8.9 Үшфазалық электр тізбектеріндегі жоғарғы гармоникалар

Симметриялы үшфазалық тізбекте қалыптасқан режим болған кезде екінші және үшінші фазалардағы тоқ пен кернеу қисығы үштен бір периодқа жылжытылған бір фазаның тоғы мен кернеунің қисығына ұқсас. Мысалы, егер А фазасында кернеу функциямен өрнектелсе

онда

3-ке есе (n = 3, 6, 9, ...) ретті гармоникалар барлық фазаларда тепе-тең, себебі

.

Сондықтан олар нөлдік тізбектілікті кернеулер жүйесін түзеді.

Мұндағы k – кез-келген бүтін сан болатын n = 3k + 1 ретті яғни n = 1, 4, 7, 10, 13 және т.б кезінде гармоникалар тура кезекті кернеудің симметриялы жүйесін түзеді, себебі онда

және сәйкесінше В фазасындағы n-дік гармоника А фазасындағы n-дік гармоникадан 120°-қа кейіндеп ілгері жүреді, ал С фазасында 120°-қа кейіндеп жүреді. Соңында мұндағы k – кез-келген бүтін сан болатын n = 3k – 1 яғни n = 2, 5, 8, 11, 14 және т.б кезінде гармоникалар кері кезекті кернеудің симметриялы жүйесін түзеді,

себебі онда

және кезегінше, В фазасындағы n-дік гармоника А фазасындағы n-дік гармоникадан 120°-қа кейін қалып жүреді. Барлық осы жағдайлар әрбір жиілікке жеке құрылған векторлік диаграммаларда анық көрініс табады.

Тәжірибиеде кездесетін жағдайларда тұрақты құрауыш пен жұп гармоникалар болмайды, сондықтан әрі қарай тек тақ гармоникаларды қарастырумен шектелсек те болады.

Электрэнергиясы мен жүктеме қайнаркөздерін соңғысын бейтарап өткізгішпен жұлдыз түрінде қосқан кезде жоғарыдағы айтылғандарға сәйкес 3-ке есе реттік нөмірлі барлық гармоникалардың қосындысына тең тоқ өтеді

. .

Бұл тоқтың әсерлік мәні 8.6 параграфына сәйкес анықталады.

.

Бейтарап өткізгіш болмаған кезде фазалардағытоқта 3-ке есе ретті гармоникалар болмайды. Фазалық кернеу айырымына тең желілік кернеуде 3-ке есе реттік санда гармоникалар болмайды.

Желілік кернеуде 3-ке есе реттік гармоникалардың болмауына байланысты синусоидалы емес режим кезіндегі әсерлік желілік кернеудің әсерлік фазалық кернеуге қатынасы -тен кем болды

;

.

Егер генератор фазалары үшбұрыш түрінде қосылса, онда сыртқы тізбекте 3-ке есе ретті гармоникалар болмайды; үшбұрыш түрінде қосылған генераторлердің орамаларында 3-ке есе жоғарғы гармоникалардың үш еселенген қосындысына тең ЭҚК жұмыс істейді. Бірақ ол осы гармоникалардың тоғы әсерінен үшбұрыштың контурындағы кернеудің төменделуімен теңдестіріліп отырады. Сондықтан реті 3-ке есе гармоникалар тек жиілік тоқ пен кернеулерде ғана емес, сонымен қатар фазалық кернеуде де болмайды.

Ажыратылған үшбұрыш түрінде (7.27,в суреті) қосылған кернеу трансформаторының екінші реттік орамасының шықпаларындағы потенциалдардың айырымы синусоидалы емес фазалық кернеу жағдайында мынаған тең

.

Бұл кернеудің әсерлік мәні

.

Сондықтан симметриялы үшфазалық электр тізбегі кезінде де генераторлердің синусоидалы емес фазалық ЭҚК-мен шартталатын нөлдік тізбектіліктің тоғы мен кернеудің құрауышы пайда болуы мүмкін.