1._В чем преимущества трехфазной системы перед однофазной? Трехфазный генератор. Принцип действия. Способы изображения трехфазной симметричной системы эдс

Трехфазная система электрических цепей представляет собой совокупность электрических цепей, в которых действуют три синусоидальные ЭДС одной и той же частоты, сдвинутые друг относительно друга по фазу и создаваемые общим источником энергии. Если все 3 ЭДС равны по значению и сдвинуты по фазе на 120 градусов по отношению друг другу, то такую систему ЭДС называют симметричной, если сдвинуты на угол не равный 120-несимметричный.

Трехфазная система ЭДС создается трехфазными ге­нераторами. В неподвижной части генератора (статоре) размещают три обмотки, сдвинутые в пространстве на 120° (рис. 4.2). Это фазные обмотки, или фазы, которые обозначают А, В и С. Этими же буквами обозначают на­чала обмоток фаз генератора. Концы обмоток обознача­ют соответственно X, У и Z. На рис. 4.26 показано, как изображают на схемах обмотки генератора с условными положительными направлениями ЭДС.

Каждая фазная обмотка генератора изображена на рис. 4.2а одним витком (у реальных генераторов каждая обмотка имеет множество витков, расположенных в нескольких соседних пазах, занимающих некоторую дугу внутренней окружности статора). На вращающейся час­ти генератора (роторе) располагают обмотку возбужде­ния, которую подключают к источнику постоянного тока. Ток обмотки возбуждения создает магнитный поток Ф₀, постоянный (неподвижный) относительно ротора, но вра­щающийся вместе с ним с частотой п. Вращение ротора осуществляется каким-либо двигателем.

Применение систем трехфазного тока обладает некоторыми преимуществами перед однофазной системой:

1. При одинаковых напряжениях и мощностях потребителей и прочих равных условиях питание трехфазным током позволяет получить значительную экономию материала проводов по сравнению с тремя однофазными линиями.

2. При прочих равных условиях трехфазный генератор дешевле, легче и экономичнее, чем три однофазных генератора такой же суммарной мощностью. То же самое относится к трехфазным двигателям и трансформаторам.

3. Трехфазная система токов позволяет получить вращающееся магнитное поле с помощью трех неподвижных катушек.

4. При равномерной нагрузке трехфазный генератор создает на валу приводного двигателя постоянный момент, в отличии от однофазного генератора, у которого мощность и момент пульсируют с двойной частотой тока.

2._Сравните выражения для механической, электромагнитной и электрической мощностей в генераторном и двигательном режимах. Чем объясняется разница между ними?

Фотки в трубке

3. Регулирование частоты вращения асинхронного двигателя с помощью полюсов переключаемых обмоток. Как изменяются при этом механические характеристики?

Регулирование путем изменения числа пар полюсов. Этот способ позволяет получить ступенчатое изменение частоты вращения. Для этой цели отдельные катушки 1, 2 и 3, 4, составляющие одну фазу (рис. 266), переключаются так, чтобы изменялось соответствующим образом направление тока в них (например, с последовательного согласного соединения на встречное). При согласном включении катушек (рис. 266, а) число полюсов равно четырем, при встречном включении (рис. 266, б) — двум. Катушки двух других фаз, сдвинутые в пространстве на 120°, соединяются таким же образом. Такое же уменьшение числа полюсов можно осуществить при переключении катушек с последовательного на параллельное соединение. При изменении числа полюсов изменяется частота вращения n₁ магнитного поля двигателя, а следовательно, и частота вращения n его ротора. Если нужно иметь три или четыре частоты вращения n₁, то на статоре располагают еще одну обмотку, при переключении которой можно получить еще две частоты. Существуют двигатели, которые обеспечивают изменение частоты вращения n₁ при постоянном наибольшем моменте или при приблизительно постоянной мощности (рис. 267).

В асинхронном двигателе число полюсов ротора должно быть равно числу полюсов статора. В короткозамкнутом роторе это условие выполняется автоматически и при переключении обмотки статора никаких изменений в обмотке ротора выполнять не требуется.