Соединение звездой и многоугольником

Существуют два основных способа соединения обмоток генераторов, трансформаторов и приемников в многофазных цепях: соединение звездой и соединение многоугольником. Например, соединение генератора и приемника звездой показано на рис. 4, а соединение треугольником - на рис. 5.

При соединении звездой (рис. 4) все "концы" фазных обмоток генератора и ветвей звезды приемника называют нейтральными (нулевыми) точками, а соединяющий их провод - нейтральным (нулевым) проводом. Остальные провода, соединяющие обмотки генератора с приемником, называют линейными.

При соединении треугольником (рис. 5) или многоугольником фазные обмотки генератора соединяются последовательно таким образом, чтобы "начало" одной обмотки образовало с "концом" другой обмотки общую точку. Общие точки каждой пары фазных обмоток генератора и общие точки каждой пары ветвей приемника соединяются линейными проводами. На первый взгляд может показаться, что соединение обмоток генератора треугольником (многоугольником) равносильно короткому замыканию, как это было бы при подобном соединении, например, гальванических элементов. На самом деле при симметричной системе ЭДС сумма ЭДС, действующих в контуре треугольника (многоугольника), в любой момент времени равна нулю. Убедиться в этом можно хотя бы из рассмотрения векторной диаграммы и кривых мгновенных значений ЭДС трехфазного генератора (см. рис. 2).

Заметим, что схемы рис. 4 и 5 можно представить получающимися из схем несвязанных трехфазных цепей, показанных на рис. 6, путем объединения друг с другом проводов, вычерченных рядом.

Схемы соединения обмоток источников питания и приемников не зависят друг от друга. В одной и той же цепи могут быть источники питания и приемники с разными схемами соединений.

Лучи звезды или ветви многоугольника приемника называют фазами приемника, а сопротивления фаз приемника - фазными сопротивлениями. ЭДС, наводимые в фазных обмотках генератора или трансформатора, напряжения на их выводах, напряжения на фазах приемниках и токи в них называют соответственно фазными ЭДС, напряжениями и токами (Еф, Uф, Iф). Напряжения между линейными проводами и токи в них называют линейными напряжениями и токами (Uл, Iл). При соединении фаз звездой линейные токи равны фазным Iл = Iф. При соединении фаз многоугольником линейное напряжение между проводами, присоединенными к одной и той же фазе приемника или источника питания, равно соответствующему фазному напряжению Uл = Uф.

Положительные направления токов во всех линейных проводах выберем одинаковыми от источника питания к приемнику, а в нейтральном проводе - от нейтральной точки приемника к нейтральной точке источника питания. Положительные направления напряжений в ветвях звезды источника питания выберем от начал обмоток к нейтральной точке:

(см. рис. 4), у приемника - также от начал обмоток к нейтральной точке: .

Положительные направления ЭДС и токов в ветвях треугольника источника питания будем обычно выбирать в направлении АС В А, а напряжений и токов в ветвях треугольника приемника - в направлении аbса (см. рис. 5).

Многофазную цепь и многофазный приемник называют симметричным и, если комплексные сопротивления всех фаз одинаковы. В противном случае их называют несимметричными.

Если к симметричной трехфазной цепи приложена симметричная система напряжений, то получается симметричная система токов. Режим многофазной цепи, при котором многофазные системы напряжений и токов симметричны, называется симметричным.

Дополнительно по теме