Што такое трохфазны ток

Сучасны лад жыцця немагчыма ўявіць без электраэнергіі і дабротаў, якія з ёй звязаныя. Адсутнасць прыроднага газу лёгка кампенсуецца цвёрдапаліўных крыніцамі цяпла, вада таксама даступная, а вось без электрычнасці настае самы сапраўдны «канец святла».

Пераважная большасць сучасных электрастанцый генеруюць трохфазны пераменны ток. Сярод яго пераваг асабліва варта адзначыць лёгкасць атрымання і наступных пераўтварэнняў, высокую надзейнасць і прастату канструкцыі прызначаных для яго асінхронных электрарухавікоў. Трохфазны ток - гэта найбольш распаўсюджаны ва ўсім свеце тып электраэнергіі.

Сістэма трохфазнага электрычнага току ўяўляе сабой сукупнасць трох ланцугоў аднафазнага току з аднолькавай частатой і амплітудай, аднак, змешчаных адносна адзін аднаго на 120 градусаў (або, што адно і тое ж, 1/3 перыяду). Кожная з гэтых ланцугоў называецца фазай, адпаведна, усе тры фармуюць трохфазны ток.

Тэарэтычныя асновы даволі простыя: металічная рамка круціцца ў магнітным полі, перасякаючы лініі напружанасці. Каб у адпаведнасці з законам электрамагнітнай індукцыі атрымаць электрычны ток, дастаткова падключыць да яе высноваў нагрузку і стварыць ланцуг. Калі ж неабходны трохфазны ток, то прылада ўскладняецца: у механізме размяшчаюцца тры ідэнтычныя рамкі, ссунутыя адна адносна іншы на 120 градусаў. Вынікам з'яўляецца генерацыя трох электрарухаючая сіл (ЭРС). У стандартных электрастанцыях хуткасць кручэння нязменная.

На практыцы ж рэалізацыя трохі выдатная ад тэорыі. Трохфазны ток ствараюць спецыяльныя машыны - генератары. У іх абмоткі фазных ланцугоў сцягі (параўнайце з тэорыяй) і пэўным чынам размешчаныя на канцавоссях статара (нерухомая частка машыны). А якое верціцца магнітнае поле ствараецца ротарам. Момант кручэння яму паведамляе энергія падаючай вады ў гідраэлектрастанцыях, паравой турбіны ў АЭС і інш.

Адна з асаблівасцяў ланцугоў, якія выкарыстоўваюць трохфазны ток, заключаецца ў задзейнічанні на баку спажыўца ўсяго трох ці чатырох правадоў - тры фазных і нулявы. Гэтага атрымоўваецца дамагчыся дзякуючы спосабу злучэння абмотак генератара - зоркай або трохвугольнікам.

Злучэнне зоркай мае на ўвазе, што канцы ўсіх трох абмотак сыходзяцца ў адной нулявы кропцы. Зыходзячы з закона Кірхгофа, вынікае, што сума ўсіх токаў у гэтай кропцы (вузле) раўняецца нулю, таму ніякага замыкання не адбываецца. З нулявой кропкі выводзіцца нулявы провад. Напружанне, замеренный паміж гэтым провадам і любым з трох лінейных, у 1.73 разоў менш, чым значэнне напружання паміж самімі лінейнымі правадамі. У першым выпадку атрымліваецца фазнае напружанне, а ў другім лінейнае.

Важнай асаблівасцю злучэння зоркай з'яўляецца неабходнасць пазбягаць перакосу фаз, гэта значыць, кантраляваць, каб якія праходзяць у галінках токі былі прыкладна роўныя. Тая невялікая непазбежная розніца прыводзіць да з'яўлення невялікага току ў нулявым провадзе, але ён невялікі.

Цалкам іншы тып злучэння абмотак генератара - трохвугольнікам, дазваляе скасаваць нулявы провад. Пры яе рэалізацыі кожны канец абмоткі злучаецца з пачаткам наступнай, фактычна, утвараючы трохкутнік, а напружання здымаюцца з яго вяршыняў. Пры такім спосабе фазнае і лінейнае напружання роўныя. Таксама неабходны кантроль за роўнасцю токаў у галінах, так як пры ігнараванні гэтага агульнае значэнне току ў замкнёным ланцугу можа стаць празмерным, выклікаючы нагрэў генератара і выхад яго з ладу.

Большасць электрычных рухавікоў, прызначаных для трохфазнай сеткі, прадугледжваюць магчымасць выбару спосабу злучэння абмотак на зорку або трохкутнік. Гэта дазваляе выбіраць працоўнае напружанне. Так, пры злучэнні абмотак нагрузкі зоркай разліковае напружанне будзе ў 1.73 разоў менш, чым пры трыкутніку.