Простой СЕ генератор

Рис.1 Принцип работы трехфазного генератора.

В простейшем случае каждую обмотку можно подключить к своему потребителю и получить три изолированные и практически независимые системы электропитания. Однако в этом случае теряются все преимущества трехфазного напряжения, поэтому все три обмотки соединяют вместе. Различают два способа соединения: «треугольником», когда начало одной обмотки соединяется с концом другой, и «звездой», когда начала обмоток соединяются вместе, а соединительные провода подключаются к концам обмоток (Рис.2). Достоинства и недостатки каждого из способов соединения взаимно компенсируют друг друга, поэтому энергетики, за исключением «последней мили», одинаково часто используют оба способа. Более того, трехфазная система позволяет смешивать оба типа соединений, например, обмотки генератора могут быть соединены по схеме «треугольник», а потребители – по схеме «звезда».

Рис.2 Схемы соединения в трехфазной сети.

Ключевыми преимуществами трехфазной системы являются наименьшая стоимость линий электропередач, поскольку для передачи энергии необходимы три провода с меньшим суммарным сечением, чем при использовании двух проводов, а также равномерная скорость передачи энергии. Несмотря на то, что мощность в каждой обмотке генератора пульсирует с удвоенной частотой напряжения, общая мощность всех трех обмоток в любой момент времени постоянна (при условии, что все обмотки имеют одинаковые нагрузки). Это обстоятельство значительно упрощает конструкцию генераторов и электродвигателей – основных потребителей электрической энергии в промышленности. Кроме этого, трехфазное оборудование оказывается меньше, легче, чем однофазное той же мощности. Например, трехфазные трансформаторы за счет использования общего для всех трех фаз магнитопровода оказываются меньше, легче и дешевле трех однофазных трансформаторов такой же суммарной мощности.

Последняя миля (или последний километр) - это фраза , широко используемая в телекоммуникациях, кабельном телевидении и интернет-индустрии для обозначения последней ветви телекоммуникационных сетей. «Последняя миля» системы электроснабжения начинается после последней трансформаторной подстанции, понижающей напряжение до величины 0.4 кВ. Первичные обмотки последнего понижающего трехфазного трансформатора могут быть соединены по любой схеме («треугольник» или «звезда» – как удобно энергетикам), но вторичные обычно почти всегда подключают по схеме «звезда». Причем точку соединения обмоток трансформатора электрически соединяют с землей, и к этой точке идет дополнительный провод, называемый «нулевым». Таким образом, электрическая энергия от понижающей трансформаторной подстанции поступает к потребителям по четырем проводам, из которых три являются «фазными» (фаза А, фаза В и фаза С), а четвертый – нулевым (Рис.3).

Рис.3 Напряжения в трехфазной сети.
Напряжение каждой из вторичных обмоток трансформатора равно 230 В. Таким образом, напряжение между нулевым и любым из фазных проводов равно 230 В. Это напряжение энергетики называют «фазным». Но если измерить напряжение между любыми двумя фазными проводниками, то окажется, что оно будет приблизительно равно 400 В, что почти в два раза больше. Это напряжение между двумя линиями называют «линейным». Напряжение между фазой и нулём называют фазным.
Оговорка "почти" сделана в связи с редким существованием использования потребителем генерации линейного напряжения по схеме "треугольник", что подтверждено мною в этом видео:

Конструктор девайсов обязан это знать и помнить о существовании возможности создания линейного напряжения на 230В и его использования в быту.

Возможность получения нескольких напряжений является еще одним преимуществом трехфазной системы, ведь, т.к. чем выше напряжение питания, тем меньше ток в цепи и дешевле электрические кабели. Таким образом, маломощных потребителей, теоретически, можно подключать к фазному напряжению 230 В, а мощных – к линейному 400 В, что позволит по одному и тому же кабелю пропустить в 1.732 раза больше энергии.
Однако на практике поступают немного иначе. Маломощных потребителей, действительно, подключают к одной из фаз системы электроснабжения, а мощных – сразу к трем фазам (Рис. 4). В этом случае мощные потребители потребляют энергию сразу из трех фаз, что обеспечивает равномерное распределение механической нагрузки на вал генератора электростанции и уменьшает потери при транспортировке электричества.

Рис. 4 Способы подключения потребителей разной мощности.

В системах электроснабжения «мощными» считаются потребители, имеющие мощность более 1 кВт. Начиная с этого уровня, трехжильные медные кабели становятся дешевле двужильных. Из-за этого сложно найти однофазное оборудование с мощностью более 2.5 кВт. По этой же причине максимальный ток большинства электрических розеток не превышает 16 A. При таком токе максимальная мощность, которую можно потребить от розетки, равна 230х16 = 3.7 кВт, что вполне достаточно для питания большинства однофазных приборов.

Вся эта информация общеизвестна, поэтому я её просто взял здесь: Александр Роса. "Основы электропитания. Зачем нужен сдвиг по фазе"
На рис.2 в трёхфазной системе каждая фаза показана одной условной обмоткой, но по факту даже статоры однофазных генераторов имеет несколько обмоток (разобрал свой старый неисправный генератор для этой статьи):

Рис.5
Группа обмотки каждой фазы может включать в себя разное количество обмоток, минимальным и достаточным для каждой фазы будет группа из трёх обмоток и тогда условные обмотки статора, изображённые на Рис.1, можно изобразить так:

Рис.6

Рис.7 Коммутация обмоток статора двухфазного генератора по схеме треугольник.


Рис.8 Коммутация обмоток статора ТРЁХфазного генератора по схеме "треугольник" и по схеме "звезда"

Краткий анализ и вывод:
1. Конструктив статора не содержит каких-либо конденсаторов, транзисторов и других радикомпонентов, а только провода. Следовательно N-количество обмоток является достаточным минимумом для преобразования энергии во втором цикле преобразования в электромагнитной среде.
2. Конструктив потенциального преобразователя энергии эфира, рабортающий в такой паре сред, как эфир и электромагнитная среда, также может иметь только N-количество обмоток, кторые технологически можно будет скоммутировать в схему "звезда" или "треугольник", что позволит создавать многофазные системы.
3. Мобильным преобразователем может быть только преобразователь энергии, обмотки которого скоммутированы по схеме "треугольник", а потребитель запитан с использованием линейного напряжения. При использования схемы "звезда" или использования "последней мили" преобразователь может быть только станционарным.
4. Более ста лет 99% процентов вырабатываемой электроэнергии в России приходится на генераторы, в которых электрический ток вырабатывается, когда силовые линии полюсов движущегося электромагнита (магнита) пересекают витки проволочной катушки. Данное действие достигается с помощью вращающегося ротора. В любом устройстве слабым звеном всегда являются узлы вращения. В современных генераторах основым слабым звеном является ротор. Хотя праведливости ради скажу, что в своём авто поменял три вентилятора печки только из-за износа угольных контактов синхронного электродвигателя. Следовательно, только пробразователь, в котором отсутствуют каки-либо детали или узлы вращения, будет иметь значительно более высокую степень надёжности и большой срок длительности эксплуатации.
Последнее условие является выполнимым, что подтверждается преобразователями таких изобретателей как Ганс Колер, А.Кутье, Альфред Хаббард и других. Но согласно сформулированного мною тех. задания в их устройствах отсутствует возможность создания многофазных систем.

Воспользуюсь случаем и обращаюсь с таким тех.заданием к форумчанам и гостям этого сайта:

Сможет-ли кто-либо из вас сформулировать концепцию или описать конструктив преобразователя энергии (БТГ), который:
1. работает с такой парой сред, как эфир в первом цикле преобразования и электромагнитной средой во втором цикле преобразования,
2. не имеет каких-либо узлов и деталей вращения (движения),
3. имеет N-количество обмоток (или катушек), которые позволяют осуществлять:
а) сдвиг по фазе
б) коммутацию обмоток по схеме "звезда" или "треугольник"

Или мы может из года в год только бла-бла-бла и только?