Трехфазная ЭДС и трехфазный ток. Получение трехфазной ЭДС. Преимущества трехфазной системы.

Три синусоидальные ЭДС одинаковой частоты и амплитуды, сдвинутые по фазе на , образуют трехфазную симметричную систему. Аналогично получаются трехфазные системы напряжений и токов.

В однородном магнитном поле постоянного магнита вращаются с постоянной угловой скоростью три рамки, сдвинутые в пространстве одна относительно другой на угол . Если к каждой из рамок подсоединить нагрузку, то в образовавшихся цепях появятся токи. Таким образом, мы получим симметричную трехфазную систему электрических цепей переменного тока.

Преимущества трехфазной системы:

1)при одинаковых условиях питание трехфазным током позволяет получить значительную экономию материала проводов по сравнению с тремя однофазными линиями;

2)при прочих равных условиях трехфазный генератор дешевле, легче и экономичнее, чем три однофазных генератора такой же общей мощности; то же относится к трехфазным двигателям и трансформаторам; 3 3)трехфазная система токов позволяет получить вращающееся магнитное поле с помощью трех неподвижных катушек, что существенно упрощает производство и эксплуатацию трехфазных двигателей;

4)при равномерной нагрузке трехфазный генератор создает на валу приводного двигателя постоянный момент в отличие от однофазного генератора, у которого мощность и момент на валу пульсируют с двойной частотой тока.

Соединение обмоток генератора и потребителей звездой. Фазные и линейные напряжения и токи. Соотношение между фазными и линейными напряжениями и токами. Векторная диаграмма напряжений.

Приведем распространенную схему трехфазной системы при соединении фаз источника (генератора) и приемника звездой с нулевым проводом.

Провод ОО’ называют нулевым (или нейтральным). В соответствии с первым законом Кирхгофа вектор тока в нулевом проводе определится суммой векторов токов в фазах:

.

Различают симметричную и несимметричную трехфазные системы. Под симметричной понимают такую трехфазную систему, в которой сопротивления фаз источника и приемника равны. Тогда, при симметричной нагрузке, когда сопротивления равны между собой и имеют одинаковый характер, векторы токов фаз равны по абсолютному значению и образуют трехлучевую звезду, у которой углы между лучами равны .

Из геометрического построения, показанного на рисунке, следует, что в этом случае векторная сумма токов равна нулю (для симметричной трехфазной системы):

.

В рассматриваемой схеме фазные и линейные токи совпадают: . В симметричной звезде фазные и линейные напряжения связаны соотношениями .

Под фазным напряжением понимают разность потенциалов между точками начала и конца какой-либо фазы. Для системы соединения фаз звездой с нулевым проводом его еще определяют, как напряжение между одним из фазных проводов и нулевым проводом.

Линейным напряжением называют разность потенциалов между точками начала двух соседних фаз. Его еще называют межфазным или междуфазным – как напряжение, возникающее между двумя проводами.

Фазный ток – это ток, протекающий по фазной обмотке генератора (источника питания) или по цепи фазы потребителя.

Линейным током называют ток, протекающий по линейному проводу (или проводу линии электропередачи).