Лекция №7 Трехфазные электрические цепи

Лекция № 7 Трехфазные электрические цепи

Электрификация промышленности, сельского хозяйство, транспорта поставила ряд требований, которые подчас невыполнимы при наличии одного источника синусоидальный ЭДС. Так, для приводов станков, механизмов и машин желательно постоянство вращающего момента. Электрические двигатели, питаемые от одного источника синусоидального ЭДС, этого обеспечить не могут. Это и ряд других требований вызвали использование трехфазных электрических цепей.

Трехфазные цепи: 1) Обеспечивают наименьший расход проводниковых материалов ЛЭП; 2) Создают возможность применения наиболее дешевого, надежного, не имеющего нормально искрящих узлов асинхронного двигателя, что особенно важно для тяжелых условий эксплуатации в горным деле, тем боле в шахтах, опасных по взрыву допускает не только трехфазных, но и однофазных приемников, т.е. делают ненужным создание обособленных однофазных систем электроснабжения переменного тока.
Трехфазной системой электрических цепей называется совокупность трех электрических цепей (рис. 7.1) в которых действуют синусоидальные ЭДС одной и той же частоты, сдвинутые относительно друг друга по фазе и создаваемые общим источником энергии.

Рис 7.1 Рис.7.2

Если все три э.д.с. равны по значению и сдвинуты по фазе на 120° по отношению друг к другу, то такая система э.д.с. называется симметричной (рис. 7.3, а).

Рис. 7.3. Трехфазная система э.д.с. а) симметричная; б, в) несимметричная

Если э.д.с. не равны по значению (рис.7.3,б) или сдвинуты друг относительно друга на угол, неравный 120° (рис.7.3,в), то такая система э.д.с. называется несимметричной. Аналогично определяются трехфазные системы напряжений и токов.

Три источника, генерирующие синусоидальные ЭДС одинаковой частоты, но со сдвигом по фазе на 120⁰, способны обеспечить постоянство суммарной мгновенной мощности приёмника и, в частном случае, вращающего момента двигателя. Так как три источника вырабатывают ЭДС с одинаковой частотой и амплитудой, то единственным отличием является начальная фаза этих ЭДС. Поэтому три составные части трехфазной цепи названы фазами. Термин «фаза», следовательно, имеет двойной смысл. Во-первых, фазой называется аргумент синусоидальных электрических токов, напряжений и ЭДС. Во-вторых, в трехфазных электрических цепях фазой называется часть трехфазной системы электрических цепей, например фаза А, в которой может существовать один из токов трехфазной системы токов I_A и которая включает источник ЭДС. E_A и соединенные с ним нагрузки (приёмник Z_A). (рис.7.2).
В трехфазной системе (рис.7.1) один из проводов каждой фазы (так называемый обратный провод) выполняет одну и ту же функцию- соединяет концы фаз источника и нагрузки. Это позволяет объединить три обратных провода в один, что превращает трехфазную систему электрически не связанных цепей в связанную. При другом способе соединения - попарно объединении прямых и обратных проводов фаз несвязанной системы (рис.7.2)– ветви с источниками ЭДС могут быть попарно соединены друг с другом, образуя замкнутый треугольник.
Трехфазная система электрических цепей, в которой отдельные фазы электрически соединены друг с другом, называется трехфазной цепью.
В современной электроэнергетике используются только связанные трехфазные цепи, обеспечивающие значительную экономию материала соединительных проводов, упрощающие конструкцию многих аппаратов и агрегатов.