Главная · На заметку · Фазы тока и напряжения. Линейное и фазное напряжение. Соотношение между линейными и фазными токами и напряжениями

Фазы тока и напряжения. Линейное и фазное напряжение. Соотношение между линейными и фазными токами и напряжениями

Электростанции вырабатывают трехфазный переменный ток . Генератор трехфазного тока представляет собой как бы три объединенных вместе генератора переменного тока, работающих так, чтобы сила тока (и напряжение) изменялась у них не одновременно, а с отставанием на 1/3 периода. Это осуществляется за счет смещения катушек генераторов на 120° одна относительно другой (рис. справа).

Стандартный трехфазный электродвигатель. Три свинцовых провода затем вынимаются из этого статора в трансформатор, где напряжение поднимается и отбрасывается. Используя сеть трансформаторов и проводов, электрическая мощность доставляется конечному пользователю, где напряжение преобразуется на более низкий и более безопасный уровень.

В чем разница между однофазными и трехфазными службами?

Стандартный тип генератора представляет собой трехполюсную конструкцию. Три полюса позволяют достигать максимальной мощности в трех отдельных случаях за одно полное вращение. Это создает сигнал, подобный показанному на рисунке. На данный момент просто подумайте о «фазе» как форме волны, подобно тому, как дети играют со скакалкой; каждая фаза имеет величину и направление. Однофазные службы обычно используются для обслуживания нагрузки на жилые дома, такие как приборы и освещение. Трехфазные службы обычно используются для служб, которым необходимо управлять двигателями и техникой коммерческого класса.


Каждая часть обмотки генератора называется
фазой . Поэтому генераторы, которые имеют обмотку, состоящую из трех частей, называют трехфазными .

Следует отметить, что термин «фаза » в электротехнике имеет два значения: 1) как величина, которая совместно с амплитудой определяет состояние колебательного процесса в данный момент времени; 2) в смысле наименования части электрической цепи переменного тока (например, часть обмотки электрической машины).
Некоторое наглядное представление о возникновении трехфазного тока дает установка, изображенная на рис. слева.
Три катушки от школьного разборного трансформатора с сердечниками размещаются по окружности под углом 120° по отношению друг к другу. Каждая катушка соединена с демонстрационным гальванометром . В центре окружности на оси укрепляется прямой магнит. Если вращать магнит, то в каждой из трех цепей «катушка - гальванометр» возникает переменный ток. При медленном вращении магнита можно заметить, что наибольшее и наименьшее значения токов и их направления будут в каждый момент во всех трех цепях различными.

Распространенное заблуждение о трехфазном состоит в том, что, поскольку 240 и 208 имеют только 32 вольта, они могут быть взаимозаменяемы. В некоторых случаях они могут, но в случае с моторами они не могут. Важным аспектом при рассмотрении вопроса о переходе на трехфазное является стоимость изменения собственной проводки обслуживания, поскольку однофазная проводка может не подходить для трехфазных служб. Это, скорее всего, включает новые сервисные панели и проводку для большинства установок.

При принятии решения о трехфазной мощности, например, о лучшем трехфазном напряжении для ваших потребностей в обслуживании, есть несколько других соображений, как обслуживать однофазные нагрузки. Вы хотите сохранить и защитить свое трехфазное оборудование в случае потери одной фазы вашего трехфазного обслуживания. Серьезный ущерб может привести к трехфазному оборудованию, если одна фаза потеряна, а оборудование не имеет надлежащей защиты от потери фазы.

Таким образом, трехфазный ток представляет совместное действие трех переменных токов одинаковой частоты, но сдвинутых по фазе на 1/3 периода относительно друг друга.
Каждая обмотка генератора может соединяться со своим потребителем, образуя несвязанную трехфазную систему. Выигрыша от такого соединения нет никакого по отношению к трем отдельным генераторам переменного тока, так как передача электрической энергии осуществляется с помощью шести проводов (рис. справа).
На практике получили два других способа соединения обмоток трехфазного генератора. Первый способ соединения получил названиезвезды (рис. слева, а), а второй -треугольника (рис. б).
При соединении
звездой концы (или начала) всех трех фаз соединяются в один общий узел, а от начал (или концов) идут провода к потребителям. Эти провода называются линейными проводами . Общую точку, в которой соединяются концы фаз генератора (или потребителя), называют нулевой точкой , или нейтралью . Провод, соединяющий нулевые точки генератора и потребителя, называют нулевым проводом . Нулевой провод применяется в том случае, если в сети создается неравномерная нагрузка на фазы. Он позволяет уравнять напряжения в фазах потребителя.

Когда электродвигатель запускается, он требует большой порывы электрического тока, что, в свою очередь, вызывает мерцание напряжения на линии. Как видно из табличек, показанных на рисунке 3, очень разные рабочие характеристики. Однофазный двигатель требует более высокой силы тока и немного менее эффективен, чем трехфазный двигатель, но оба имеют одинаковые мощности.

Как вы можете видеть, обновление или добавление трехфазного обслуживания - это большое обязательство и может быть существенным расходом, который может сильно различаться между подземными и воздушными линиями. Для принятия такого решения и инвестиций требуется много планирования и рассмотрения многих вопросов.

Нулевой провод , как правило, применяется в осветительных сетях. Даже при наличии одинакового количества ламп равной мощности во всех трех фазах равномерная нагрузка не сохраняется, так как лампы могут включаться, выключаться не одновременно во всех фазах, могут перегорать, и тогда равномерность нагрузки фаз будет нарушена. Поэтому для осветительной сети применяется соединение в звезду, которая имеет четыре провода вместо шести при несвязанной трехфазной системе.

Эти генераторы в своем принципе работы не отличаются от однофазных генераторов. Их основное отличие заключается в том, что они имеют по меньшей мере три полюсных колодки, снабженных катушками для индукции. Когда намагниченный ротор, который генерирует переменное магнитное поле, вращается, он будет генерировать переменные напряжения, индуцированные в каждой катушке, разделенной во время одной трети поворота, или то же, что и 120 градусов вращения. Что-то вроде этого есть три однофазных генератора в одном теле, чьи мгновенные напряжения разделены на 120 градусов вращения.

При соединении в звезду различают два вида напряжения:фазное и линейное . Напряжение между каждым линейным и нулевым проводом равно напряжению между зажимами соответствующей фазы генератора и называется фазным (U ф ), а напряжение между двумя линейными проводами - линейным напряжением (U л ).

Поскольку в нулевом проводе при симметричной нагрузке сила тока равна нулю, то ток в линейном проводе равен току в фазе.
При неравномерной нагрузке фаз по нулевому проводу проходит уравнительный ток относительно малой величины. Поэтому сечение этого провода должно быть значительно меньше, чем у линейного провода. В этом можно убедиться, если включить четыре амперметра в линейные и нулевой провода. В качестве нагрузки удобно использовать обычные электрические лампочки (рис. справа).
При одинаковой нагрузке в фазах ток в нулевом проводе равен нулю и надобность в этом проводе отпадает (например, равномерную нагрузку создают электродвигатели). В этом случае производят соединение в «треугольник», которое представляет собой последовательное соединение друг с другом начал и концов катушек генератора. Нулевой провод в этом случае отсутствует.
При соединении обмоток генератора и потребителей «треугольником » фазные и линейные напряжения равны между собой,
т.е. U Л = U Ф , а линейный ток в √3 раз больше фазного тока I Л = √3 . I Ф
Соединение треугольником применяется как при осветительной, так и при силовой нагрузке. Например, в школьной мастерской станки можно включать в звезду или треугольник. Выбор того или иного способа соединения определяется величиной напряжения сети и номинальным напряжением приемников электрической энергии.
Принципиально можно соединять треугольником и фазы генератора, но обычно этого не делают. Дело в том, что для создания заданного линейного напряжения каждая фаза генератора при соединении треугольником должна быть рассчитана на напряжение, в раз большее, чем в случае соединения звездой. Более высокое напряжение в фазе генератора требует увеличения числа витков и усиленной изоляции для обмоточного провода, что увеличивает размеры и стоимость машин. Поэтому фазы трехфазных генераторов почти всегда соединяют звездой. Двигатели же иногда в момент пуска включают звездой, а затем переключают на треугольник.

Наш предыдущий генератор имеет шесть выходных проводов, по одной паре для каждой из катушек генерации, если принять три одинаковые катушки и поместить вольтметр между концами каждой пары, мы получим точно такие же напряжения по величине и форме, но разделенные третьим поворота генератора. Представлены тремя синусоидами на рисунке 2 справа.

Распространённые стандарты напряжений

Чтобы преобразовать эти три однофазные генераторы в трехфазную схему, нам необходимо их подключить. Соединение может быть двух различных форм, известных как звездное соединение и дельта-соединение. На рисунке 3 показано звездное соединение. Три катушки генератора представлены как черные прямоугольники, и каждый свободный конец обозначается буквой для простоты.

Электрические двигатели.

Электрический двигатель - это электрическая машина(электромеханический преобразователь), в которой электрическая энергияпреобразуется в механическую, побочным эффектом является выделение тепла.

Принцип действия

В основу работы любой электрической машины положен принцип электромагнитной индукции. Электрическая машина состоит из статора (неподвижной части) и ротора (якоря в случае машины постоянного тока) (подвижной части), электрическим током (или также постоянными магнитами) в которых создаются неподвижные и/или вращающиеся магнитные поля.

Нетрудно показать, что общая точка всегда имеет нулевое напряжение относительно земли, поэтому она называется нейтральной. Обычно это будет называться межфазным разностью напряжений между любыми двумя фазами и разностью нейтральных напряжений между нейтралями и нейтралью.

В звездном соединении верно. Напряжение между фазами в 73 раза больше, чем нейтральное напряжение. Это нейтральное напряжение будет эквивалентно напряжению, создаваемому каждой генерирующей катушкой. Из этого соединения только три кабеля могут выйти наружу.

Не трудно понять, что напряжение между фазами эквивалентно напряжению каждой катушки генератора. Также называется «переменным напряжением» - это форма энергии, наиболее используемая в домах, зданиях, фабриках, инструментах, оборудовании и оборудовании в целом.

Статор - неподвижная часть электродвигателя, чаще всего - внешняя. В зависимости от типа двигателя, может создавать неподвижное магнитное поле и состоять из постоянных магнитов и/или электромагнитов, либо генерировать вращающееся магнитное поле (и состоять из обмоток, питаемых переменным током).

Ротор - подвижная часть электродвигателя, чаще всего располагаемая внутри статора.

Мы помним, что этот переменный ток периодически изменяется с интенсивностью и смыслом в свое определенное время, кроме того, очень используется, потому что они имеют меньшую стоимость. Они перевернуты так часто, как циклы в секунду, или герц имеет этот ток. Хотя он производит постоянное изменение полярности, ток всегда будет поступать от отрицательного полюса к положительному, как это происходит в источниках электродвижущей силы, которые подают постоянный ток в случае цепи.

Однофазный ток и трехфазный ток

Давайте проиллюстрируем, что такое напряженность. Этот тип тока называется этим, потому что ток передается по одному кабелю, одному кабелю. Он приходит домой или здания, чтобы вернуться другим кабелем под названием нейтральный провод. Теперь эти входные или фазные и возвратные или силовые кабели всегда сопровождаются третьим кабелем, который идет как линия к земле.

Ротор может состоять из:

§ постоянных магнитов;

§ обмоток на сердечнике (подключаемых через щёточно-коллекторный узел);

§ короткозамкнутой обмотки ("беличье колесо" или "беличья клетка"), в которой токи возникают под действием вращающегося магнитного поля статора).

Взаимодействие магнитных полей статора и ротора создает вращающий момент, приводящий в движение ротор двигателя. Так происходит преобразование электрической энергии, подаваемой на обмотки двигателя, в механическую (кинетическую) энергию вращения. Полученную механическую энергию можно использовать приводя в движение механизмы.

Есть три тока, которые происходят одновременно в одном и том же генераторе. Каждая из этих фаз или каждый из этих токов транспортируется их соответствующим фазовым проводом, возвращаясь другим общим проводником трех фаз, который служит для закрытия трех цепей.

Эксперты говорят, что эта трехфазная система позволяет кабелям проводника иметь меньшую толщину, что делает их простыми в обращении с точки зрения кабелей, потому что они тоньше, кроме того, трехфазный ток позволяет работать трехфазные электродвигатели, широко используемые в промышленности, потому что очень просты, прочны и экономичны.

Классификация электродвигателей

§ Двигатель постоянного тока - электрический двигатель, питание которого осуществляется постоянным током;

§ Коллекторные двигатели постоянного тока. Разновидности:

§ С возбуждением постоянными магнитами;

§ С параллельным соединением обмоток возбуждения и якоря;

§ С последовательным соединением обмоток возбуждения и якоря;

Наличие трехфазной сети сейчас имеет важное значение, это дает нам экономию энергии, эффективность, безопасность. Трехфазный разъем прост в установке. Для трехфазных сокетов нужен генератор, который изменяет интенсивность испускаемого тока и позволяет модулировать мощность.

Новые модели установлены непосредственно на генератор. Трехфазная розетка установлена ​​в качестве стандартного разъема для приема устройства, требующего большой мощности. Единственное требование - подключить плавкий предохранитель для развертывания требуемой мощности. Для этого часто считается 16 ампер.

§ Со смешанным соединением обмоток возбуждения и якоря;

§ Бесколлекторные двигатели постоянного тока (вентильные двигатели) - Электродвигатели, выполненные в виде замкнутой системы с использованием датчика положения ротора (ДПР), системы управления (преобразователя координат) и силового полупроводникового преобразователя (инвертора).

Основные определения.Трехфазная система ЭДС

Преимущества на самом деле многочисленны, поскольку, помимо его мощности, трехфазная розетка также является одной из лучших изолированных и наиболее эффективных. Благодаря используемым материалам он теряет очень мало энергии во время транспортировки текущих и благодаря мощности модуляции 330 вольт, например, в соответствии с базой стипендии в обслуживании.

Таким образом, мы можем говорить о двухфазной, трехфазной, тетрафатической и т.д. по числу фаз. На практике только трехфазный переменный ток используется для промышленных или мощных и однофазных приложений для использования в быту или малой мощности. Трехфазный переменный ток генерируется генератором переменного тока, состоящим из набора из 3 обмоток, образующих угол 120 ° друг к другу и вращающегося в солидарности. При вращении каждая обмотка генерирует однофазный переменный ток, равный амплитуде и частоте, но со смещением, равным образующемуся углу. Во всей полифазной системе мы различаем следующие напряжения и токи: - составное или линейное напряжение: это напряжение между двумя линейными проводниками. - Однофазное или фазное напряжение: это напряжение между линейным проводником и нейтралью. - Линейный ток: это ток, протекающий через проводники. - Ток фазы: это ток, который циркулирует обмотками генератора переменного тока или по каждой из фаз приемника. По умолчанию, когда мы говорим о напряжениях или токах трехфазной системы, мы будем ссылаться на эту линию. Преимущества использования трехфазного тока по сравнению с однофазным током: - с одним генератором переменного тока мы создаем три напряжения вместо одного. - для переноса трех однофазных напряжений нам нужны 6 проводников по сравнению с 3 трёхфазным током. Это экономит на водителя и снижает потери транспорта. - возможность иметь два напряжения, одну выше или линию и одну меньшую или фазу. - простота изготовления некоторых машин, таких как трехфазные двигатели, а также более высокая производительность этих машин по сравнению с однофазными машинами. Как мы подключаем эти терминалы друг к другу, получат следующие конфигурации. Независимое подключение: при такой конфигурации мы используем каждую пару терминалов, как если бы это был однофазный генератор. Шесть водителей потребуются. Звездное соединение: в этой конфигурации мы соединяем все отрицательные клеммы каждого генератора и все поворачиваем на землю в общей точке, называемой нейтральной точкой. Из этой общей связи с нулевым потенциалом мы можем удалить нейтральный проводник, если это необходимо. Вам нужно 3 активных проводника и нейтральный проводник. Электротехнический блок 6: трехфазный переменный ток 6 Соединение в треугольнике: в этой конфигурации мы соединяем каждую отрицательную клемму с позицией следующего генератора, и из каждого из соединений мы тянем активные проводники. Нет нейтральной точки или нейтрального проводника. Посмотрим теперь, как фазовые и линейные напряжения и интенсивности связаны друг с другом. Фазовое напряжение заключается в том, что между положительным и отрицательным контактами генератора, а фазовый ток является тем, который циркулирует внутри. Это внутренние напряжения и токи внутри генератора. Линейное напряжение состоит в том, что между двумя активными проводниками, а линейный ток - то, что протекает через активные проводники. Это внешние напряжения и токи генератора переменного тока. Таким образом, в звезде фазовый ток такой же, как у линии, а в треугольнике фазное напряжение такое же, как и линейное напряжение. Нарисуйте векторы шести напряжений. Насколько выше модуль линейных напряжений, чем фазовые? Нарисуйте векторы шести интенсивностей. Насколько велика величина линейных токов, чем фазовые токи? Электротехника Тема 6: Трехфазный переменный ток 7 Упражнение 3: Определяет, как каждая конфигурация подключена. Вычислите новое сетевое напряжение, подключив один и тот же генератор переменного тока в треугольник. - Заполните следующую таблицу. Эти токи транспортируются через электрическую сеть, состоящую из трехфазных проводников и необязательного нейтрального проводника. Мы можем использовать эти токи, подключая приемники, независимо от каждой фазы, или используя все три фазы одновременно. Если мы соединяем один и тот же заряд с каждой из фаз, мы говорим, что приемник сбалансирован. Если вместо этого мы связываем разные нагрузки с каждой фазой, мы говорим, что приемник несбалансирован. Давайте посмотрим, как сеть реагирует на сбалансированные нагрузки. Сбалансированные заряды звезды: поскольку нагрузка, приложенная к каждой фазе, будет одинаковой, то фазные токи приемника будут одинаковыми по величине, а также образуют сбалансированный треугольник, каждый из которых будет неработоспособным на 120 °. Таким образом, векторная сумма токов также дает нуль, поэтому нет необходимости использовать проводник для нейтрали. Рассчитайте интенсивность, потребляемую каждым приемником, и ток, протекающий через нейтраль. В этом случае ток, протекающий через сеть, будет в √3 раза больше потребляемого фазами. Он вычисляет интенсивность, потребляемую каждым приемником, и то, что циркулирует через линейные проводники. Давайте посмотрим на каждую конфигурацию подробно: Конфигурация звезды: Когда импеданс отложен, интенсивности каждой фазы будут отличаться друг от друга, поэтому их векторная сумма не отменяется, поэтому необходим нейтральный проводник. Если мы подключим нейтральный проводник, напряжение, приложенное к каждой фазе, увеличится опасно и может повредить оборудование. Это конфигурация, используемая, когда мы хотим подключить однофазные приемники к трехфазной сети. Вычислите интенсивность каждой из каждой линии и нейтральной. Конфигурация в треугольнике: в этом случае сначала нужно получить интенсивность каждой фазы приемника, а затем мы получим интенсивность каждой линии, оставаясь в векторе. Нейтральный проводник нельзя подключить в треугольнике. Кроме того, фазные напряжения соответствуют линейным напряжениям, хотя нагрузки очень неуравновешенны. Рассчитайте интенсивность каждой фазы и каждой линии. Вычислите интенсивность каждой из фаз и линий. Это заявление служит как активной, реактивной, так и очевидной силе. Вычисляет активную, реактивную и кажущуюся мощность, потребляемую приемником, если коэффициент мощности равен 0, вычисляет общую потребляемую активную мощность и определяет, сбалансирована или не сбалансирована нагрузка. Когда нагрузки сбалансированы, наиболее частым является размещение батареи с тремя равными конденсаторами, соединенными в треугольник, которые будут соединяться при подключении индуктивных нагрузок. Он вычисляет потребляемый ток до и после того, как коэффициент мощности был улучшен. Улучшение коэффициента мощности. - Сбалансированные и несбалансированные нагрузки в звезде и треугольнике. Интенсивности и напряжения нейтрального и линейного.

  • Каждый из токов транспортируется независимым проводником.
  • Упражнение 1: Какая фаза имеет трехфазный переменный ток?
  • И гексафаза?
Трехфазный переменный ток.

§ Двигатель переменного тока - электрический двигатель, питание которого осуществляется переменным током, имеет две разновидности:

§ Синхронный электродвигатель - электродвигатель переменного тока, ротор которого вращается синхронно с магнитным полемпитающего напряжения;

§ Гистерезисный двигатель

§ Асинхронный электродвигатель - электродвигатель переменного тока, в котором частота вращения ротора отличается от частоты вращающего магнитного поля, создаваемого питающим напряжением.

§ Однофазные - запускаются вручную, или имеют пусковую обмотку, или имеют фазосдвигающую цепь

§ Двухфазные - в том числе конденсаторные.

§ Трёхфазные

§ Многофазные

§ Шаговые двигатели - Электродвигатели, которые имеют конечное число положений ротора. Заданное положение ротора фиксируется подачей питания на соответствующие обмотки. Переход в другое положение осуществляется путём снятия напряжения питания с одних обмоток и передачи его на другие.

Вращающееся магнитное поле

§ Универсальный коллекторный двигатель (УКД) - коллекторный электродвигатель, который может работать и на постоянном токе и на переменном токе.

Двигатели переменного тока с питанием от промышленной сети 50 гц не позволяют получить частоту вращения выше 3000 об/мин. Поэтому для получения высоких частот применяют коллекторный электродвигатель, который к тому же получается легче и меньше двигателя переменного тока той же мощности или применяют специальные передаточные механизмы, изменяющие кинематические параметры механизма до необходимых нам (мультипликаторы). При применении преобразователей частоты или наличии сети повышенной частоты (100, 200, 400 гц) двигатели переменного тока оказываются легче и меньше коллекторных двигателей (коллекторный узел иногда занимает половину пространства). Ресурс асинхронных двигателей переменного тока гораздо выше, чем у коллекторных, и определяется состоянием подшипников и изоляции обмоток.

Синхронный двигатель с датчиком положения ротора и инвертором является электронным аналогом коллекторного двигателя постоянного тока.

Виды стиральных машин.

Стирка по-научному.

Трехфазная система переменного тока

Электростанции вырабатывают трехфазный переменный ток . Генератор трехфазного тока представляет собой как бы три объединенных вместе генератора переменного тока, работающих так, чтобы сила тока (и напряжение) изменялась у них не одновременно, а с отставанием на 1/3 периода. Это осуществляется за счет смещения катушек генераторов на 120° одна относительно другой (рис. справа).

Стандартный трехфазный электродвигатель. Три свинцовых провода затем вынимаются из этого статора в трансформатор, где напряжение поднимается и отбрасывается. Используя сеть трансформаторов и проводов, электрическая мощность доставляется конечному пользователю, где напряжение преобразуется на более низкий и более безопасный уровень.

В чем разница между однофазными и трехфазными службами?

Стандартный тип генератора представляет собой трехполюсную конструкцию. Три полюса позволяют достигать максимальной мощности в трех отдельных случаях за одно полное вращение. Это создает сигнал, подобный показанному на рисунке. На данный момент просто подумайте о «фазе» как форме волны, подобно тому, как дети играют со скакалкой; каждая фаза имеет величину и направление. Однофазные службы обычно используются для обслуживания нагрузки на жилые дома, такие как приборы и освещение. Трехфазные службы обычно используются для служб, которым необходимо управлять двигателями и техникой коммерческого класса.


Каждая часть обмотки генератора называется
фазой . Поэтому генераторы, которые имеют обмотку, состоящую из трех частей, называют трехфазными .

Следует отметить, что термин «фаза » в электротехнике имеет два значения: 1) как величина, которая совместно с амплитудой определяет состояние колебательного процесса в данный момент времени; 2) в смысле наименования части электрической цепи переменного тока (например, часть обмотки электрической машины).


Некоторое наглядное представление о возникновении трехфазного тока дает установка, изображенная на рис. слева.
Три катушки от школьного разборного трансформатора с сердечниками размещаются по окружности под углом 120° по отношению друг к другу. Каждая катушка соединена с демонстрационным гальванометром . В центре окружности на оси укрепляется прямой магнит. Если вращать магнит, то в каждой из трех цепей «катушка - гальванометр» возникает переменный ток. При медленном вращении магнита можно заметить, что наибольшее и наименьшее значения токов и их направления будут в каждый момент во всех трех цепях различными.

Таким образом, трехфазный ток представляет совместное действие трех переменных токов одинаковой частоты, но сдвинутых по фазе на 1/3 периода относительно друг друга.
Каждая обмотка генератора может соединяться со своим потребителем, образуя несвязанную трехфазную систему. Выигрыша от такого соединения нет никакого по отношению к трем отдельным генераторам переменного тока, так как передача электрической энергии осуществляется с помощью шести проводов (рис. справа).



На практике получили два других способа соединения обмоток трехфазного генератора. Первый способ соединения получил название звезды (рис. слева, а), а второй - треугольника (рис. б).

При соединении звездой концы (или начала) всех трех фаз соединяются в один общий узел, а от начал (или концов) идут провода к потребителям. Эти провода называются линейными проводами . Общую точку, в которой соединяются концы фаз генератора (или потребителя), называют нулевой точкой , или нейтралью . Провод, соединяющий нулевые точки генератора и потребителя, называют нулевым проводом . Нулевой провод применяется в том случае, если в сети создается неравномерная нагрузка на фазы. Он позволяет уравнять напряжения в фазах потребителя.


Нулевой провод , как правило, применяется в осветительных сетях. Даже при наличии одинакового количества ламп равной мощности во всех трех фазах равномерная нагрузка не сохраняется, так как лампы могут включаться, выключаться не одновременно во всех фазах, могут перегорать, и тогда равномерность нагрузки фаз будет нарушена. Поэтому для осветительной сети применяется соединение в звезду, которая имеет четыре провода (рис. справа) вместо шести при несвязанной трехфазной системе.

При соединении в звезду различают два вида напряжения: фазное и линейное . Напряжение между каждым линейным и нулевым проводом равно напряжению между зажимами соответствующей фазы генератора и называется фазным (U ф ), а напряжение между двумя линейными проводами - линейным напряжением (U л ).

Между фазными и линейными напряжениями можно установить соотношение:

U л = √3 . U ф ≈ 1,73 . U ф ,

если рассмотреть треугольник напряжения (рис. слева).

Действительно,

Ил= ^ч-Т^-г-Т^-сойШ^ Сф-л/2 + 2-со5б0° = л/3 -Ц,

На практике широкое распространение получили трехфазные цепи с нейтральными проводами при напряжениях U Л = 380 В; U Ф = 220 В.

Поскольку в нулевом проводе при симметричной нагрузке сила тока равна нулю, то ток в линейном проводе равен току в фазе.
При неравномерной нагрузке фаз по нулевому проводу проходит уравнительный ток относительно малой величины. Поэтому сечение этого провода должно быть значительно меньше, чем у линейного провода. В этом можно убедиться, если включить четыре амперметра в линейные и нулевой провода. В качестве нагрузки удобно использовать обычные электрические лампочки (рис. справа).

При одинаковой нагрузке в фазах ток в нулевом проводе равен нулю и надобность в этом проводе отпадает (например, равномерную нагрузку создают электродвигатели). В этом случае производят соединение в «треугольник», которое представляет собой последовательное соединение друг с другом начал и концов катушек генератора. Нулевой провод в этом случае отсутствует.
При соединении обмоток генератора и потребителей «треугольником » фазные и линейные напряжения равны между собой,
т.е. U Л = U Ф , а линейный ток в √3 раз больше фазного тока I Л = √3 . I Ф

Соединение треугольником применяется как при осветительной, так и при силовой нагрузке. Например, в школьной мастерской станки можно включать в звезду или треугольник. Выбор того или иного способа соединения определяется величиной напряжения сети и номинальным напряжением приемников электрической энергии.
Принципиально можно соединять треугольником и фазы генератора, но обычно этого не делают. Дело в том, что для создания заданного линейного напряжения каждая фаза генератора при соединении треугольником должна быть рассчитана на напряжение, в раз большее, чем в случае соединения звездой. Более высокое напряжение в фазе генератора требует увеличения числа витков и усиленной изоляции для обмоточного провода, что увеличивает размеры и стоимость машин. Поэтому фазы трехфазных генераторов почти всегда соединяют звездой. Двигатели же иногда в момент пуска включают звездой, а затем переключают на треугольник.