ТРЕХФАЗНЫЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ЦЕПИ. Основные определения

Трехфазная электрическая цепь может быть представлена как совокупность трех однофазных цепей, в которых действуют ЭДС одной и той же частоты, сдви­нутые друг относительно друга на одну треть периода, или, что то же, на угол Эти три составные части трехфазной цепи называются фазами и им будут приписываться буквенные обозна­чения А, В и С.

На рис. 7.1 схематично показана трехфазная цепь, фазы которой электрически не связаны друг с другом. Такие трехфазные цепи на­зываются несвязанны­ми (в настоящее время не применяются).

Рис. 7.1. Несвязанная трехфазная цепь

Таким образом, термином «фаза» в электротехнике обознача­ются два понятия: угол, определяющий стадию периодического про­цесса, и составная часть многофазной цепи.

Фазы А, В и С изображены на рис. 7.1 под углом 120°, дли того чтобы подчеркнуть, что ЭДС сдвинуты друг относительно друга на одну треть пери­ода. При равенстве амплитуд ЭДС и одинаковых сопротивлениях в фазах токи также равны по величине и сдвинуты друг относительно друга на одну треть периода, образуя так называемый трехфазный ток. Сумма этих токов в любой момент времени равна нулю, поэтому если три провода, по которым токи возвращаются к источникам, объединить в один провод, то ток в этом проводе будет равен нулю. При отсутствии в проводе тока излишним в данном случае является и сам провод; от него можно отказаться, перейдя, таким образом, к схеме рис. 7.2.

Рис. 7.2. Связанная электрическая цепь.

В результате этого достигается экономия материала проводов; кроме того, по сравнению с несвя­занной трехфазной цепью исключаются потери мощ­ности от токов в обратных проводах.

Трехфазная цепь на рис. 7.2, фазы которой соединены электрически, представляет собой одну из разно­видностей связанных трехфазных цепей.

Для получения связанной трехфазной цепи не требу­ются отдельные однофазные генераторы, а используется трехфазный генератор, схематически показанный на рис. 7.3.

Рис. 7.3. Принцип выполнения трехфазного синхронного генератора.

Обмотки, в которых наводятся ЭДС, помеша­ются в пазах статора. Обмотки фаз сдвинуты друг отно­сительно друга на угол , где р – число пар полю­сов. В случае двухполюсного генератора, рис. 7.3, р =1 и угол равен 120°.

При вращении ротора в силу идентичности трех об­моток генератора в них наводятся ЭДС, имеющие оди­наковые амплитуду и частоту, причем эти ЭДС сдвинуты по фазе по отношению друг к другу на одну треть периода, рис. 7.4, а. Векторы, изображающие эти ЭДС, равны по модулю и расположены под углом 120°, рис. 7.4, б.

Рис. 7.4. Мгновенные ЭДС (а) и векторная диа­грамма ЭДС (б)

трехфазного генератора.

Мгновенные ЭДС трехфазного генератора, показан­ные на рис. 7.4, а, выражаются аналитически следующим образом: