Соединение генератора с потребителем треугольником

Соединение фаз генератора и потребителя треугольником

Связанную трехфазную систему можно осуществить и при соединении обмоток генератора и потребителя треугольником. Для этого начала трех фаз соединяются с концами предыдущих фаз. Линейные провода выводятся из точек соединения фаз. Таких точек три, следовательно система трехпроводная. При этом образовывая замкнутый контур.

При отсутствии подключенных к генератору потребителей ток равен нулю, так как сумма трех комплектов ЭДС равнв нулю(ЭДС сдвинуты на 120 0 друг относительно друга).

При сложении трех векоров получается замкнутый треугольник, то есть геометрическая сумма векторов равна нулю.

Вольтметр, включенный между двумя линейными проводами, покажет линейное напряжение, но это напряжение UАВ подается от одной обмотки фазы генератора и , следовательно, при соединении обмоток генератора треугольником.

При соединении обмоток генератора треугольником от него можно получить только одно напряжение – фазное

.

Схема соединения треугольником:

Задача: В треугольник соединены три приемника, которые имеют следующие сопротивления:

Определить активную мощность трехфазной системы, если напряжение сети 220 В.

Соединение обмоток генератора и потребителей

Соединением обмоток генератора треугольником называется соединение при котором конец первой обмотки соединяется с началом второй, конец второй обмотки с началом третьей, конец третьей с началом первой (рис.8.1 а, б).

Соединение обмоток генератора в звезду называется соединение, при котором концы обмоток соединены в одну общую точку О., называемую нулевой (рис 8.1 в,г).

а) б) в) г)

Рис. 8.1 Соединение обмоток генератора треугольником- а), б) и звездой в), г).

Рис. 8.2 Соединение обмоток генератора и потребителей треугольником.

Линейным напряжением Uл называется напряжение между линиями электропередач.

Линейным Iл называется ток в линии электропередач.

Фазным Uфназывается напряжение на потребителе.

Фазным Iф называется ток, протекающий через потребителя (нагрузку).

На рисунке 8.2 показано соединение обмоток генератора и потребителей треугольником. Линейными напряжениями на рисунке 8.2 являются UАВ, UВС, UСА. Напряжения на потребителе – фазные UАВ, UВС, UСА равны линейным. Линейными являются токи IА, IВ, IС, фазными — IАВ, IВС, IСА..

Для соединения треугольником справедливы формулы

Iл = Iф (8.7)

Рис 8.3 Векторные диаграммы: а) полярная векторная диаграмма токов и напряжений; б) топографическая векторная диаграмма токов.

Рис. 8.4 Соединение обмоток генератора и потребителей звездой.

На рисунке 8.4 показано соединение обмоток генератора и потребителей звездой. Линейными напряжениями на рисунке 8.3 являются UАВ, UВС, UСА. Фазными напряжениями являются UА, UВ, UС . Линейными являются токи IА, IВ, IС, фазными — IА, IВ, IС, т.е. линейные токи равны фазным.

Для соединения звездой справедливы формулы

Uл = Uф (8.8)

На рисунке 8.5 представлены векторные диаграммы при соединении звездой.

Рис 8.5 Векторные диаграммы: а) полярная векторная диаграмма токов и напряжений; б) топографическая векторная диаграмма напряжений; в) векторная диаграмма фазных и линейных напряжений при симметричной нагрузке.

Рис 8.6 Топографическая векторная диаграмма ЭДС и напряжений трехфазной цепи при обрыве нулевого провода

Нулевым проводомназывается провод, соединяющий нулевые точки генератора и потребителя ОО’.

Назначение нулевого провода — симметрия фазных напряжений.

Угол φ – угол между током и напряжением (см. рис. 8.3а, рис. 8.5а) определяется по формулам

Cosφ = (8.9)

Sin φ = , (8.10)

где Р (Вт), Q(Вар), S(ВА)- активная, реактивная и полная мощности;

R, XL, XC, Z — активное, индуктивное, емкостное, полное сопротивление, Ом.

Дата добавления: 2015-04-16 ; просмотров: 17 ; Нарушение авторских прав

Соединение обмоток трехфазного генератора звездой и треугольником

Для получения связанной трехфазной системы обмотки трехфазного генератора нужно определенным способом соединить между собой. Обозначим начала и концы обмоток трехфазного генератора соответственно буквами Н и К.

Соединение звездой

Если, как показано на рис. 1, концы всех обмоток соединены вместе, получаем соединение звездой.

Точка соединения называется нулевой точкой, или просто нулем. В этом случае нагрузка может быть соединена с генератором с помощью трех или четырех проводов. На рис.2 показаны оба эти случая.

Провода, идущие от начала обмоток генератора, называют линейным, а провод, выведенный от нулевой точки,—нулевым. Напряжение между одним из линейных проводов и нулевым проводом называется фазным напряжением. Фазные напряжения (Uф) обозначаются U1, U2 и U3. Пренебрегая падением напряжения внутри обмоток трехфазного генератора, можно считать, что фазные напряжения равны фазным э. д. с. Таким образом, фазные напряжения равны по величине и сдвинуты относительно друг друга на угол

На рис.3 приведены векторная и развернутая диаграммы фазных напряжений. Напряжения между линейными проводами называются линейными напряжениями. Линейные напряжения (Uл) обозначаются U1-2, U2-3 и U3-1.

Рассмотрим зависимость между линейным и фазным напряжениями. На рис.2, а вольтметр включен между 1 и 2 линейными проводами и показывает линейное напряжение U1-2. Обходя контур, состоящий из двух фаз обмотки генератора и вольтметра, можем составить уравнение второго закона Кирхгофа в комплексной форме:

Знак минус перед Е2 взят потому, что направление обхода фазы 1 — от конца к началу, а фазы 2 — от начала к концу.
Считая Е1≈U1 и E2≈U2 можем написать

Вычитание комплексов напряжений удобно произвести на векторной диаграмме (рис.4).

Как известно, по правилам векторного сложения для получения суммы двух векторов нужно из конца первого вектора провести вектор, равный и параллельный второму, и тогда вектор, соединяющий начало первого вектора с концом второго, будет представлять собой векторную сумму. В случае вычитания из конца первого вектора проводится вектор, равный по величине второму, но сдвинутый относительно него на 180°. Полученные на диаграмме треугольники представляют собой равнобедренные треугольники с боковой стороной, равной величине фазного напряжения, и углом при вершине, равным 120° (рис5).

Углы при основании треугольника будут, очевидно, равны 30°.Из треугольника следует

(5)

Следовательно, линейные напряжения в трехфазной системе, соединенной звездой, в раз больше фазных напряжений. Линейные напряжения, так же как и фазные, сдвинуты относительно друг друга по фазе на 120°, причем напряжение U1-2 опережает напряжение U1 на 30°, соответственно напряжение U2-3 опережает на 30° напряжение U2, а напряжение U3-1— напряжение U3.
Низковольтные электросети работают либо с линейным напряжением 380 в, либо с линейным напряжением 220 в. При этом фазные напряжения составляют:
1) при линейном напряжении 380 в

2) при линейном напряжении 220 в

Так как при соединении звездой конец фазной обмотки непосредственно соединен с линейным проводом, то величина линейного тока равна величине тока соответствующей фазы, т. е. Iл=Iф

Соединение треугольником

Обмотки трехфазного генератора могут быть соединены и другим способом: если конец первой обмотки соединить с началом второй, конец второй обмотки — с началом третьей и конец третьей — с началом первой, получим соединение треугольником (рис6).

Рассматривая рис.6, мы видим, что обмотки генератора образуют замкнутую последовательную цепь. На первый взгляд создается впечатление, что они замкнуты накоротко, однако фактически короткого замыкания нет, так как сумма э. д. с, действующих в этом замкнутом контуре, в любой момент времени равна нулю, что показано на векторной диаграмме (рис.6). Другое дело, если при соединении спутать концы одной из обмоток (рис.7), тогда фаза соответствующего фазного напряжения опрокинется на 180°и результирующее напряжение, действующее внутри треугольника обмоток, будет равно удвоенной величине фазного напряжения:

Линейные провода при соединении треугольником отводятся от точек соединения обмоток. Очевидно, что напряжение между линейными проводами в этом случае равно напряжению фазы, включенной между этими проводами. Таким образом, если обмотки генератора соединены треугольником, линейное напряжение равно фазному, т. е.

Смотрите так же:  K+dcan как проверить кабель

Рассмотрим теперь зависимость между линейными и фазными токами. Если нагрузка равномерна (т. е. если комплексы сопротивлений, включенных на стороне потребителя в каждую из фаз, равны), то фазные токи в каждой из фаз генератора будут равны по величине и сдвинуты относительно друг друга на 120°. На рис.8 показаны обмотки трехфазного генератора, соединенные треугольником, и векторная диаграмма напряжений и токов для данного случая. Примем за положительное направление тока в обмотке направление против часовой стрелки, а за положительное направление тока в линии— направление от генератора к потребителю

Напишем в комплексной форме уравнения первого закона Кирхгофа для узлов I, II и III:

т. е. линейный ток равен геометрической разности токов двух фаз, сходящихся в точке включения данного линейного провода. Произведем вычитание комплексов токов на векторной диаграмме. Фазные токи, как мы уже условились, взяты равной величины и сдвинуты от своих фазных напряжений на одинаковые, углы (φ). Техника вычитания не отличается от рассмотренной нами при определении величины линейного напряжения для системы с соединением обмоток генератора звездой. Для того чтобы не усложнять рисунок, мы показали на нем только определение линейного тока Iл1
Из построения очевидно, что величина, т. е. при соединении обмоток генератора треугольником величина линейного, тока больше величины фазного тока в раз.
Необходимо подчеркнуть, что эта зависимость имеет место только при равномерной нагрузке фаз. При неравномерной нагрузке необходимо находить линейные токи в каждом отдельном случае по уравнениям (7), (8) и (9) графически или аналитически (пользуясь символическим методом).
Из сравнения двух способов соединения обмоток генераторов следует, что при соединении звездой увеличивается напряжение между проводами линии передачи, но (при одинаковой нагрузке) уменьшаются линейные токи. При соединении обмоток треугольником не может быть проложен нулевой провод между генератором и потребителем, что создает значительные неудобства при неравномерной нагрузке фаз. Поэтому в распределительных сетях низкого напряжения вторичные обмотки силовых трансформаторов, как правило, соединяются звездой.

Комментарии могут оставлять только зарегистрированные пользователи

Билет 9. Вопрос 1. Соединение фаз генератора и потребителей треугольником: симметричная и несимметричная нагрузка, векторная диаграмма

АВС начало фазы, хуz – конец фазы, АА’ –линейный провод. При соединении треугольником начало фазы соединяется с концом предидущей фазы и смещается на 120 градусов. при симметричной нагрузке, соединенной треугольником, линейный ток в √3 раз больше фазного тока. Iл=корень 3 >Iф. Uл=Uф. В трехфазных цепях различают симметричную (сопротивление в каждой фазе нагрузке одинаковое) несимметричную (сопротивление нагрузки хотя бы в одной фазе отличается) нагрузок. При симметричной нагрузки достаточно иследовать одну фазу и все умножить на 3. При несимметричной необходимо иследовать каждую фазу а потом сложить.

Билет 10. Вопрос 1. Трёхфазный переменный ток: понятие, получение, характеристики. В технике широко распространен трехфазный переменный ток, представляющий собой определенное сочетание трех однофазных переменных токов.
Для получения трехфазного переменного тока применяют спе­циальные генераторы, которые имеют статор (неподвижная часть генератора), состоящий из трех катушек, и ротор (вращающаяся часть генератора). Обмотки ка­тушек генератора, в которых при вращении ротора возбуж­дается переменный ток, могут соединяться звездой и треуголь­ником. При соединении звездой (рис. 21, а) концы обмотки И, К и Л соединяются одним общим проводом, называемым нуле­вым (0). Концы же А, Б и В выводят­ся самостоятельно к потребите­лям. Внутри статора вращается ротор, представляющий собой магнит.
При вращении ротора-маг­нита его магнитные силовые ли­нии пересекают поочередно об­мотки статора п возбуждают в них переменный ток. Так как обмотки расположены под уг­лом 120°, то возбуждаемый в них ток тоже как бы сдвигается на 120°. Максимальное значе­ние тока на проводнике Б возникает позже на 120°, чем на про­воднике А, а на проводнике В позже на 120°, чем на Б, или на 240°, чем на проводнике А.
Нулевой провод при таком соединении выравнивает напря­жение всех трех обмоток. Если потребители подключить к про­водам, например, Л и Б, то они будут находиться под линейным напряжением (обычно 380 в), если же потребители подключить к одному линейному (К, А, Б или В) и к нулевому, то они будут находиться под фазным напряжением. Линейное напряжение больше фазного в 1,73 раза, а фазные и линейные токи равны

37.112.108.15 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)

очень нужно

Соединение фаз генератора и потребителя треугольником

Связанную трехфазную систему можно осуществить и при соединении обмоток генератора и потребителя треугольником. Для этого начала трех фаз соединяются с концами предыдущих фаз. Линейные провода выводятся из точек соединения фаз. Таких точек три, следовательно система трехпроводная. При этом образовывая замкнутый контур.

При отсутствии подключенных к генератору потребителей ток равен нулю, так как сумма трех комплектов ЭДС равнв нулю(ЭДС сдвинуты на 120 0 друг относительно друга).

При сложении трех векоров получается замкнутый треугольник, то есть геометрическая сумма векторов равна нулю.

Вольтметр, включенный между двумя линейными проводами, покажет линейное напряжение, но это напряжение UАВ подается от одной обмотки фазы генератора и , следовательно, при соединении обмоток генератора треугольником.

При соединении обмоток генератора треугольником от него можно получить только одно напряжение – фазное

.

Схема соединения треугольником:

Задача: В треугольник соединены три приемника, которые имеют следующие сопротивления:

Определить активную мощность трехфазной системы, если напряжение сети 220 В.

Соединение фаз генератора и потребителя звездой

Трехфазный генератор в отличие от однофазного имеет три рабочие обмотки, сдвинутые между собой по окружности на 120°. В них индуцируются равные ЭДС одинаковой частоты, сдвинутые по фазе одна относительно другой на 120°.

Мгновенные значения ЭДС:

В комплексной форме: E A=Ee j0° , EB=Ee -j120° , E С =Ee -j240° .

Фазой трехфазной системы называется часть трехфазной системы электрических цепей, в которой может протекать один из токов трехфазной системы.

Обмотки трехфазного генератора называются фазами генератора.

Начало фазных обмоток называется А, В, С; конец – x, y, z.

Если три конца обмоток генератора соединены в одну общую точку (узел), которая называется нулевой, то такое соединение называется звездой.

За начало обмоток принимают тот конец, к которому направлена положительная ЭДС.

К генератору подсоединяется нагрузка

Соединим звезду генератора со звездой потребителя.

Провод, соединяющий центральные точки генератора и потребителя называется нейтральным. (- — — — -)

Три провода, отходящие от начала обмоток генератора, называются линейным проводом.

Напряжение между линейным проводом называется линейным, а токи, текущие в них – линейными токами.

При такой схеме ток в нейтральном проводе равен геометрической сумме токов трех потребителей, и поскольку токи трех фаз при симметричной нагрузке (номиналы сопротивлений потребителей Z1, Z2, Z3 одинаковы) генератора равны по величине и сдвинуты по фазе относительно друг друга на 120°, их сумма равна 0.

Поэтому нейтральный провод называют нулевым.

Поэтому при симметричной нагрузке фаз нейтральный провод не нужен, т.к. ток в нем равен 0.

Напряжение и токи фаз называются фазными.

По второму закону Кирхгоффа:

Линейные напряжения равны разности векторов фазных напряжений.

, где U AB=U Л, а U B=U Ф

. Следовательно

Мощность трехфазной системы равна сумме мощностей каждой фазы

Порядок расчета

Найти: фазные ток и напряжение, ток линейный, углы сдвига по фазе, активную, реактивную и полную мощности фаз и всей системы.

1. Рассчитываем фазные напряжения:

U Ф =U Л /

2. Определим фазные и линейные токи:

3 Определим углы сдвига по фазе между напряжением и током:

4 Определим активную мощность одной фазы:

, Вт

5 Определим реактивную мощность одной фазы:

, Вар

6 Определим полную мощность фазы:

7 Определим активную мощность всей системы:

8 Определим реактивную мощность всей системы:

9 Полная мощность всей системы:

Фазы генератора и потребителя соединены по системе звезда, фазный ток составляет 1,27 А, активное сопротивление одной фазы 80 Ом, реактивное сопротивление одной фазы 60 Ом. Найти линейные напряжение и ток, фазное напряжение, угол сдвига по фазе между напряжением и током, полную, активную, реактивную мощности всей системы.

Соединение обмоток генератора «звездой » и «треугольником»

Пусть, мы имеем генератор переменного тока с тремя отдельными обмотками, расположенными под углом $120^0$ относительно друг друга. В этих обмотках создается трехфазный ток. Напряжения на обмотках равно:

В том случае, если данный генератор использовать без связи друг с другом, то генератор трехфазного тока становится просто совокупностью отдельных генераторов однофазного тока. В том случае, если обмотки соединяются определенным способом, то у трехфазного тока возникают специальные свойства, которые используют в технике. Используют два вида соединений обмоток генератора: «звездой» и «треугольником».

Соединение «звезда»

Рассмотрим схему соединения обмоток генератора «звездой». В ней концы трех обмоток соединяют в один узел, а начала служат для подключения нагрузок.

Схема соединения звездой показана на рис.1 (а). Такое соединение обмоток генератора позволяет использовать для передачи электроэнергии вместо шести проводов только четыре. Точка $O$ на схеме — точка общего потенциала (проводник, который соединен с точкой $О$ — нулевой провод). Такое соединение подобно соединению трех источников тока, которое показано на рис.1 (б).

Попробуй обратиться за помощью к преподавателям

При таком способе соединения напряжение между фазой и нулевым проводом называют фазным напряжением. Напряжение между фазами $A-B$, $B-C$, $C-A$ называют линейным. Для того, чтобы определить как соотносятся фазное и линейное напряжения необходимо брать геометрическую (векторную) разность.

Допустим, что генератор разомкнут, то есть $R_1=\ R_2=R_3=\infty ,\ $найдем связь между фазным напряжением (существующим в каждой из обмоток $О_1,\ О_2,О_3$) и линейными напряжениями (между проводами $0,1,2,3$). Линейное напряжение между проводом $О$ и любым другим проводом равно фазному и его амплитуда $U_m.\ $Линейное напряжение между любой парой проводов $1,2$ и $3$ будет отличаться. Найдем напряжение между проводами $1$ и $3$, которое равно разности потенциалов между свободными концами обмоток $О_1,\ О_2$:

Задай вопрос специалистам и получи
ответ уже через 15 минут!

Из формулы (2) видно, что линейное напряжение имеет такую же частоту, что и фазное. Однако, амплитуда линейного напряжения в $\sqrt<3>$ больше, чем фазного.

Допустим, что генератор имеет симметричную нагрузку ($R_1=\ R_2=R_3$). В таком случае амплитуда токов в проводах $1,2,3$ одинакова ($I_m$). Сила тока будет изменяться в соответствии с:

В нулевом проводе сила тока ($I$) равна сумме линейных токов:

Мы получили, что при симметричной нагрузке сила тока в нулевом проводе всегда равна нулю. В таком случае (при симметричной нагрузке!) нулевой провод можно удалить совсем и линия будет работать (однако, надо помнить, что при этом на каждую из пар нагрузок будет действовать линейное напряжение в $\sqrt<3>$ раз больше фазного).

Соединение треугольник

Обмотки трехфазного генератора и трехфазные нагрузки могут соединяться еще одним способом. В этом случае конец первой обмотки соединяется с началом второй, конец второй — с началом третьей, конец третьей с началом первой. При этом узлы соединений служат отводами. Такой способ соединения называют треугольником.

Схема соединения треугольник изображена на рис.2(а). Для основной гармоники при соединении обмоток генератора по схеме треугольник ток замыкания в обмотке равен нулю. Обмотки мощных генераторов обычно по такой схеме не соединяют. Эта схема соответствует соединению источников напряжения, которая изображена на рис. 2 (б).

Если бы ток был постоянным, то все обмотки при таком соединении были бы замкнуты накоротко. Но, если мы имеем дело с переменными напряжениями, которые имеют разность фаз, то дело коренным образом изменяется. Результирующее напряжение в треугольнике (см. схему вычисления (4)) равно:

Мы получаем, что если генератор не имеет нагрузки, то в обмотках нет тока. Из рис. 2 очевидно, что линейные напряжения равны фазным напряжениям. При разомкнутом генераторе амплитуда линейных напряжений равна амплитуде напряжения в одной обмотке $U_m.$

В соединении треугольником нет нулевого провода, неравномерность нагрузки существеннее сказывается на работе генератора, чем в случае соединения звездой. Из-за этой особенности соединение треугольник чаще всего применяют в силовых установках, например, трехфазных двигателях, где можно получить близкие по величине нагрузки фаз.

Предполагалось, что генератор и нагрузки соединялись одинаково (звездой или треугольником), конечно, возможны комбинации схем. Например, потребитель соединяется звездой, генератор треугольником.

Задание: Объясните, что произойдет в схеме, которая изображена на рис.1 (а), если оборван провод $1$? Что случится, если перегорел нулевой провод?

Решение:

Допустим, что в схеме соединения звезда (рис.1(а)) оборван провод $1$. Тогда нагрузка $R_1$ , будет выключена. Нагрузки $R_2\ и\ R_3$ будут нормально работать, так как на них будут присутствовать фазные напряжения.

Пусть перегорел нулевой провод. В этом случае каждая пара сопротивлений, например $R_1\ и\ R_2$ будут соединены последовательно и попадут под напряжение в $\sqrt<3>$ раз больше фазного. Это напряжение распределится в соответствии с правилами последовательного соединения, пропорционально сопротивлениям (в данном случае $R_1\ и\ R_2$). Так, если $R_1=R,\ R_2=\frac<1><10>R$, то на ветке $R_2$ мы получим $0,1U$, а на ветке $R_1$ будет $0,9 U$, где $U$- полное напряжение. Допустим, что напряжение в сети (фазное) $220В$, тогда:

\[U=\sqrt<3>\cdot 220=380\ \left(B\right)\left(1.1\right).\]

Из $380В$ на сопротивление $R_1$ придется $342 В$, тогда как на $R_2$ придется $38В$. Поэтому, если в качестве $R_1$ будет, например бытовая лампочка, она перегорит и ток в обеих ветвях прервётся.

Задание: Объясните, почему соединение звездой применяют в технике освещения?

Решение:

Необходимость применения соединения «звезда», которая имеет нулевой провод, существует в технике освещения, так как при работе осветительных приборов невозможно добиться симметрии в нагрузках. В таких сетях все три фазы и нулевой (нейтральный) провод подводят, например, к жилым домам, внутри дома пытаются примерно одинаково нагрузить каждую фазу, так чтобы общая нагрузка была наиболее симметричной. При этом к каждой квартире приходит нулевой провод и одна из фаз. На распределительный щит, через который проходят две или три фазы, в нулевой провод предохранитель не ставят, так как его перегорание ведет асимметрии напряжений.

Так и не нашли ответ
на свой вопрос?

Просто напиши с чем тебе
нужна помощь

Соединение генератора с потребителем треугольником

Если фазные обмотки генератора или потребителя соединить так, чтобы концы обмоток были соединены в одну общую точку, а начала обмоток присоединены к линейным проводам, то такое соединение называется соединением звездой и обозначается условным знаком Y. На рис. 1 обмотки генератора и потребителя соединены звездой. Точки, в которых соединены концы фазных обмоток генератора или потребителя, называются соответственно нулевыми точками генератора (0) и потребителя (0’). Обе точки 0 и 0’ соединены проводом, который называется нулевым, или нейтральным проводом. Остальные три провода трехфазной системы, идущие от генератора к потребителю, называются линейными проводами. Таким образом, генератор соединен с потребителем четырьмя проводами. Поэтому эта система называется четырехпроводной системой трехфазного тока.

Рис. 1. Соединение звездой

Сравнивая несвязанную и четырехпроводную системы трехфазного тока, видим, что в первом случае роль обратного провода выполняют три провода системы, а во втором – один нулевой провод. По нулевому проводу протекает ток, равный геометрической сумме токов:

IA, IB и IC, т. е. Ī0= ĪA + ĪB + ĪC .

Напряжения, измеренные между началами фаз генератора (или потребителя) и нулевой точкой (или нулевым проводом), называются фазными напряжениями и обозначаются UA, UB и UC, или в общем виде Uф. Часто задаются величины э.д.с. фазных обмоток генератора. Они обозначаются ЕA, ЕB и ЕC, или Еф. Если пренебречь сопротивлениями обмоток генератора, то можно записать:

ЕA= UA, ЕВ= UВ, ЕC= UС.

Напряжения, измеренные между началами двух фаз: А и В, В и С, С и А – генератора или потребителя, называются линейными напряжениями и обозначаются UАВ, UВС, UСА, или в общем виде Uл. На рис. 1 стрелки показывают выбранное положительное направление тока, которое в линейных проводах принято от генератора к потребителю, а в нулевом проводе – от потребителя к генератору.

Если присоединить зажимы вольтметра к точкам А и В, то он покажет линейное напряжение UАВ. Так как положительные направления фазных напряжений UA, UB и UC выбраны от начал фазных обмоток к их концам, то вектор линейного напряжения UАВ будет равен геометрической разности векторов фазных напряжений UA и UB:

Аналогично можно записать:

Иначе можно сказать, что мгновенное значение линейного напряжения равно разности мгновенных значений соответствующих фазных напряжений. На рис. 2 вычитание векторов заменено сложением векторов:

UA и — UB; UВ и — UС; UС и — UА.

Из векторной диаграммы видно, что векторы линейных напряжений составляют замкнутый треугольник.

Рис. 2. Фазные и линейные напряжения при соединении звездой

Зависимость между линейным и фазным напряжениями:

UBС=2UBcos30o, так как cos30o=√3/2, то UBС=√3UB,
или в общем виде Uл=√3Uф.

Следовательно, при соединении звездой линейное напряжение в √3 раз больше фазного напряжения.
Ток, протекающий по фазной обмотке генератора или потребителя, называется фазным током и обозначается в общем виде Iф. Ток, протекающий по линейному проводу, называется линейным током и обозначается в общем виде Iл. На рис. 1 видно, что при соединении звездой линейный ток равен фазному току, т. е.

Рассмотрим случай, когда нагрузка в фазах потребителя одинакова как по величине, так и по характеру. Такая нагрузка называется равномерной, или симметричной. Это условие выражается равенством.

Нагрузка не будет равномерной, если, например, z1= r1=0,5ом; z2=ωL2=0,5ом и z3=1/ωC3=0,5ом , так как здесь выполнено лишь одно условие – равенство сопротивлений фаз потребителя по величине, в то время как характер сопротивлений различен ( r1 — активное сопротивление, ωL2 — индуктивное сопротивление, 1/ωC3 — емкостное сопротивление) .

При симметричной нагрузке:

IА=UА/zА; IВ=UВ/zВ; IС=UС/zС; IА=IВ=IС.

Фазные коэффициенты мощности вследствие равенства сопротивлений и одинаковости их характера будут одинаковы:

cosφ1=rА/zА; cosφ2=rB/zB; cosφ3=rC/zC; cosφ1=cosφ2=cosφ3.

В нулевом проводе должна протекать геометрическая сумма токов всех трех фаз. Если посмотреть на кривые изменения токов при симметричной нагрузке трехфазной системы, то увидим, что максимальные значения для всех трех синусоид тока одинаковы. Поскольку при симметричной нагрузке сумма мгновенных значений токов трехфазной системы равна нулю, следовательно, ток в нулевом проводе будет равен нулю.
Отбрасывая нулевой провод в четырехпроводной системе, переходим к трехпроводной системе трехфазного тока. Если имеется симметричная нагрузка, как, например, трехфазные двигатели переменного тока, трехфазного тока, трехфазные печи, трехфазные трансформаторы и т. п., то к такой нагрузке подводятся только три провода. Потребители, включенные звездой с несимметричной нагрузкой фаз, нуждаются в нулевом проводе.
При симметричной нагрузке фазные напряжения отдельных фаз равны между собой. При несимметричной нагрузке трехфазной системы симметрия токов и напряжений нарушается. Однако в четырехпроводных цепях часто пренебрегают незначительной несимметрией фазных напряжений. В этих случаях между линейными и фазными напряжениями существует зависимость:

Кроме соединения звездой, генераторы, трансформаторы, двигатели и другие потребители трехфазного тока могут включаться треугольником.
Если объединить попарно провода несвязанной шестипроводной системы и соединить фазы, как показано на рисунке 1, получим трехфазную трехпроводную систему, соединенную треугольником.

Рис. 1. Несвязанная трехфазная схема.

Рис. 2. Связанная трехфазная схема, соединенная треугольником .

Соединение треугольником выполняется таким образом (рис. 2), чтобы конец фазы А был соединен с началом фазы В, конец фазы В соединен с началом фазы С и конец фазы С соединен с началом фазы А. К местам соединения фаз присоединяют линейные провода. Если обмотки генератора соединены треугольником, то линейное напряжение создает каждая линейная обмотка. У потребителя, соединенного треугольником, линейное напряжение подключается к зажимам фазного сопротивления. Следовательно, при соединении треугольником фазное напряжение равно линейному: Uл=Uф.
Определим зависимость между фазными и линейными токами при соединении треугольником, если нагрузка фаз будет одинакова по величине и характеру. Составляем уравнения токов по первому закону Кирхгофа для трех узловых точек А1, B1 и C1 потребителя:

ĪA+ ĪСА= ĪАВ;
ĪВ+ ĪАВ= ĪВС;
ĪС+ ĪВС= ĪСА;

ĪA= ĪАВ—ĪСА;
ĪВ= ĪВС—ĪАВ;
ĪС= ĪСА—ĪВС.

Отсюда видно, что линейные токи равны геометрической разности фазных токов. При симметричной нагрузке фазные токи одинаковы по величине и сдвинуты один относительно другого на 120o. Производя вычитание векторов фазных токов согласно полученным уравнениям, получаем линейные токи. Зависимость между фазными и линейными токами при соединении в треугольник:

Следовательно, при симметричной нагрузке, соединенной треугольником, линейный ток в √3 раз больше фазного тока.
У двигателей и у других потребителей трехфазного тока в большинстве случаев наружу выводят все шесть концов обмоток, которые по желанию можно соединять либо звездой, либо треугольником. Обычно к трехфазной машине крепится доска из изоляционного материала (клеммная доска), на которую и выводят все шесть концов.
Если у нас есть двигатель, на паспорте которого написано 127/220 в, значит, этот двигатель можно использовать на два напряжения 127 и 220 в.
Если линейное напряжение сети равно 127 в, то обмотки двигателя необходимо включить треугольником. Тогда на обмотку каждой фазы двигателя будет подано напряжение 127 в. При напряжении 220 в обмотки двигателя нужно включить звездой, тогда обмотка каждой фазы также будет под напряжением 127 в.

Похожие статьи:

  • Преобразователь из 220 в 120 вольт Преобразователь из 220 в 120 вольт +380442339466 +380632339466 +380958920021 +380979796526 Вас может заинтересовать! Преобразователи 220-110 Вольт от производителя Понижающие автотрансформаторы предназначены для питания переменным […]
  • Подключение трехфазного двигателя звезда к однофазной сети Как подключить асинхронный двигатель к однофазной сети После своего изобретения трехфазные двигатели успешно используются до сих пор без каких-либо существенных изменений. Подключение асинхронного двигателя к однофазной сети было лишь […]
  • Инвертор 12 220 чистый синус своими руками схема Инвертор чистый синус Инвертор – это техническое устройство, служащее для преобразования напряжения одного типа в другое. В системах преобразования альтернативной энергии в электрическую (солнечные электростанции, ветровые установки), […]
  • Подключение асинхронного однофазного электродвигателя на 220 Подключение электродвигателя на 220 Вольт Для работы любого асинхронного двигателя необходимо наличие вращающегося электромагнитного поля. При включении в трехфазную электрическую сеть это условие легко соблюдается: три фазы, сдвинутые […]
  • Подключение трансформатора звезда-треугольник Трехфазные трансформаторы Трехфазные трансформаторы применяются для питания от 3х-фазной сети. Обмотки трехфазных трансформаторов соединяются звездой или треугольником. Они позволяют обеспечить питание достаточно мощной нагрузки. Обычно […]
  • Фазное напряжение в трехфазной сети Линейные и фазные напряжения Под симметричной трехфазной системой принято понимать совокупность трех ЭДС синусоидальной формы равной частоты, амплитуды, сдвинутых по фазе на треть периода (угол 2/3) . График изменения ЭДС во времени, […]