2015-05-13
814
На практике применяются системы из трех гармонических ЭДС одинаковой частоты, сдвинутых относительно друг друга по фазе на угол 120°. Такая система называется трехфазным током.
Векторная диаграмма ЭДС трехфазной системы имеет вид
Если к такой системе подключить однотипные приемники, то в образовавшихся цепях возникнут токи i1, i2, i3 также сдвинутые на 120°. Каждую из трех цепей состоящую из ЭДС, нагрузки, соединенных проводов называют фазами.
Трехфазная система ЭДС источника всегда симметрична, т.е. 
и сдвинуты на 120°.
Если приемники (или нагрузки) в каждой фазе системы одинаковы, т.е. 
, то и система по
Рис.69.
нагрузке также симметрична. При 
в системе будет несимметричная нагрузка.
При симметрической нагрузке (асинхронные трехфазные двигатели) ток во всех фазах будет одинаков и рассчитывается по формуле
,
где 
- комплекс действующего значения фазной ЭДС, 
- полное комплексное сопротивление фазы (
, провода, нагрузка).
Нагрузка может подключатся к источнику либо звездой в случае несимметричной нагрузки, либо треугольником при симметричной нагрузке.
Рис. 70.
Раздельное питание приемников переходного тока не применяется из-за большого количества питающих проводов.
Система питания несимметрической нагрузки, состоящая из генератора и 4-х проводов называется электрически связанной 4-х проводной системой трехфазного тока.
Провода, соединяющие фазы с нагрузкой, называют линейными, а провод, соединяющий нулевые узлы – нулевым (общим, нейтральным). По нулевому проводу протекает ток
,
являющийся геометрической суммой фазных токов. Протекание тока 
обусловлено тем, что провод является общим обратным проводом для токов всех трех фаз.
Несимметричность нагрузки в фазах на практике не превышает 30%, поэтому сечение нулевого провода берут вдвое меньше сечения линейных проводов. Обрыв нулевого провода приводит к “переносу” фазных напряжений, вследствие чего могут выйти из строя приемники. По этой причине в нулевой провод не ставится плавкий предохранитель.
При симметричной нагрузке токи во всех линейных проводах одинаковы и суммарный ток равен нулю.
.
Следовательно, не требуется нулевой провод и фазы потребителя могут соединятся как в звезду, так и в треугольник.
Фазным напряжением 
(током 
) называют напряжение на зажимах фазы источника или приемника, а также между нулевым и одним из линейных проводов, в случае соединения фаз в звезду с нулевым проводом.
Линейным напряжением 
называется напряжение между двумя любыми линейными проводами при любом варианте включения нагрузки.
Связь с при соединении нагрузки звездой
, 
При соединении фаз нагрузки в треугольник
, 
На практике обычно пользуются линейными значениями токов и напряжений, т.к. измерительные приборы удобнее подключать к линейным проводам
Независимо от способа соединения фаз, мощность каждой фазы источника и приемника определяется
,
где 
- фазные значения напряжения и тока фазы, φ – угол сдвига между ними.
По отношению к источнику – это мощность полезная (выделяемая в цепь - сеть), а для нагрузки – потребляемая суммарная активная мощность есть сумма фазных, т.е.
- активные мощности отдельных фаз.
При симметричной нагрузке мощности в фазах одинаковы, поэтому 
.
Поскольку на практике пользуются линейными значениями 
, мощность может быть рассчитана по формулам:
При соединении фаз нагрузи звездой (
)
При соединении треугольником (
)
.
В случае симметричной нагрузки при соединении фаз как в звезду так и в треугольник мощности P, Q, S рассчитываются по формулам.
- активная
- реактивная
- полная мощность.
