Получение трехфазной симметричной системы ЭДС

Трехфазная электрическая цепь состоит из следующих основных элементов: источника электрической энергии (трехфазного генератора или трансформатора), линии электропередачи (воздушной или кабельной) и приемников.

На электрических станциях трехфазная система ЭДС вырабатывается трехфазными синхронными генераторами, модель которого изображена на рис. 3.1.

На статоре, то есть неподвижной части генератора, расположены три обмотки, сдвинутые относительно друг друга на угол 120°. Эти обмотки называют фазами генератора. Начала фаз обозначают буквами А, в, С, а концы – X, Y, Z.

Ротор представляет собой электромагнит, возбуждаемый постоянным током. При вращении ротора турбиной создаваемое им магнитное поле наводит в обмотках статора синусоидальные ЭДС. В силу идентичности трех обмоток генератора в них наводятся ЭДС, имеющие одинаковые амплитуды и сдвинутые по фазе относительно друг друга на угол 120°.

Такая система ЭДС называется симметричной. Если ЭДС

фазы А принять за исходную и считать ее начальную фазу равной нулю, то выражения мгновенных значений ЭДС можно записать в виде:

e_A(t)=E_msin(ωt), e_B(t)=E_msin(ωt-120°),

e_C(t)= E_msin(ωt-240°)=E_msin(ωt+120°).

Графики мгновенных значений ЭДС фаз показаны на рис. 3.2.

Рис. 3.2

В комплексной форме записи ЭДС каждого источника можно записать:

Порядок, в котором фазные ЭДС проходят через одинаковые значения, например через положительные максимумы, называют порядком чередования фаз. На рис. 3.3, а изображена векторная диаграмма фазных ЭДС для прямого чередования фаз (АВС), а на рис. 3.3, б – для обратного чередования (АСВ).

а) Рис. 3.3 б)