Трехфазная система переменного тока

ГЛАВА   V

ТРЕХФАЗНАЯ СИСТЕМА ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

§ 61. ТРЕХФАЗНЫЕ ГЕНЕРАТОРЫ

Выше были рассмотрены свойства однофазного переменного тока. Однако однофазная система неэкономична вследствие несовершенства однофазных электрических машин. Так, например, при одинаковых габаритах, весах активных материалов (стали и меди)! и потерях энергии мощность однофазной машины в 1,5 раза меньше мощности трехфазной машины. Поэтому для передачи электроэнергии по проводам на большие расстояния с меньшими потерями энергии используют трехфазные системы переменного тока.

Трехфазной системой переменного тока или просто трехфазной системой назы­вается цепь или сеть переменного тока, в которой действуют три э. д. с. одинаковой частоты, но взаимно смещенные по фазе на одну треть периода.

Отдельные цепи, составляющие трехфазную систему, назы­ваются фазами.

Если э. д. с. во всех трех фазах имеют одинаковую амплитуду, то такая трехфазная система называется симметрич­ной.

Впервые в мире передача трехфазного тока была осуществлена русским ученым М. О.   Доливо-Добровольским   в  1891  г.

На рис. 63 показана схема простей­шего двухполюсного трехфазного генератора. В пазах статора (неподвижная часть машины) расположены

три катушки А — X, В — Y и С — Z, сдвинутые в пространстве на 1/3 окружности (120°). Внутри статора помещается ротор (вра­щающаяся часть машины), представляющий собою двухполюс­ный электромагнит, питаемый постоянным током, возбуждаю­щим магнитное поле. Ротор приводится во вращение каким-либо двигателем. Магнитные линии, вращаясь вместе с ротором, пересе­кают проводники катушек, заложенных в пазах статора, и индуктируют в этих катушках э. д. с, изменяющиеся синусоидально. Одна­ко синусоиды э.д. с. фаз А, В и С будут сдвинуты одна по отноше­нию к другой на 1/3 периода (рис. 64).

Пусть положительный максимум э.д.с. Е_m в катушке А - X на­ступает в момент, когда сторона А окажется против центра север­ного полюса, а сторона X — против центра южного полюса. Поло­жительный максимум э. д. с. Е_m в катушке В — Y наступит в тот мо­мент, когда центр северного полюса окажется под проводником В,

а центр южного полюса — под проводником Y. Для этого ротор дол­жен повернуться на 1/3 окружности (120°), что соответствует про­межутку времени, равному 1/3 периода. Положительный максимум э. д. с. Е_m в катушке С — Z наступит через 1/3 периода после такого же максимума в катушке В — Y, что соответствует дальнейшему повороту ротора на 1/3 окружности.

При нагрузке генератора на зажимах катушки А—X, В — Y и С — Z устанавливаются напряжения, называемые фазными. При от­сутствии нагрузки (при холостом ходе) фазные напряжения равны э.д. с, индуктируемым в фазах обмотки статора.