2014-02-02
9390
Трехфазная система ЭДС создается трехфазными генераторами. В неподвижной части генератора (статора) размещают три обмотки, сдвинутые в пространстве на 120º. Это фазные обмотки, или фазы, которые обозначают А, В и С. Этими же буквами обозначают начало обмоток фаз генератора. Концы обмоток обозначают соответственно X, Y и Z. На рисунке показано, как изображают на схемах обмотки генератора с условными положительными направлениями ЭДС.
Каждая фазная обмотка генератора изображена на рисунке одним витком (у реальных генераторов каждая обмотка имеет множество витков, расположенных в нескольких соседних пазах, занимающих некоторую дугу внутренней окружности статора). На вращающейся части генератора (роторе) располагают обмотку возбуждения, которая питается от источника постоянного тока. Ток обмотки возбуждения создает магнитный поток Ф0, постоянный (неподвижный) относительно ротора, но вращающийся вместе с ним частотой n. Вращение ротора осуществляется каким-либо двигателем.
|
|
|
Благодаря конструктивным приемам магнитный поток Ф0 в воздушном зазоре между статором и ротором распределяется по синусоидальному закону по окружности. Поэтому при вращении ротора вращающийся вместе с ним магнитный поток пересекает проводники обмоток статора (A-X, B-Y, C-Z) и индуцирует в них синусоидальную ЭДС. В момент времени, которому соответствует изображенное на рисунке взаимное положение статора и ротора, в обмотке фазы А индуцируется максимальная ЭДС Em, так как плоскость этой обмотки совпадает с осевой линией полюсов ротора и проводники обмотки пересекаются магнитным потоком максимальной плотности. Через промежуток времени Т/ 3, соответствующий 1/3 оборота ротора, осевая линия его полюсов совпадает с плоскостью обмотки фазы В и максимальная ЭДС Em индуцируется в фазе В. Ещё через 1/3 оборота ротора максимальная ЭДС индуцируется в фазе С. При следующих оборотах ротора процесс повторяется.
Таким образом, ЭДС в каждой последующей фазе будет отставать от ЭДС в предыдущей фазе на 1/3 периода, то есть на угол 2 π /3. Если принять, что для фазы А начальная фаза равна нулю, то ЭДС фазы А
,
а ЭДС фаз В и С соответственно
Максимальные (амплитудные) значения всех ЭДС и их частоты будут одинаковыми, так как число витков фазных обмоток одинаково и ЭДС индуцируется одним потоком Ф0. Изменение фазных ЭДС еА, еВ и еС показано на рисунке.
 |
Действующее значение фазной ЭДС трехфазной системы определяется по формуле
.
При равных амплитудах действующее значение ЭДС всех фаз равны. При сдвиге по фазе на 2 π /3 они образуют симметричную систему. Если при условном положительном направлении вращения векторов (против часовой стрелки) вектор ЭДС 
отстает по фазе от вектора ЭДС 
, а вектор ЭДС 
отстает по фазе от вектора ЭДС , то такая система векторов ЭДС образует прямое чередование фаз.
|
|
|
Если за вектором ЭДС следует сначала вектор ЭДС , а затем вектор ЭДС , то такая система векторов ЭДС образует обратное чередование фаз.
При представлении трехфазной системы ЭДС комплексными числами принято ЭДС фазы А совмещать с положительным направлением вещественной оси.
Тогда при прямом чередовании фаз
;
;
,
где Е – действующее значение ЭДС.
При симметричной системе ЭДС, как это видно из предыдущих формул, векторная сумма ЭДС равна нулю:
.
