Трехфазные электрические цепи в электротехнике

Трехфазной системой переменных токов называется совокупность трех отдельных электрических цепей, в которых действуют синусоидальные ЭДС одинаковой частоты, которые в свою очередь сдвинуты друг от друга по фазе на 120° (1/3 периода), и создаваемые одним источником электрической энергии. В роли последнего чаще всего используется трехфазный генератор.

Обмотки фаз генератора обладают одинаковым количеством витков и изготавливаются из провода одинакового сечения, поэтому ЭДС, индуктированные в этих обмотках, должны быть равны по величине.

Главное достоинство трехфазных цепей состоит в её уравновешенности. Таким образом суммарная мгновенная мощность трехфазной ЭЦ, остается постоянной в течение всего периода действия ЭДС.

Любой трехфазный генератор переменного тока имеет три самостоятельные обмотки, сдвинутые между собой на угол 120°. Поэтому, начальные фазы ЭДС сдвинуты также на этот угол. Уравнения описывающие изменение ЭДС в обмотках можно записать в следующем виде:

ea=Emsinωt
eb=Emsin(ωt-120°)
ec=Emsin(ωt+120°)

В начальный момент времени векторная диаграмма ЭДС в представляет собой три вектора, длина которых равна амплитудному значению Em, и угол между ними 120°. Если начать вращать векторы против часовой стрелке, относительно неподвижной оси, то они будут следовать в порядке Ea,Eb,Ec, называемый прямой последовательностью.

векторная диаграмма трехфазной ЭДС

По сути, каждую отдельную фазу можно соединить отдельными проводами, но в таком случае имеет место несвязанная шести проводная трехфазная система.

несвязанная трехфазная система - в настоящее время не применяется

Но она не целесообразна и чтобы ее не применять придумали связанные системы соединения.

Трехфазные цепи - соединение треугольником
Соединение обмоток треугольником

При соединении этим способом конец одной обмотки соединяется с началом другой. Таким образом, получается замкнутый контур.

Трехфазные цепи - соединение звездой
Соединение обмоток генератора звездой

Если концы фаз обмоток генератора соединить в одну общую точку, а к началам обмоток подсоединить линейные провода, соединяющие генератор с нагрузкой, то такое соединение получило название звезда.