large_ (6).jpgВ теперішній час в усьому світі отримала найбільше розповсюдження трифазна система змінного струму.

Трифазною системою електричних кіл називають систему, що складається з трьох кіл, в яких діють змінні, ЕРС однієї і тієї ж частоти, зсунуті по фазі одне щодо одного на 1/3 періоду (φ=2р/3). Кожне окреме коло такої системи коротко називають її фазою, а систему трьох зсунутих по фазі змінних струмів в таких колах називають просто трифазним струмом.

Майже всі генератори, встановлені на наших електростанціях, являються генераторами трифазного струму. По суті, кожний такий генератор являє собою з'єднання в одній електричній машині трьох генераторів змінного струму, сконструйованих таким чином, що індуковані в них ЕРС ззсунуті одна щодо одної на одну третину періоду.

1255079591_3_0.gif

Тут є три самостійні якорі, розташованих на статорі електричної машини і зміщених на 1/3 періода (120о). В центрі електричної машини обертається загальний для всіх якорів індуктор.

У кожній котушці індукується змінна ЕРС однієї і тієї ж частоти, але моменти проходження цих ЕРС через нуль (або через максимум) в кожній з котушок виявляться зсунуті на 1/3 періоду одна щодо одного, бо індуктор проходить мимо кожної котушки на 1/3 періоду пізніше, ніж мимо попередньої.

Кожна обмотка трифазного генератора є самостійним генератором струму і джерелом електричної енергії. Приєднавши дроти до кінців кожної з них, ми отримали б три незалежні кола, кожна з яких могла б живити ті або інші електроприймачі, наприклад електричні лампи.

В цьому випадку для передачі всій енергії, яку поглинають електроприймачі було б потрібно шість проводів. Можна проте, так з'єднати між собою обмотки генератора трифазного струму, щоб обійтися чотирма і навіть трьома проводами, тобто значно заощадити проводку.

Перший з цих способів, називається сполученням зіркою

1277050718_3.jpg

Називатимемо затискачі обмоток 1, 2, 3 початками, а затиски 1', 2', 3' - кінцями відповідних фаз.

З'єднання зіркою полягає в тому, що ми сполучаємо кінці всіх обмоток в одну точку генератора, яка називається нульовою точкою або нейтраллю, і сполучаємо генератор з приймачами електроенергії чотирма проводами: трьома так званими лінійними проводами, що йдуть від початку обмоток 1, 2, 3, і нульовим або нейтральним дротом, що йде від нульової точки генератора. Така система проводки називається чотирипровідною.

Напруга між нульовою точкою і початком кожної фази називається фазною напругою, а напруги між початками обмоток, тобто точками 1 і 2, 2 і 3, 3 і 1, називають лінійними. Фазна напруга зазвичай позначається U1, U2, U3, або в загальному вигляді Uф, а лінійна напруга - U12, U23, U31, або в загальному виді Uл.

Між амплітудами або діючими значеннями фазної і лінійної напруг при з'єднанні обмоток генератора зіркою існує співвідношення Uл = √3Uф ≈ 1,73Uф

Таким чином, наприклад, якщо фазна напруга генератора Uф = 220 В, то при з'єднанні обмоток генератора зіркою лінійна напруга Uл - 380 В.

У разі рівномірного навантаження всіх трьох фаз генератора, тобто при приблизно однакових струмах в кожній з них, струм в нульовому дроті дорівнює нулю. Тому в цьому випадку можна нульовий дріт скасувати і перейти до ще економнішої трипровідної системи. Всі навантаження включаються при цьому між відповідними парами лінійних проводів.

При несиметричному навантаженні струм в нульовому проводі не дорівнює нулю, але, взагалі кажучи, він слабший, ніж струм в лінійних проводах. Тому нульовий дріт може бути тонший, ніж лінійні.

При експлуатації трифазного змінного струму прагнуть зробити навантаження різних фаз по можливості однаковою. Тому, наприклад, при прокладанні освітлювальної мережі великого будинку при чотирипровідній системі вводять в кожну квартиру нульовий дріт і один з лінійних з таким розрахунком, щоб в середньому на кожну фазу приходилося приблизно однакове навантаження.

Другий спосіб з'єднання обмоток генератора, що також допускає трипровідну проводку - це з'єднання трикутником.

1277050644_4.jpg

Тут кінець кожної обмотки сполучений з початком наступною, так що вони утворюють замкнутий трикутник, а лінійні дроти приєднані до вершин цього трикутника — точок 1, 2 і 3. При з'єднанні трикутником лінійна напруга генератора рівна його фазній напрузі Uл = Uф.

Таким чином, перемикання обмоток генератора із зірки на трикутник призводить до зниження лінійної напруги в √3 ≈ 1,73 раз. З'єднання трикутником також допустимо лише при однаковій або майже однаковому навантаженню фаз. Інакше струм в замкнутому контурі обмоток буде дуже сильний, що небезпечно для генератора.

При застосуванні трифазного струму окремі приймачі (навантаження), що живляться від окремих пар проводів, також можуть бути сполучені або зіркою, тобто так, що один кінець їх приєднаний до загальної точки, а ті що залишилися три вільні кінці приєднуються до лінійних проводів мережі, або трикутником, тобто так, що всі навантаження з'єднуються послідовно і утворюють загальний контур, до точок 1, 2, 3 якого приєднуються лінійні дроти мережі.

Практично важливо мати на увазі наступне. При з'єднанні навантажень трикутником кожне навантаження знаходиться під лінійною напругою, а при сполученні зіркою - під напругою, в √3 раз меншим.

Між кожною парою лінійної напруги тут включено послідовно два навантаження, струми в яких зсунутіі по фазі на 2π/3. Напруга на кожному навантаженні дорівнює відповідній лінійній напрузі, що ділиться на √3.

Таким чином, при перемиканні навантажень із зірки на трикутник напруги на кожному навантаженні, а отже, і струм в ньому підвищуються в√3 ≈ 1,73 раз. Якщо, наприклад, лінійна напруга трипровідної мережі дорівнювала 380 В, то при сполученні зіркою напруга на кожному з навантажень дорівнюватиме 220 В, а при включенні трикутником буде рівна 380 В.


style="display:inline-block;width:970px;height:90px"
data-ad-client="ca-pub-3424804506445775"
data-ad-slot="8583851448">

Voltstroy - интернет магазин электротехники