§ 3.6. З’ЄДНАННЯ ОБМОТОК ГЕНЕРАТОРА ТРИФФАЗНОГО СТРУМУ
3.15). Початки та кінці обмоток визначають за правилом, про яке було роз-
Мал. 3.15 сказано у § 3.5. Розмітка висновків обмоток на кінці та початку – це не проста формальність. Якщо при проходженні ротора через обмотку АХ на початку А обмотки і в кінці X обмотки потенціали дорівнювали відповідно фА і фв, то після повороту ротора на 120°, тобто при проходженні через обмотку BY, обов'язково повинні виконуватися рівності фв = фд та фу = ф^. Те саме відноситься до початку З і кінця Z третьої обмотки генератора. Генератор з'єднується із споживачами струму чотирма проводами. Три з них, приєднані до початків А, В та С обмоток, називаються лінійними проводами. Провід, приєднаний до нульової точки, називається нейтральним або нульовим проводом. Напруги між кожним з лінійних проводів і нейтральним проводом називаються фазними напругами. Їхні діючі значення позначаються відповідно UA, Uв, Uс або в загальному вигляді Uф. Напруги між лінійними проводами називаються лінійними напругами. Їх діючі значення позначаються відповідно Uj, UBC, UCA або в загальному вигляді Г7Д. Встановимо співвідношення між лінійними і фазними напругами при з'єднанні обмоток генератора зіркою. Миттєве значення лінійної напруги і між фазами А і В дорівнює різниці потенціалів між початками обмоток А і В: uab = Фа" Фв = (ФА
верб (3-6.1) Аналогічно івс = верб
"з (3-6-2) "ca = uC_uA- (3-6-3) Таким чином, лінійні напруги рівні різниці відповідних фазних напруг. При розімкнутому генераторі фазні напруги іА, ив, іс рівні за модулем і протилежні за знаком відповідним ЕРС еА, єв, ес в його обмотках. Амплітуди фазних напруг рівні амплітуді ЕРС обмоток: U . = U а = U n = U А = f .напруга між фазами А та В: UA
If) = ЯІП? COS _ I) * З огляду на те, що sin^ = ^ , a cos^cot - ^ j = sin ^cot + ^ j, отримаємо е) =-ітАВЗІП\Ш + rin(cof+ Звідси видно, що при з'єднанні обмоток генератора зіркою лінійні напруги змінюються за гармонічним законом з тією ж частотою, що і фазні напруги, а амплітуда коливань лінійної напруги більша за амплітуду коливань фазної напруги в Уз раз.
Отже, діюче значення лінійної напруги при з'єднанні зіркою в Уз раз більше значення значення фазного напруги: іл = 73 С/Ф. (3.6.5)
Мал. 3.16 До цього ж результату можна дійти, якщо побудувати векторну діаграму для діючих значень фазної та лінійної напруги (рис. 3.16) з урахуванням того, що: UAB -UB; -, _> івс = ив -U с\ йСА = іс -UА- З'єднання обмоток генератора трикутником При з'єднанні обмоток генератора трифазного струму трикутником (умовне позначення А) кінець першої обмотки X з'єднується з початком другої обмотки В, кінець другої обмотки У з'єднується з початком третьої обмотки З і кінець третьої обмотки Z - з початком першої обмотки Л (рис. 3.17). Три лінійні дроти, що йдуть до споживачів струму, приєднуються до початків обмоток (фаз) А, В, С.
(3.6.6) При з'єднанні трикутником три обмотки (фази) генератора утворюють замкнутий контур з дуже малим опором. Але повна ЕРС контуру дорівнює нулю:
(3.6.7) = sinoot + f sin (art - + sin m m I 3 ) m Тому сила струму в обмотках ненавантаженого генератора дорівнює нулю. У справедливості рівності (3.6.7) можна переконатися, склавши вектори ЕРС навекторній діаграмі (рис. 3.18). Небезпечне неправильне з'єднання обмоток генератора трикутником, коли, наприклад, кінець першої обмотки X з'єднаний з початком другої обмотки, але кінець другої обмотки У з'єднаний з кінцем третьої обмотки Z і початок третьої обмотки С з'єднано з початком першої обмотки А. У цьому випадку результуюча ЕРС не дорівнює нулю (пропонуємо вам довести, що вона за модулем дорівнює подвоєному значенню фазної ЕРС), 'A
що при малому опорі обмоток генератора рівносильно короткому замиканню. При з'єднанні обмоток генератора трикутником для отримання потрібної лінійної напруги кожна фазна обмотка повинна бути розрахована на напругу, V3 разів більше, ніж у разі з'єднання обмоток генератора зіркою. Це призводить до подорожчання генератора, у зв'язку з чим обмотки генератора зазвичай з'єднуються зіркою. З'єднання трикутником допустимо лише при однаковій або майже однаковому навантаженні фаз. Інакше сила струму в замкнутому контурі обмоток виявиться занадто великою, що є небезпечним для генератора.