Отдельные части многофазной системы сокращенно называются фазами. Таким образом, термину «фаза» соответствуют два понятия 1) угол, определяющий изменение синусоидальной величины; 2) одна из составных частей многофазной системы. Многофазную систему электрических цепей, соединенных друг с другом, называют обычно многофазной цепью.
Совокупность ЭДС, напряжений или токов в фазах многофазной цепи называют многофазной системой ЭДС, напряжений или токов.
Трехфазная система переменного тока, разработанная выдающимся русским инженером М. О. Доливо-Добровольским в 1891 г., получила распространение во всем мире как система, обеспечивающая наиболее экономичную передачу электрической энергии н позволяющая создать надежные, простые и дешевые электродвигатели, генераторы и трансформаторы.
Простейший трехфазный генератор (рис. 12.1) имеет устройство, аналогичное однофазному генератору с той лишь разницей, что у его якоря не одна, а три одинаковые обмотки (фазы), начала и концы которых обозначают соответственно буквами A, B, C и X, Y, Z и которые сдвинуты в пространстве относительно друг друга на равные углы 2π/3 = 120°. При вращении якоря в обмотках генератора индуктируются ЭДС одинаковой частоты и равной амплитуды, сдвинутые по фазе относительно друг друга на одинаковые углы 2π/3 = 120°, или на 1/3 периода. Такая система трех ЭДС называется симметричной. Наоборот, если амплитуды ЭДС не равны друг другу или углы сдвига фаз не равны 2π/3, то система ЭДС называется несимметричной.
Приняв за начало отсчета времени (t=0) начало периода ЭДС в первой обмотке, называемой фазой A, напишем ее выражение:
В симметричной трехфазной системе ЭДС второй фазы B отстает по фазе от ЭДС eA первой на 1/3 периода, следовательно,
Электродвижущая сила третьей фазы С отстает по фазе от ЭДС eA на 2/3 периода, или, что те же, опережает по фазе ЭДС eA на 1/3 периода; следовательно,
На рис. 12.2 показаны соответствующие синусоиды ЭДС и векторная диаграмма ЭДС.
При построении диаграмм трехфазных цепей часто предполагается, что для положительной полуоси действительных величин на комплексной плоскости выбрано направление вертикально вверх, а не направо, как в предыдущих главах; поэтому вектор ЭДС первой фазы, имеющей нулевую начальную фазу, направлен вертикально вверх. При этом комплекс ЭДС первой фазы ЕА= Е, а комплексы ЭДС остальных двух фаз:
Положительные направления ЭДС в обмотках регистратора выбираются от концов обмоток X, Y, Z к началам A, B, C.
Последовательность прохождения ЭДС через амплитудные (или нулевые) значения называют последовательностью фаз; например, последовательность фаз ЭДС, изображенных на рис. 12.2, будет A, B, C и называется прямой последовательностью фаз.
Каждую обмотку трехфазного генератора можно соединить с отдельным приемником энергии (рис. 12.3). В этом случае получается несвязанная трехфазная система с тремя самостоятельными цепями и шестью проводами – неэкономичная и поэтому не нашедшая применения. Широкое применение получили трех и четырех проводные цепи.
Источник