Получаване и определяне на трифазен ток. Трифазен ток

Трифазна система за захранване - специален случаймногофазни системи от електрически вериги на променлив ток, в които работят синусоидални ЕМП със същата честота, създадени от общ източник, изместени един спрямо друг във времето с определен фазов ъгъл. В трифазна система този ъгъл е 2π/3 (120°).

Многопроводна (шестпроводна) трифазна система променлив токизобретен от Никола Тесла. Значителен принос за развитието на трифазните системи направи М. О. Доливо-Доброволски, който за първи път предложи три- и четирипроводни системи за пренос на променлив ток, идентифицира редица предимства на трифазните системи с ниска проводимост по отношение на други системи и проведе редица експерименти с асинхронен електродвигател.

Енциклопедичен YouTube

• 1 / 5

  Всяка от работещите ЕМП е в своя собствена фаза на периодичния процес, поради което често се нарича просто „фаза“. Наричани още „фази“ са проводници - носители на тези ЕМП. В трифазните системи ъгълът на срязване е 120 градуса. Фазовите проводници в Руската федерация се обозначават с латински букви L с цифров индекс 1...3 или A, B и C.

  Общи обозначения за фазови проводници:

  Русия, ЕС (над 1000 V)	Русия, ЕС (под 1000 V)	Германия	Дания
  А	L1	L1	Р
  б	L2	L2	С
  ° С	L3	L3	T

  Предимства

  • Икономичен.
    • Рентабилен пренос на електроенергия на големи разстояния.
    • По-малко разход на материал на 3-фазни трансформатори.
    • По-малко потребление на материали захранващи кабели, тъй като при същата консумация на енергия токовете във фазите се намаляват (в сравнение с еднофазни вериги).
  • Баланс на системата. Това свойство е едно от най-важните, тъй като в небалансирана система възниква неравномерно механично натоварване на инсталацията за генериране на електроенергия, което значително намалява нейния експлоатационен живот.
  • Възможност за лесно получаване на кръгово въртене магнитно поле, необходими за работата на електродвигател и редица други електрически устройства. Двигатели 3- фазов ток(асинхронни и синхронни) са по-прости по конструкция от постояннотокови двигатели, еднофазни или двуфазни и имат високи показатели за ефективност.
  • Възможност за получаване на две работни напрежения в една инсталация - фазово и линейно и две нива на мощност при свързване звезда или триъгълник.
  • Възможността за рязко намаляване на трептенето и стробоскопичния ефект на лампите, използващи флуоресцентни лампи, чрез поставяне в една лампа на три лампи (или групи от лампи), захранвани от различни фази.

  Благодарение на тези предимства, трифазните системи са най-често срещаните в съвременното електропроизводство.

  Схеми на свързване на трифазни вериги

  звезда

  Трифазна верига с нулев проводник се нарича четирипроводна верига. Ако няма неутрален проводник, трижилен.

  Ако съпротивленията Z a , Z b , Z c на консуматора са равни едно на друго, тогава такъв товар се нарича симетричен.

  Линейни и фазови величини

  Извиква се напрежението между линейния проводник и неутралата (U a, U b, U c). фаза. Извиква се напрежението между два линейни проводника (U AB, U BC, U CA). линеен. За свързване на намотките със звезда, когато симетрично натоварване, връзката между линейни и фазови токове и напрежения е валидна:

  I L = I F ; U L = 3 × U F (\displaystyle I_(L)=I_(F);\qquad U_(L)=(\sqrt (3))\times (U_(F)))

  Лесно е да се покаже, че мрежовото напрежение е фазово изместено с π / 6 (\displaystyle \pi /6)относно първа фаза:

  U L a b = u F a − u F b = U F [ cos ⁡ (ω t) − cos ⁡ (ω t − 2 π / 3) ] = 2 U F sin ⁡ (− π / 3) sin ⁡ (ω t − π / 3) = 3 U F cos ⁡ (ω t + π − π / 3 − π / 2) (\displaystyle u_(L)^(ab)=u_(F)^(a)-u_(F)^(b )=U_(F)[\cos(\omega t)-\cos(\omega t-2\pi /3)]=2U_(F)\sin(-\pi /3)\sin(\omega t- \pi /3)=(\sqrt (3))U_(F)\cos(\omega t+\pi -\pi /3-\pi /2))

  U L = 3 U F cos ⁡ (ω t + π / 6) (\displaystyle u_(L)=(\sqrt (3))U_(F)\cos(\omega t+\pi /6))

  Мощност на трифазен ток

  За звездно свързване на намотки, със симетрично натоварване, мощност трифазна мрежае равно на:

  P = 3 U F I F c o s φ = 3 U L 3 I L c o s φ = 3 U L I L c o s φ (\displaystyle P=3U_(F)I_(F)cos\varphi =3(\frac (U_(L))(\sqrt (3 )))I_(L)cos\varphi =(\sqrt (3))U_(L)I_(L)cos\varphi )

  Последици от изгаряне (счупване) на нулевия проводник в трифазни мрежи

  При симетрично натоварване в трифазна система, захранването на потребителя с линейно напрежение е възможно дори при липса на неутрален проводник. Но при захранване на товара с фазово напрежение, когато натоварването на фазите не е строго симетрично, наличието на неутрален проводник е задължително. Ако се счупи или се появи значително увеличение на съпротивлението (лош контакт), възниква така нареченият „фазов дисбаланс“, в резултат на което свързаният товар, проектиран за фазово напрежение, може да бъде под произволно напрежение в диапазона от нула към линеен ( конкретно значениезависи от разпределението на натоварването във фазите в момента на прекъсване на нулевия проводник). Това често е причина за повреда на битовата електроника в жилищни сгради, което може да доведе до пожари. Ниското напрежение също може да причини повреда на оборудването.

  Проблемът с хармониците, кратни на третата

  Съвременната технология все повече се оборудва с импулсно захранване. Импулсен източник без коректор на фактора на мощността консумира ток в тесни импулси близо до пика на синусоидата на захранващото напрежение, в момента на зареждане на кондензатора на входния токоизправител. Голям бройТакива източници на енергия в мрежата създават повишен ток на третия хармоник на захранващото напрежение. Хармоничните токове, които са кратни на третия, вместо взаимна компенсация, се сумират математически в неутралния проводник (дори при симетрично разпределение на товара) и могат да доведат до неговото претоварване дори без превишаване на допустимата консумация на енергия по фази. Този проблем съществува по-специално в офис сгради с голям брой едновременно работещо офис оборудване. Решението на проблема с третата хармоника е използването на коректор на фактора на мощността (пасивен или активен) като част от произведената верига импулсни източницихранене. Изискванията на стандарта IEC 1000-3-2 налагат ограничения върху хармоничните компоненти на тока на натоварване на устройства с мощност от 50 W или повече. В Русия броят на хармоничните компоненти на тока на натоварване е стандартизиран от GOST R 54149-2010, GOST 32144-2013 (от 1 юли 2014 г.), OST 45.188-2001.

  Трифазната AC система е широко разпространена и се използва в целия свят. Използвайки трифазна система, ние осигуряваме оптимални условияза предаване на електричество през проводници на дълги разстояния, възможност за създаване на електрически двигатели, които са прости по дизайн и лесни за работа.

  Трифазна AC система

  Нарича се система, състояща се от три вериги с активни електродвижещи сили (ЕМС) със същата честота. Тези ЕМП се изместват една спрямо друга във фаза с една трета. Всяка отделна верига в системата се нарича фаза. Цялата система от три променливи тока, изместени във фаза, се нарича трифазен ток.

  Почти всички генератори, които са инсталирани в електроцентралите, са генератори трифазен ток. Дизайнът съчетава три в една единица. Електродвижещите сили, индуцирани в тях, както беше споменато по-рано, се изместват една спрямо друга с една трета от периода.

  Как работи генераторът?

  Генераторът на трифазен ток има три отделни котви, разположени на статора на устройството. Те се компенсират с 1200 помежду си. В центъра на устройството се върти индуктор, общ за три котви. Във всяка бобина се индуцира променлива ЕДС със същата честота. Въпреки това, моментите на преминаване на тези електродвижещи силипрез нула във всяка от тези намотки се изместват с 1/3 от периода, тъй като индукторът преминава близо до всяка намотка 1/3 от времето по-късно от предишната.

  Всички намотки са независими генератори на ток и източници на електричество. Ако свържете проводници към краищата на всяка намотка, получавате три независими вериги. В този случай ще са необходими шест проводника за предаване на цялото електричество. Въпреки това, при други връзки на намотките помежду си, е напълно възможно да се мине с 3-4 проводника, което дава големи икономии на проводници.

  
  

  Връзка - звезда

  Краищата на всички намотки са свързани в една точка на генератора, така наречената нулева точка. След това се осъществява връзка с потребителите чрез четири проводника: три са линейни проводници, които идват от началото на намотки 1, 2, 3, един е нулев (неутрален) проводник, идващ от нулевата точка на генератора. Тази система се нарича още четирипроводна.

  
  

  Делта връзка

  В този случай краят на предишната намотка е свързан с началото на следващата, като по този начин се образува триъгълник. Линейни проводници са свързани към върховете на триъгълника - точки 1, 2, 3. С тази връзка те съвпадат. В сравнение със свързването звезда, свързването триъгълник намалява мрежовото напрежение приблизително 1,73 пъти. Допуска се само ако натоварването на фазите е еднакво, в противен случай може да се увеличи в намотките, което представлява опасност за генератора.

  Индивидуалните консуматори (товари), които се захранват от отделни двойки проводници, също могат да бъдат свързани както в звезда, така и в триъгълник. Резултатът е ситуация, подобна на генератор: когато са свързани с триъгълник, товарите са под линейно напрежение, когато са свързани със звезда, напрежението е 1,73 пъти по-малко.

  Федерална агенция за образование GOU VPO „Уралска държава Технически университет– UPI"

  Електротехника: Трифазни електрически вериги

  Урок

  СРЕЩУ. Проскуряков, С.В. Соболев, Н.В. Хрулкова Катедра Електротехника и електротехнологични системи

  Екатеринбург 2007 г

  1. Основни понятия и определения

  2. Получаване на трифазна ЕМП система.

  3. Методи за свързване на фази в трифазна верига.

  4. Трифазни източници на напрежение.

  5. Класификация на приемници в трифазна верига.

  6. Изчисляване на трифазна верига при свързване на фазите на приемника със "звезда"

  7. Стойност на неутрален проводник

  8. Изчисляване на трифазна верига при свързване на фазите на приемника с "триъгълник"

  9. Захранване на трифазна верига

  Трифазни електрически вериги.

  1. Основни понятия и определения

  Трифазна верига е комбинация от три електрически вериги, в които

  източник на енергия.

  Всяка отделна верига, включена в трифазна верига, обикновено се нарича фаза.

  По този начин терминът "фаза" има две значения в електротехниката: първото е аргумент на синусоидално вариращо количество, второто е част от многофазна система от електрически вериги.

  Трифазната верига е специален случай на многофазни променливотокови системи.

  Широка употреба трифазни веригисе обяснява с редица техни предимства в сравнение както с еднофазни, така и с други многофазни вериги:

  рентабилност на производството и преноса на енергия в сравнение с еднофазни вериги;

  възможността за относително лесно получаване на кръгово въртящо се магнитно поле, необходимо за трифазен асинхронен двигател;

  възможност за получаване на две работни напрежения в една инсталация - фазово и линейно.

  Всяка фаза на трифазна верига има стандартно име:

  първа фаза – фаза “А”; втора фаза – фаза „В”; третата фаза е фаза "C".

  Началото и краят на всяка фаза също имат стандартни означения. Началото на първата, втората и третата фаза са обозначени съответно с A, B, C, а краищата на фазите са обозначени с X, Y, Z.

  Основните елементи на трифазната верига са: трифазен генератор, който преобразува механична енергиякъм електрически; електропроводи; приемници (консуматори), които могат да бъдат трифазни (например трифазни асинхронни двигатели) или еднофазни (например лампи с нажежаема жичка).

  2. Получаване на трифазна ЕМП система.

  Трифазен генератор едновременно създава три ЕМП, еднакви по големина и различни по фаза с 1200.

  Генерирането на трифазна ЕМП система се основава на принципа на електромагнитната индукция, използван в трифазен генератор. Трифазният генератор е синхронна електрическа машина. Най-простият дизайнтакъв генератор е показан на фиг. 3.1.

  Ориз. 3.1. Схема на устройството на трифазен генератор

  На статор 1 на генератора има трифазна намотка 2. Всяка фаза трифазна намоткаСтаторът е съвкупност от няколко намотки с определен брой навивки, разположени в прорезите на статора. На фиг. На фиг. 3.1 всяка фаза е условно изобразена като един завой. Трите фази на намотката на статора на генератора се завъртат в пространството една спрямо друга с 1/3 от кръга, т.е. магнитните фазови оси се завъртат в пространството на ъгъл

  2 3 π = 120°. Началата на фазите са обозначени с буквите A, B и C, а краищата с X, Y, Z.

  Ротор 3 на генератора е постоянен електромагнит, възбуден от постоянен ток на намотка на възбуждане 4. Роторът създава постоянно магнитно поле, чиито силови линии са показани с пунктирани линии на фиг. 3.1. Когато генераторът работи, това магнитно поле се върти заедно с ротора.

  Когато роторът се върти с турбина постоянна скороствъзниква пресичането на проводниците на намотката на статора с линиите на магнитното поле. В този случай във всяка фаза се индуцира синусоидална ЕМП.

  Големината на тази ЕМП се определя от интензитета на магнитното поле на ротора и броя на завоите в намотката.

  Честотата на този ЕМП се определя от скоростта на ротора.

  Тъй като всички фази на намотката на статора са еднакви (имат еднакъв брой завъртания) и взаимодействат с едно и също магнитно поле на въртящия се ротор, EMF на всички фази имат еднаква амплитуда E m и честота ω.

  като магнитните оси на фазите в

  място, завъртяно на

  120°, началните фази на техните ЕМП се различават под ъгъл

  Нека вземем началната фаза на ЕМП на фаза А равна на нула, т.е. ψ еА = 0

  eA = Em sin ω t.

  ЕМП на фаза В изостава от ЕМП на фаза А с

  E m sin(ω t − 120) .

  eB = Em sin ω t−

  ЕМП на фаза С изостава от ЕМП на фаза В с още един

  E m sin(ω t − 240) .

  eС = Em sin ω t−

  Ефективната стойност на ЕМП на всички фази е една и съща:

  						E m= E

  Може да се изобрази трифазна симетрична ЕМП система тригонометрични функции, функции на комплексна променлива, графики върху времеви диаграми, вектори върху векторни диаграми.

  Аналитичното представяне чрез тригонометрични функции е дадено в (3.1) – (3.3).

  

  В сложна форма ЕМП на фазите се изобразяват чрез техния комплекс ефективни стойности:

  					− j 120			− j 2400
  EA = Ee			E; Е.Б.				; EC = Ee

  Графиките на моментните стойности на трифазна симетрична ЕМП система на времева диаграма са показани на фиг. 3.2. Те са три синусоиди, изместени една спрямо друга с 1/3 от периода.

  Ориз. 3.2. Графики на моментни стойности на трифазна симетрична ЕМП система.

  Във векторната диаграма фазовите ЕМП са изобразени с вектори с еднаква дължина, завъртяни един спрямо друг на ъгъл 120° (фиг. 3.3а).

  Ориз. 3.3. Векторни диаграмиЕМП на трифазни симетрични системи. (a – директна фазова последователност; b – обратна фазова последователност).

  
  

  Тъй като ЕМП, индуцирани в намотките на статора, имат еднакви амплитуди и са изместени във фаза един спрямо друг на същия ъгъл от 120 °, получената трифазна система от ЕМП е симетрична.

  Трябва да се отбележи, че промяната във времето на фазовата ЕМП зависи от посоката на въртене на ротора на генератора спрямо трифазната намотка на статора. Когато роторът се върти по посока на часовниковата стрелка, както е показано на фиг. 3.1, получената симетрична трифазна ЕМП система има директно редуване (A – B – C) (фиг. 3.3a). Когато роторът се върти обратно на часовниковата стрелка, се образува и симетрична трифазна ЕМП система. Въпреки това редуването на фазовите ЕМП ще се промени с течение на времето. Това редуване се нарича обратно (A – C – B) (фиг. 3.3b).

  Редуването на фазовата ЕМП е важно да се има предвид при анализиране на трифазни вериги и устройства. Например последователността на фазите определя посоката на въртене трифазни двигатели, и така нататък. За практическо определяне на фазовата последователност използваме специални устройства– фазови индикатори.

  По подразбиране, когато се конструират трифазни вериги и се анализират, се приема директното редуване на фазовите ЕМП на трифазен източник.

  На диаграмите статорната намотка на генератора е показана, както е показано на фиг. 3.4a, използвайки приетите означения за началото и края на фазите.

  В еквивалентната диаграма трифазен източник е представен от три идеални източнициЕМП (фиг. 3.4b)

  Ориз. 3.4. Конвенционално изображение на статорна намотка на генератор.

  За условна положителна посока на ЕМП във всяка фаза се приема посоката от края на фазата към началото.

  3. Методи за свързване на фази в трифазна верига.

  За да се изгради трифазна верига, към всяка фаза на трифазен източник се свързва отделен електроприемник или една фаза на трифазен приемник.

  
  

  Фиг. 3.5 Диаграма на несвързана трифазна верига.

  Тук трифазният източник е представен от три идеални източника на ЕДС E&A, E&B, E&C. Трите фази на приемника са представени като условно идеални

  елементи с общи комплексни съпротивления Z a , Z b , Z c . Всяка фаза на приемника е свързана към съответната фаза на източника, както е показано на фиг. 3.5. В този случай се формират три електрически вериги, структурно обединени от един трифазен източник, т.е. трифазна верига. В тази схема трите фази са свързани само структурно и нямат електрическа връзка помежду си (не са свързани електрически помежду си). Такава верига се нарича несвързана трифазна верига и практически не се използва.

  На практика трите фази на трифазна верига са взаимно свързани (електрически свързани).

  Съществуват различни начинифазови връзки на трифазни източници и трифазни консуматориелектричество. Най-често срещаните са звездни и делта връзки. В същото време методът за свързване на фазите на източника и фазите на потребителите в трифазни системи може да бъде различен. Фазите на източника обикновено са свързани със звезда, фазите на потребителите са свързани или със звезда, или с триъгълник.

  Когато фазите на намотката на генератор (или трансформатор) са свързани със звезда, техните краища X, Y и Z са свързани към една обща точка N, наречена неутрална точка (или неутрална) (фиг. 3.6). Краищата на фазите на приемника x, y, z също са свързани към една точка n (неутрална точка на приемника). Тази връзка се нарича звездна връзка.

  

  Ориз. 3.6. Схема за свързване на фазите на източника и приемника в звезда.

  Проводниците A-a, B-b и C-c, свързващи началото на фазите на генератора и приемника, се наричат ​​линейни проводници (линейни проводници A, линейни проводници B, линейни проводници C). Тел N-nизвиква се свързваща точка N на генератора с точка N на приемника неутрален проводник.

  Тук, както и преди, всяка фаза представлява електрическа верига, в която приемникът е свързан към съответната фаза на източника чрез неутрален проводник и един от линейните проводници (пунктирана линия на фиг. 3.6). Въпреки това, за разлика от несвързана трифазна верига, предавателната линия използва по-малко проводници. Това определя едно от предимствата на трифазните вериги - ефективността на предаване на енергия.

  При свързване на фазите на трифазно захранване с триъгълник (фиг. 3.12), краят X на една фаза е свързан към началото B на втората фаза, краят Y на втората фаза е свързан към началото C на третата фаза, краят на третата фаза Z е свързан с началото на първата фаза А. Началото на фазите A, B и C се свързват с помощта на три проводника към трите фази на приемника, също свързани по триъгълник.

  Ориз. 3.7. Схема на свързване на фазите на източника и приемника в триъгълник

  
  

  Тук също всяка фаза представлява електрическа верига, в която приемникът е свързан към съответната фаза на източника чрез два линейни проводника (пунктирана линия на фиг. 3.7). Преносната линия обаче използва още по-малко проводници. Това прави предаването на енергия още по-икономично

  При метода на свързване "триъгълник" фазите на приемника се обозначават с два символа в съответствие с линейните проводници, към които е свързана тази фаза: фаза "ab", фаза "bc", фаза "ca". Фазовите параметри показват

  съответстващи индекси: Z ab ,Z bc ,Z ca

  Трифазен източник, свързан в звезда, създава две трифазни напреженови системи с различни величини. В този случай се прави разлика между фазови напрежения и линейни напрежения.

  Фигура 3.8 показва еквивалентната схема на трифазен източник, свързан в звезда, свързан към електропровод.

  Фиг.3.8. Еквивалентна схема на трифазен източник

  Фазово напрежение U Ф - напрежението между началото и края на фаза или между линеен проводник и нула (U & A, U & B, U & C). За пробация

  положителните посоки на фазовите напрежения приемат посоки от началото към края на фазите.

  Линейно напрежение (U L) - напрежението между линейните проводници или между началото на фазите (U & AB, U & BC, U & CA). Условно положителен

  посоките на линейните напрежения се вземат от точки, съответстващи на първия индекс, до точки, съответстващи на втория индекс (т.е. от точки с по-висок потенциал до точки с по-нисък) (фиг. 3.8).

  В момента най-разпространената в света трифазна AC система.

  Трифазна електронна схемате наричат ​​система, състояща се от 3 вериги, в които има редуващи се ЕМП със същата честота, изместени във фаза една спрямо друга с 1/3 от периода (φ = 2π /3). Всяка отделна верига на такава система се нарича накратко нейната фаза, а системата от 3 фазово изместени променливи тока в такива вериги се нарича просто трифазен ток.

  Почти всички генератори, инсталирани на нашия Електроцентрала, са генератори на трифазен ток. По същество всеки такъв генератор е връзка в една електронна машина от 3 генератора на променлив ток, проектирани по такъв начин, че индуцираните в тях ЕДС да се изместват една спрямо друга с една трета от периода, както е показано на фиг. 1.

  

  Ориз. 1. Графики на EMF, индуцирани в намотките на котвата на генератор на трифазен ток, като функция на времето

  Как се реализира подобен генератор е лесно да се разбере от диаграмата на фиг. 2.

  

  Ориз. 2. Три чифта независими проводници, свързани към три арматури на генератор на трифазен ток, захранват осветителната мрежа

  Има три независими котви, разположени на статора на електронната машина и изместени на 1/3 от окръжността (120 o). В центъра на електронната машина се върти индуктор, общ за всички котви, показан на диаграмата като постоянен магнит.

  Във всяка намотка се индуцира променлив ЕМП със същата честота, но моментите на преминаване на тези ЕМП през нула (или през максимум) във всяка от намотките ще бъдат изместени с 1/3 от периода един спрямо друг, тъй като индукторът преминава през всяка бобина с 1/3 от периода по-късно от предишната.

  Всяка намотка на трифазен генератор е независим генераторток и източник на електронна енергия. Чрез свързване на проводниците към краищата на всеки от тях, както е показано на фиг. 2, ще получим три независими вериги, всяка от които може да захранва определени електрически приемници, например вакуумни тръби.

  В този случай ще са необходими 6 проводника за предаване на цялата енергия, която електрическите приемници поглъщат. Възможно е обаче да свържете намотките на трифазен генератор на ток една към друга, за да преминете с 4 или дори 3 проводника, т.е. значително да спестите окабеляване.

  Първият от тези методи се нарича звездна връзка(фиг. 3).

  

  Ориз. 3. Четирипроводна система за окабеляване при свързване на трифазен генератор със звезда. Натоварвания (групи вакуумни тръби I, II, III) се захранват от фазови напрежения.

  Клеми за навиване 1, 2, 3 ще наричаме начала, а клеми 1', 2', 3' - краища на съответните фази.

  Свързването на звездите се състои в това, че свързваме краищата на всички намотки към една точка на генератора, която се нарича нулева точка или неутрала, и свързваме генератора с приемници на енергия с 4 проводника: 3 т.нар. линейни проводници, идващи от началото на намотки 1, 2, 3 и неутрален или неутрален проводник, идваща от нулевата точка на генератора. Тази система за окабеляване се нарича четирижилен.

  Напрежението между нулевата точка и началото на всяка фаза се нарича фазови напрежения, а напреженията между началото на намотките, т.е. точки 1 и 2, 2 и 3, 3 и 1, се наричат ​​линейни. Фазовите напрежения обикновено се означават с U1, U2, U3 или общ изглед U f, и линейни напрежения - U12, U23, U31 или в общ вид U l.

  Между амплитудите или ефективните стойности на фазовите и линейните напрежения при свързване на намотките на генератора със звезда има връзка U l =√3 U f ≈ 1,73 U f

  Така например, ако фазовото напрежение на генератора е U f = 220 V, тогава, когато намотките на генератора са свързани със звезда, линейното напрежение U l е 380 V.

  В случай на равномерно натоварване на всичките 3 фази на генератора, т.е. с приблизително еднакви токове във всяка от тях, токът в нулевия проводник е нула. Следователно в този случай можете да премахнете нулевия проводник и да преминете към още по-икономична трипроводна система. Всички товари са свързани между съответните двойки линейни проводници.

  При асиметрично натоварване токът в неутралния проводник не е нула, но най-общо казано е по-слаб от тока в линейните проводници.Следователно нулевият проводник може да бъде по-тънък от линейните проводници.

  Когато работят с трифазен променлив ток, те се стремят да направят товара на различни фази сходен по капацитет. Ето защо, например, когато инсталирате осветителна мрежа за огромна къща с четирипроводна система, неутрален проводник и един от линейните проводници се вкарват във всеки апартамент по такъв начин, че средно всяка фаза получава приблизително еднакво натоварване.

  Друг метод за свързване на намотките на генератора, който също позволява трипроводно окабеляване, е триъгълната връзка, показана на фиг. 4.

  

  Ориз. 4. Схема на свързване на намотките на трифазен генератор с триъгълник

  Тук краят на всяка намотка се свързва с началото на следващата, така че да образуват затворен триъгълник, а линейните проводници се свързват с върховете на този триъгълник - точки 1, 2 и 3. При триъгълна връзка линейното напрежение на генератора е равно на неговото фазово напрежение: U l = U f.

  По този начин, превключването на намотките на генератора от звезда към триъгълник води до намаляване мрежово напрежение√3 ≈ 1,73 пъти. Триъгълна връзка също е допустима само при подобни или почти подобни фазови натоварвания. В противен случай токът в затворената верига на намотките ще бъде много силен, което не е безопасно за генератора.

  При използване на трифазен ток отделните приемници (товари), захранвани от отделни двойки проводници, също могат да бъдат свързани или чрез звезда, т.е. така че единият им край да е свързан към обща точка, а останалите три свободни края са свързани към линейните проводници на мрежата или триъгълник, т.е. така че всички товари са свързани един по един и образуват обща верига, към точки 1, 2, 3 от които са свързани линейните проводници на мрежата.

  На фиг. Фигура 5 показва звездното свързване на товари с трипроводна система за окабеляване, а фиг. 6 - с четирипроводна система за окабеляване (в този случай общата точка на всички товари е свързана към неутралния проводник).

  На фиг. Фигура 7 показва диаграма на триъгълно свързване на товари с трипроводна система за окабеляване.

  

  Ориз. 5. Свързване звезда на товари с трипроводна система за окабеляване

  

  Ориз. 6. Свързване звезда на товари с четирипроводна система за окабеляване

  

  Ориз. 7. Триъгълно свързване на товари с трипроводна инсталация

  Всъщност е фундаментално да се подскаже следното. При свързване на товари с триъгълник всеки товар е под линейно напрежение, а при свързване със звезда - под напрежение, в√3 пъти най-малкото. За версията на четирипроводната система това става ясно от фиг. 6. Но същото се случва и в случай на трипроводна система (фиг. 5).

  Между всяка двойка линейни напрежения се свързват последователно два товара, токовете в които се изместват във фаза с 2π /3. Напрежението на всеки товар е равно на съответното мрежово напрежение, разделено на√3 .

  По този начин, когато товарите се превключват от звезда към триъгълник, напрежението на всеки товар и следователно токът в него се увеличава с√3 ≈ 1,73 пъти. Ако, например, линейното напрежение на трипроводна мрежа е равно на 380 V, тогава когато е свързано със звезда (фиг. 5), напрежението на всеки от товарите ще бъде равно на 220 V, а когато е свързано с делта (фиг. 7) то ще бъде равно на 380 V.

  Училище по електротехник

  При подготовката на статията е използвана информация от учебник по физика под редакцията на Г. С. Ландсберг.

  

  Електроцентралите произвеждат трифазен променлив ток. Генераторът на трифазен ток е като три генератора на променлив ток, комбинирани заедно, работещи така, че силата на тока (и напрежението) не се променя едновременно, а със закъснение от 1/3 от периода. Това се постига чрез изместване на намотките на генератора на 120° една спрямо друга (фиг. вдясно).

  
  Всяка част от намотката на генератора се нарича фаза. Следователно се наричат ​​генератори, които имат намотка, състояща се от три частитри фази .

  Трябва да се отбележи, че терминът " фаза"в електротехниката има две значения: 1) като величина, която заедно с амплитудата определя състоянието на трептителния процес в даден момент от времето; 2) в смисъла на името на частта електрическа веригапроменлив ток (например част от намотката на електрическа машина).
  Известно визуално представяне на появата на трифазен ток се дава от инсталацията, показана на фиг. наляво.
  Три намотки от училищен разглобяем трансформатор със сърцевини са разположени около кръг под ъгъл 120° една спрямо друга. Всяка намотка е свързана с демонстрация галванометър. Прав магнит е прикрепен към оста в центъра на кръга. Ако завъртите магнита, във всяка от трите вериги „намотка - галванометър“ се появява променлив ток. Когато магнитът се върти бавно, можете да забележите, че най-големият и най-малка стойносттокове и техните посоки ще бъдат различни във всеки един момент и в трите вериги.

  По този начин трифазният ток представлява комбинираното действие на три променливи тока със същата честота, но изместени във фаза с 1/3 от периода един спрямо друг.
  Всяка намотка на генератора може да бъде свързана към своя консуматор, образувайки несвързана трифазна система. Няма печалба от такава връзка по отношение на три отделни генератора за променлив ток, тъй като предаването електрическа енергияизвършва се с помощта на шест проводника (фиг. вдясно).
  На практика са получени два други метода за свързване на намотките на трифазен генератор. Първият метод за свързване беше извикан звезди(Фиг. вляво, а), а вторият - триъгълник(фиг. b).
  Когато е свързан звездакраищата (или началото) на трите фази са свързани в един общ възел, а проводниците вървят от началото (или краищата) към потребителите. Тези проводници се наричат линейни проводници. Обща точка, в който са свързани краищата на фазите на генератора (или консуматора), се нарича нулева точка, или неутрален. Извиква се проводникът, свързващ нулевите точки на генератора и консуматора неутрален проводник. Неутрален проводниксе използва, ако мрежата създава неравномерно натоварване на фазите. Позволява ви да изравните напреженията във фазите на потребителите.

  Неутрален проводник, като правило, се използва в осветителни мрежи. Дори със същия брой лампи еднаква мощности в трите фази не се поддържа равномерно натоварване, тъй като лампите могат да се включват и изключват не едновременно във всички фази, те могат да изгорят и тогава еднаквостта на натоварването на фазите ще бъде нарушена. Следователно за осветителната мрежа се използва звезда, която има четири проводника вместо шест в несвързана трифазна система.

  При свързване в звезда се разграничават два вида напрежение: фазови и линейни. Напрежението между всеки линеен и неутрален проводник е равно на напрежението между клемите на съответната фаза на генератора и се нарича фаза ( U f ), а напрежението между два линейни проводника е линейното напрежение ( U l ).

  Тъй като токът в нулевия проводник със симетричен товар е нула, токът в линейния проводник е равен на тока във фазата.
  Когато фазовото натоварване е неравномерно, относително малък изравнителен ток преминава през нулевия проводник. Следователно напречното сечение на този проводник трябва да бъде значително по-малко от това на линеен проводник. Това може да се провери чрез свързване на четири амперметъра към линейния и неутралния проводник. Удобно е да използвате обикновени товари като товари. ел.крушки(снимката вдясно).
  При същото натоварване във фазите токът в неутралния проводник е нула и няма нужда от този проводник (например електродвигателите създават равномерно натоварване). В този случай се осъществява "триъгълна" връзка, която е последователно свързване на началото и краищата на намотките на генератора един към друг. В този случай няма неутрален проводник.
  При свързване на намотките на генератора и потребителите " триъгълник» фазовите и линейните напрежения са равни едно на друго,
  тези. У Л = U F , А линеен ток V √3 пъти фазовия ток азЛ = √3 . азЕ
  Съединение триъгълникизползва се както за осветление, така и за захранване. Например в училищна работилница машините могат да бъдат включени в звезда или триъгълник. Изборът на един или друг метод на свързване се определя от големината на мрежовото напрежение и номинално напрежениеприемници на електрическа енергия.
  По принцип е възможно да се свържат фазите на генератора с триъгълник, но това обикновено не се прави. Факт е, че за да се създаде дадено линейно напрежение, всяка фаза на генератора, когато е свързана с триъгълник, трябва да бъде проектирана за напрежение, което е няколко пъти по-голямо, отколкото в случай на звездна връзка. По-високото напрежение във фазата на генератора изисква увеличаване на броя на завоите и повишена изолация за тел за навиване, което увеличава размера и цената на машините. Следователно фазите трифазни генераторипочти винаги свързан със звезда. Двигателите понякога се включват като звезда в момента на стартиране и след това се превключват на триъгълник.

  Електрически двигатели.

  Електрически двигателе електрическа машина (електромеханичен преобразувател), в която електрическата енергия се преобразува в механична, с отделяне на топлина като страничен ефект.

  Принцип на работа

  Работата на всяка електрическа машина се основава на принципа на електромагнитната индукция. Електрическа машинасъстои се от статор (неподвижна част) и ротор (котва в случай на машина с постоянен ток) (подвижна част), токов удар(или също постоянни магнити), в които се създават стационарни и/или въртящи се магнитни полета.

  Статор- неподвижната част на електродвигателя, най-често външната. В зависимост от типа на двигателя, той може да генерира стационарно магнитно поле и да се състои от постоянни магнити и/или електромагнити, или да генерира въртящо се магнитно поле (и да се състои от намотки, захранвани от променлив ток).

  Ротор- подвижната част на електродвигателя, най-често разположена вътре в статора.

  Роторът може да се състои от:

  § постоянни магнити;

  § намотки на сърцевината (свързани чрез четко-колекторен блок);

  § намотка с късо съединение („колело на катерица“ или „катерица“), в която токове възникват под въздействието на въртящото се магнитно поле на статора).

  Взаимодействието на магнитните полета на статора и ротора създава въртящ момент, който задвижва ротора на двигателя. По този начин електрическата енергия, подадена към намотките на двигателя, се преобразува в механична (кинетична) енергия на въртене. Получената механична енергия може да се използва за задвижване на механизми.

  Класификация на електродвигателите

  § DC двигател - Електрически двигател, захранвани с постоянен ток;

  § Двигатели с постоянен ток. Разновидности:

  § С възбуждане от постоянни магнити;

  § СЪС паралелна връзкавъзбуждащи и арматурни намотки;

  § СЪС серийна връзкавъзбуждащи и арматурни намотки;

  § Със смесено свързване на възбуждащи и арматурни намотки;

  § Безчеткови постояннотокови двигатели (мотори на вентилатори) - Електрически двигатели, изработени във формата затворена системаизползвайки сензор за положение на ротора (RPS), система за управление (координатен преобразувател) и мощен полупроводников преобразувател (инвертор).

  § AC мотор- електрически двигател, захранван от променлив ток, има два вида:

  § Синхронен електродвигател - електродвигател с променлив ток, чийто ротор се върти синхронно с магнитното поле на захранващото напрежение;

  § Хистерезис мотор

  § Асинхронен електродвигател- електродвигател с променлив ток, в който скоростта на ротора се различава от честотата на въртящото се магнитно поле, създадено от захранващото напрежение.

  § Монофазни - ръчно стартирани или има начална намотка, или имат схема за фазово изместване

  § Двуфазен - включително кондензатор.

  § Три фази

  § Многофазен

  § Стъпкови двигатели - Електрически двигатели, които имат краен брой позиции на ротора. Определеното положение на ротора се фиксира чрез захранване на съответните намотки. Преходът към друга позиция се осъществява чрез премахване на захранващото напрежение от някои намотки и прехвърлянето му към други.

  Въртящо се магнитно поле

  § Универсален колекторен двигател (UCM) - колекторен електродвигател, който може да работи и на DCи на променлив ток.

  AC двигатели, захранвани от индустриална мрежа 50 Hz не ви позволява да получите скорост на въртене над 3000 rpm. Следователно, за да се получат високи честоти, се използва колекторен електродвигател, който също е по-лек и по-малък от AC мотор със същата мощност, или се използват специални предавателни механизми, които променят кинематичните параметри на механизма до тези, от които се нуждаем (умножители ). При използване на честотни преобразуватели или наличие на високочестотна мрежа (100, 200, 400 Hz), AC двигателите се оказват по-леки и по-малки от колекторните двигатели (комутаторният блок понякога заема половината от пространството). Ресурс асинхронни двигателипроменливият ток е много по-висок от този на колекторния ток и се определя от състоянието на лагерите и изолацията на намотките.

  Синхронен двигател със сензор за положение на ротора и инвертор е електронен аналог на четков DC двигател.

  Видове перални машини.

  Измиване по научен начин.