Классификация многофазных цепей

Трехфазные цепи

термин «фаза» - это либо участок, составная часть сложной многофазной цепи, либо аргумент

Классификация многофазных цепей

В первую очередь многофазные системы разделяют по количеству фаз. Бывают двухфазные цепи, трехфазные, шестифазные и реже двенадцатифазные.

Многофазные системы бывают симметричные и несимметричные. Симметричной называют многофазную систему ЭДС, в которой ЭДС в отдельных фазах равны по амплитуде и отстают по фазе относительно друг друга на углы, равные , где - любое целое число. Несимметричными системами называют многофазные системы, которые не удовлетворяют этим условиям.

В зависимости от величины могут быть симметричные системы прямой, обратной или нулевой последовательности. У систем прямой последовательности ЭДС проходят через максимальные значения в порядке номеров: , , и т.д. У систем обратной последовательности наоборот. И у систем нулевой последовательности все ЭДС проходят через максимум одновременно ( = = ).

Отметим важное обстоятельство: для симметричной системы прямой и обратной последовательности сумма ЭДС во всех фазах равна нулю .

Другим важным признаком классификации является зависимость или независимость мгновенной мощности многофазной системы от времени.

Уравновешенными называются многофазные системы, мгновенная мощность которых не зависит от времени и неуравновешенными – системы, у которых мгновенная мощность является функцией времени.

Это весьма важная характеристика многофазной системы. В уравновешенных системах остается постоянным момент на валу многофазного генератора, а в неуравновешенных он пульсирует с частотой .

Мгновенная мощность одной - й фазы равна

.

Мгновенная мощность многофазной системы: .

Сумма вторых слагаемых будет равна 0 при и мгновенная мощность симметричной системы:

, т.е. многофазная система уравновешена, если .

Большим достоинством многофазных систем является возможность создания вращающегося магнитного поля, что лежит в основе конструкции асинхронных двигателей переменного тока. Причем минимальное число фаз, при котором получается круговое магнитное поле, т.е. у которого амплитуда не зависит от угла поворота, равна трем.

Таким образом, в основном благодаря уравновешенности и возможности создания кругового вращающего магнитного поля трехфазная симметричная система нашла почти исключительное применение в электроэнергетике.

Генератор ЭДС и нагрузка могут соединятся одним из пяти способов:

1)

Перекоса фаз быть не может. Экономия в один провод. Соединение не может быть использовано.

2)

3)

4)

Перекос фаз невозможен – часто используется на практике.

5)

Возможен перекос фаз – недопустимо.

Каждый вариант имеет свои достоинства и недостатки.

Провода, соединяющие генератор и нагрузку, называются линейными проводами, токи в них – линейными токами, напряжения между линейными проводами называются линейными напряжениями ( , , ).

Законченная часть трехфазной системы, содержащая источник ЭДС, нагрузку и провода называется фазой трехфазной системы.

Ток в каждой нагрузке и напряжение на ней называется фазным током и напряжением.

В некоторых схемах соединений фазные и линейные токи совпадают между собой, в других – совпадают фазные и линейные напряжения.

В системе соединяющей симметричную систему ЭДС и симметричную нагрузку возникает симметричный режим (линейные и фазные токи отвечают условию ).