2. Понятие об устройстве, принципе работы трехфазного генератора, способах соединения его обмоток, линейном и фазном напряжении

Генератор переменного тока трехфазной цепи состоит из:

1. Индуктора, который создает магнитное поле;

2. Ротора – вращающаяся часть, в которой наводится индукционный ток;

3. Металлические кольца;

4. Щетки.

Н а рисунке 6.3 изображена схема простейшего трехфазного генератора, с помощью которой легко пояснить принцип получения трехфазной эдс. В однородном магнитном поле постоянного магнита вращаются с постоянной угловой скоростью ω три рамки, сдвинутые в пространстве друг относительно друга на 120˚.

В момент времени t = 0 рамка АХ расположена горизонтально и в ней индуктируется эдс

℮_А = Е_m ּ sin ωt.

Рис. 6.3 Принципиальная

схема генератора трехфазной эдс.

Точно такая же эдс будет индуктироваться и в рамке ВY, когда она повернется на 120˚ и займет положение АХ. Следовательно, при t = 0

℮_В = Е_m ּ sin (ωt – 120˚).

Аналогично находим эдс в рамке CZ:

℮_С = Е_m ּ sin (ωt + 120˚).

Если к каждой из рамок АХ, ВY, CZ подсоединить нагрузку (посредством щеток и контактных колец), то в образовавшихся цепях появятся токи.

В реальном трехфазном генераторе три неподвижных обмотки размещаются на статоре, а магнитное поле, индукция которого распределена по синусоидальному закону, создается вращающимся ротором. Трехфазный генератор, соединенный проводами с трехфазным потребителем, образует трехфазную цепь.

Способы соединения обмоток генератора Соединение звездой

Рис. 6.4 Схема соединения обмоток Рис. 6.5 Векторная диаграмма фазных

генератора звездой. и линейных напряжений при соединении

обмоток генератора звездой.

При соединении обмоток генератора звездой концы обмоток Х, Y, Z соединяются в одну точку, которая называется нулевой точкой или нейтралью генератора (рис. 6.4), а начала обмоток присоединяют к линейным проводам. К нулевой точке или нейтрали присоединяют нейтральный провод или нулевой.

Фазное напряжение U_Ф – разность потенциалов между линейным проводом и нейтралью. Обозначается U_A, U_B, U_C.

Установим соотношение между линейным и фазным напряжениями.

Например: линейное напряжение между проводами А и В будет равно разности соответствующих фазных напряжений, т.е.

U_AB = U_A – U_B,

Аналогично, U_BС = U_В – U_С,

U_СА = U_С – U_А.

Линейное напряжение в раз больше фазного напряжения.

U_Л = U_Ф (6.1)

Это соотношение имеет место только при симметричной системе фазных напряжений.

Соединение треугольником

При соединении обмоток трехфазного генератора треугольником (рис. 6.6) конец первой обмотки Х соединяется с началом второй обмотки В, конец второй обмотки Y соединяется с началом третьей обмотки С и конец третьей обмотки Z – с началом первой А. Три линейных провода, идущие к приемникам энергии, присоединяются к началам фаз А, В, С.

При таком соединении обмоток фазные напряжения равны линейным, т.е.

U_AB = U_A; U_BС = U_В; U_СА = U_С; (6.2)

Рис. 6.6 Схема соединения

обмоток генератора треугольником