Новые статьи

Как устроена и работает светодиодная люстра с дистанционным пультом: опыт ремонта своими руками
Как выбрать лампы освещения для дома
Как прозвонить электрическую цепь тестером, мультиметром

Варианты подключения обмоток трехфазных генераторов


Теоретическая электротехника





При работе 3-х фазного генератора в каждой его обмотке создается ЭДС в форме синусоидального колебания. Все вектора разнесены по углу вращения на 120° и могут быть описаны формулами:

   eАmsinωt, EА=Ефej0°;
   eВmsin(ωt-120°), EВ=Ефe-j120°;
   eСmsin(ωt-240°)=Еmsin(ωt+120°), EС=Ефej120°.

Для подключения обмоток генератора в связанную систему применяется одна из двух схем:

   - “звезда” (Y);
   - “треугольник” (Δ).


“Звезда”. Для схемы “звезды” все выходы обмоток фаз статора подключают к единой общей точке N, именуемую нейтральной либо нулевой точкой. Входа (начала) обмоток каждой фазы А, В и С подключают к линейным выводам генератора.

”Соединение

“Треугольник”. Для этой схемы соединения формируют выходные фазы:

- “А” подключением выхода обмотки А ко входу обмотки C;
- “В” подключением выхода обмотки В ко входу обмотки А;
- “С” подключением выхода обмотки С ко входу обмотки В.

Точки подключения А, В и С используются как линейные выводы у генератора.

”Соединение


Векторные диаграммы. У работающего генератора, обмотки которого соединены по схеме “звезда” диаграмма векторов напряжений имеет форму равностороннего треугольника с центром в начале координат и расположенного симметрично относительно оси ординат.

Векторная диаграмма напряжений при соединений обмоток генератора звездойЕго стороны представлены векторами линейных напряжений с направлением вращения противоположным ходу часовой стрелки. Вектора фазных напряжений соединяют центр треугольника с вершинами по направлению от начала координат.

Под термином фазного напряжения понимают разность потенциалов между общим выводом N и линейным А, В или С и маркируют: UA, UB, UC. Напряжения в фазах генератора равны ЭДС обмоток: ЕА=UА, ЕВ=UВ, ЕС=UС.

Линейное напряжение генератора измеряется между двумя любыми его выводами и обозначается по наименованию выбранных фаз: U, U, U. Величина вектора линейного напряжения определяется геометрической разностью векторов соответствующих фаз:

   U=UA-UВ;
   U=UВ-UС;
   U =UС-UA.

У генератора с обмотками соединенными по схеме “треугольник” диаграмма векторов напряжений тоже имеет форму равностороннего треугольника, но он относительно центра координат провернут на 30° по направлению движения часовой стрелки.

Векторная диаграмма напряжений при соединений обмоток генератора треугодбникомСоотношения линейных и фазных напряжений для генератора, собранного по схеме “треугольника”, остаются теми же, что и для генератора, работающего по схеме “звезда”.

Расчеты параметров трехфазных сетей проводятся математическими способами (например, комплексный метод) и способами геометрических сложений.

Для этого выбирают один из векторов в качестве начального, ориентируют его в комплексной плоскости с учетом направления и величины. Остальные вектора достраивают по углам сдвига их фаз относительно выбранного начального вектора с учетом их величин.

Обычные расчеты для схемы соединения “звезда” проще начинать с определения напряжения вектора фазы А, который в данной системе выходит из начала координат комплексной плоскости в направлении на север. Выражения фазных напряжений в комплексной форме для такого расчета описываются формулами:

   UА=Uфej0°;
   UВ=Uфe-j120°;
   UС=Uфej120°
.

Формулы для линейных векторов имеют следующий вид:

   UАВ=Uлej30°;
   UВС=Uлe-j90°;
   UСА=Uлej150°.

Для схем “треугольник” за начальный отсчет принимают вектор линейного напряжения UАВ. Формулы вычисления фазных векторов напряжений принимают выражения:

   UА=Uфe-j30°;
   UВ=Uфe-j150°;
   UС=Uфej90°.

Вектора линейных напряжений описываются формулами:

   UАВ=Uлej0°;
   UВС=Uлe-j120°;
   UСА=Uлej120°.

Проведя геометрические вычисления не сложно определить линейную величину вектора по значению фазной:

   Uл=2Uфcos30°=2Uф√3/2=Uф√3.

Важно! Схема соединения обмоток “треугольник” для генератора практически не пригодна для реального использования, поэтому ее запрещено применять.

В фазах схемы “треугольник” образуется общий контур, у которого возникает суммарная ЭДС Σe=eAB+eBC+eCA. Значения полных сопротивлений в обмотках маленькие и даже небольшая величина суммарной ЭДС Σe>0 вызывает в магистралях “треугольника” уравнительные токи, которые сопоставимы с номинальным значением тока в генераторе. Это создает большие потери энергии и значительно уменьшает КПД генератора.

У энергетиков существует определение номинального напряжения для 3-х фазной системы. Им называют линейные напряжения, которые выражаются в киловольтах (кВ, kV). Их представляют значениями 0,4; 1,1; 3,5; 6,3; 10,5; 22; 35; 63; 110; 220; 330; 500; 750.

Для потребителей электроэнергии номинальную величину 3-х фазного напряжения допускается указывать соотношениями линейных и фазных напряжений UЛ/UФ. Для электросети 0,4 кВ оно будет иметь вид: 380/220 вольт.






Теоретическая электротехника