Именно трехфазный переменный ток используется потребителями во всем мире. Трехфазной электрическая сеть называется, если она состоит из трех цепей, в каждой из которых переменная ЭДС сдвинута по фазе относительно двух остальных на треть периода. Частота переменного тока в каждой из цепей идентична. Каждая из трех цепей называется фазой. Все три фазы образуют трехфазный переменный ток.
Трехфазный ток генерируется на электростанциях специальными установками, называемыми генераторами переменного трехфазного тока. Генератор представляет собой устройство, в котором три независимых генератора индуцируют ЭДС, каждая из которых сдвинута по фазе по отношению к двум другим на треть.
Статор электромашины имеет три якоря, расположенных под углом 120 градусов по отношению друг к другу. В центре вращается постоянный магнит, играющий роль индуктора. Тем самым достигается сдвижка по фазе на треть периода, поскольку частота переменного тока, индуцируемого в каждом из трех якорей идентична.
Клеммы электромашины позволяют к каждому из якорей подсоединить независимые электроприемники. В общем случае для соединения с тремя потребляющими цепями потребуется шесть проводов. Но существует схема, носящая название «звезда», позволяющая обойтись четырьмя проводами. Три провода соединяют якоря с потребителями, а четвертый провод соединяет генератор с каждым из токоприемников. Четвертый провод называют нейтралью.
Если нагрузка на каждую из трех фаз равна, то ток в нулевом проводе будет равен нулю. Это позволяет отказаться от нулевого провода, соединив якоря и токоприемники тремя проводами. Если нагрузка на фазы неравномерная, то в нулевом проводе имеется электрический ток, однако он слабее тока в фазах, поэтому и провод для него подбирается намного тоньше.
Задача грамотной организации электропитания заключается в создании равномерной нагрузке на каждую фазу. На практике это выглядит так. В квартиру многоквартирного дома вводят два провода – фазу и нулевой провод. При этом необходимо соблюсти равномерную нагрузку на все фазы.
Фазы могут быть соединены и треугольником. В этом случае обмотки каждого якоря концами соединены с соседними якорями. Из вершин треугольника идет по одному проводу к токоприемникам. Такое соединение допустимо лишь в том случае, когда точно известно – нагрузка на каждую из фаз будет равна каждой из двух других. В противном случае генератор придет в негодность из-за перегрева.
