<<
>>

§ 3.6. СОЕДИНЕНИЕ ОБМОТОК ГЕНЕРАТОРА ТРЕХФАЗНОГО ТОКА


Существует два основных способа соединения фазных обмоток генератора между собой: звездой и треугольником.
Соединение звездой
При соединении звездой (условное обозначение Y) концы обмоток X, Y и Z соединяются в одной точке О, которая называется нулевой точкой или нейтралью (рис.
3.15). Начала и концы обмоток определяют по правилу, о котором было рас-

Рис. 3.15
сказано в § 3.5. Разметка выводов обмоток на концы и начала — это не простая формальность. Если при прохождении ротора через обмотку АХ в начале А обмотки и в конце X обмотки потенциалы были равны соответственно фА и фв, то после поворота ротора на 120°, т. е. при прохождении его через обмотку BY, обязательно должны выполняться равенства фв = фд и фу = ф^. То же относится к началу С и концу Z третьей обмотки генератора. Генератор соединяется с потребителями тока четырьмя проводами. Три из них, присоединенные к началам А, В и С обмоток, называются линейными проводами. Провод, присоединенный к нулевой точке, называется нейтральным или нулевым проводом.
Напряжения между каждым из линейных проводов и нейтральным проводом называются фазными напряжениями. Их действующие значения обозначаются соответственно UA, Uв, Uс или в общем виде Uф.
Напряжения между линейными проводами называются линейными напряжениями. Их действующие значения обозначаются соответственно Uj^, UBC, UCA или в общем виде Г7Д.
Установим соотношение между линейными и фазными на-пряжениями при соединении обмоток генератора звездой. Мгновенное значение линейного напряжения и^ между фазами А и В равно разности потенциалов между началами обмоток А и В:
uab = Фа" Фв = (ФА ~ Фо>~ <Фв ~ Фо> = иА~ ив• (3-6.1)
Аналогично
ивс = ив ~ "с (3-6-2)
"ca = uC_uA- (3-6-3)
Таким образом, линейные напряжения равны разности со-ответствующих фазных напряжений.
При разомкнутом генераторе фазные напряжения иА, ив,
ис равны по модулю и противоположны по знаку соответствующим ЭДС еА, ев, ес в его обмотках. Амплитуды фазных напряжений равны амплитуде ЭДС обмоток:
U . = U а = U n = U А= f .
тпА тВ тС т ф т Вычислим линейное напряжение между фазами А и В: UA~UR = ~(еА - ея) =
и
АВ
*А "В 2 к
= Sin ~ ^т Sin ~ If) = ЯІП ? COS _ I) *
Учитывая, что sin^ = ^ , a cos^cot - ^ j = sin ^cot + ^ j, получим
ё) =-итАВЗІП\Ш +
rin(cof+jQ. (3.6.4) *ВС И иСА-
Аналогичные выражения можно получить для Uj.
Отсюда видно, что при соединении обмоток генератора звездой линейные напряжения изменяются по гармоническому закону с той же частотой, что и фазные напряжения, а амплитуда колебаний линейного напряжения больше амплитуды колебаний фазного напряжения в Уз раз. Следовательно, действующее значение линейного напряжения при соединении звездой в Уз раз больше действующего значения фазного напряжения:
ил = 73 С/Ф. (3.6.5)

Рис. 3.16
К этому же результату можно прийти, если построить векторную диаграмму для действующих значений фазных и линейных напряжений (рис. 3.16) с учетом того, что: UAB -UB; —, _> ивс = ив -U с\ йСА = ис -UА-
Соединение обмоток генератора треугольником
При соединении обмоток генератора трехфазного тока треугольником (условное обозначение А) конец первой обмотки X соединяется с началом второй обмотки В, конец второй обмотки У соединяется с началом третьей обмотки С и конец третьей обмотки Z — с началом первой обмотки Л (рис. 3.17). Три линейных провода, идущих к потребителям тока, присоединяются к началам обмоток (фаз) А, В, С. При таком соединении обмоток, как видно из рисунка 3.17, фазные напряжения равны линейным напряжениям:

(3.6.6)
При соединении треугольником три обмотки (фазы) генератора образуют замкнутый контур с весьма малым сопротивлением. Но полная ЭДС контура равна нулю:

(3.6.7)
= sinoot + f sin (art - + sin
m m I 3 ) m
Поэтому сила тока в обмотках ненагруженного генератора равна нулю.
В справедливости равенства (3.6.7) можно убедиться, сло-жив векторы ЭДС на векторной диаграмме (рис. 3.18).
Опасно неправильное соединение обмоток генератора треугольником, когда, например, конец первой обмотки X соединен с началом второй обмотки В, но конец второй обмотки У соединен с концом третьей обмотки Z и начало третьей обмотки С соединено с началом первой обмотки А. В этом случае результирующая ЭДС не равна нулю (предлагаем вам доказать, что она по модулю равна удвоенному значению фазной ЭДС), 'A

У
в
Рис. 3.17
С
OC
A
1203-

Рис. 3.18

что при малом сопротивлении обмоток генератора равносильно короткому замыканию.
При соединении обмоток генератора треугольником для получения нужного линейного напряжения каждая фазная обмотка должна быть рассчитана на напряжение, в V3 раз боль-шее, чем в случае соединения обмоток генератора звездой. Это приводит к удорожанию генератора, в связи с чем обмотки генератора обычно соединяются звездой.
Соединение треугольником допустимо лишь при одинако-вой или почти одинаковой нагрузке фаз. Иначе сила тока в замкнутом контуре обмоток окажется слишком большой, что опасно для генератора.
<< | >>
Источник: Г. Я. Мвкишев, А. 3. Синяков. ФИЗИКАКОЛЕБАНИЯ И ВОЛНЫ11. 2010

Еще по теме § 3.6. СОЕДИНЕНИЕ ОБМОТОК ГЕНЕРАТОРА ТРЕХФАЗНОГО ТОКА:

  1. 3.1.4. Выбор источника энергии
  2. Гармонические процессы
  3. МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ФУНКЦИОНАЛЬНО-СТОИМОСТНОГО АНАЛИЗА
  4. 2.5 Переменный электрический ток.
  5. 2.6 Трехфазный ток. Генерация, передача, распределение и потребление электрической энергии
  6. Историческая справка Развитие основных идей по электричеству и магнетизму
  7. Куда бежит магнитное поле?
  8. § 2.7. КОНДЕНСАТОР В ЦЕПИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
  9. § 2.8. КАТУШКА ИНДУКТИВНОСТИ В ЦЕГІИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА
  10. § 2.13. ГЕНЕРАТОР НА ТРАНЗИСТОРЕ
  11. § 3.1. ГЕНЕРИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИПреимущества переменного тока