизительно одинаковых токах в каждой из них, ток в нулевом проводе равен нулю. Поэтому в этом случае можно нулевой провод упразднить и перейти к более экономной трехпроводной системе (рис.27). Все потребители включаются при этом между соответствующими парами линейных проводов и нулевой точкой нагрузки.
При соединении «треугольником» (рис.28) конец каждой обмотки соединен с началом следующей так, что они образуют замкнутый треугольник, а линейные провода присоединены к вершинам этого треугольника.