Источники электрической энергии

В генераторах электрических станций система трёхфазных ЭДС образуется в одинаковых обмотках, геометрические оси которых пространственно расположены под углом 120°. Они находятся в магнитном поле вращающегося ротора. В обмотках возникает ЭДС по уравнениям (1). Следует отметить, что при описании трёхфазных цепей термин “фаза” применяется в различном смысловом значении. Это наименование каждой из обмоток генератора (трансформатора). Это так же наименование одного или группы однофазных потребителей, подключенных к линиям электропередачи. В то же время - это фазовый угол в синусоидальной функции. В общем случае трёхфазная система напряжений сети представлена потребителю в четырех проводах рис. 3.1а:

Токи в линейных проводах и напряжения между ними называются линейными. Это линейные напряжения сети UАВ, UВС, UСА. Фазные напряжения сети обозначаются UА, UВ, UС - это напряжения, определяемые фазами источника. Все напряжения и токи учитываются в действующих значениях. Синусоидальные функции фазных напряжений равны по амплитуде и имеют взаимный фазовый угол 120° в той же последовательности чередования фаз, как и ЭДС. Фазные напряжения могут быть представлены как соответствующие векторы U_A, U_B, U_C. При этом вектор U_A, которому присвоен нулевой фазовый угол, принято изображать вертикально рис. 3.1б. Связь линейных и фазных напряжений между собой устанавливается уравнениями на основе второго закона Кирхгoфа:

Векторы линейных напряжений так же представлены на рис. 3.1б. Все три линейные напряжения равны и имеют взаимный фазовый угол 120°. Такая система линейных и фазных напряжений называется симметричной. Как видно из векторной диаграммы рис. 3.1б линейное напряжение равно удвоенной проекции вектора фазного напряжения под углом 30°. Значит:

Таким образом, трёхфазная система напряжений обеспечивает потребителю в четырёх проводах три линейных и три фазных напряжения. Они отличаются в √3 раз. Наиболее часто встречается система напряжений сети, указываемая как 380/220 В. Это U_Л=380 В, U_ф=220 В. Расчеты токов в трёхфазных цепях при переменном синусоидальном напряжении в общем случае определены символическим методом. Выражения линейных и фазных напряжений как комплексных чисел приведены в примере (2). Применяются расчеты и в действительных числах с построением соответствующих векторных диаграмм напряжений и токов.