Circuitele electrice trifazate prezintă o serie de avantaje în comparație cu cele monofazate: posibilitatea obținerii unui câmp magnetic rotativ și utilizarea celor mai simple, fiabile și ieftine motoare electrice asincrone; un consum redus de materiale conductori pentru construcția liniilor de transmisie a energiei electrice și a rețelelor electrice; cei mai buni indicatori economici ai generatoarelor și transformatoarelor trifazate; Posibilitatea conectării la o rețea trifazată sau la o rețea trifazată de receptoare, concepută pentru două valori diferite de tensiune.
Datorită avantajelor sale, circuitele trifazate au devenit extrem de răspândite. Energia electrică este generată la centrale electrice, distribuită prin linii electrice și rețele electrice între receptoare și consumată ultima dată în principal sub forma curentului alternativ trifazat.
Obținerea unui sistem EMF simetric trifazat
La stațiile electrice, sistemul trifazat EMF este generat de generatoare sincrone trifazate, modelul căruia este prezentat în Fig. 3.1.
Pe stator, partea fixă a generatorului, există trei înfășurări, deplasate unul față de celălalt cu un unghi de 120 °. Aceste înfășurări sunt numite fazele generatorului. Începutul fazelor este marcat cu literele A, B, C, iar capetele sunt X, Y, Z.
Rotorul este un electromagnet excitat de un curent direct. Când rotorul se rotește cu o turbină, câmpul magnetic creat de el induce emfs sinusoidal în înfășurările statorului. Datorită identității celor trei înfășurări ale generatorului, EMF-urile emite în ele cu aceleași amplitudini și deplasate în fază unul față de celălalt sub un unghi de 120 ° sunt induse în ele.
Un astfel de sistem EMF este denumit simetric. Dacă EMF-ul fazei A este considerat inițial și faza inițială este presupusă a fi zero, atunci expresiile pentru valorile EMF instantanee pot fi scrise astfel:
Într-o formă complexă de înregistrare, EMF-ul fiecărei surse poate fi scris:
Graficele valorilor instantanee ale fazei emf sunt prezentate în Fig. 3.2.
Ordinea în care faza emf trece prin aceleași valori, de exemplu prin intermediul maximelor pozitive, se numește secvența de fază sau ordinea alternării fazelor.
În Fig. 3.3, a este o diagramă vectorică a fazei EMF pentru alternanța directă (ABC), și Fig. 3.3, b - pentru secvența de fază inversă (ASB).
Direcția de rotație a motoarelor asincrone trifazate depinde de ordinea de rotație a fazelor. În generatoare, secvența de faze nu se schimbă niciodată, dar cu distribuția energiei, o secvență de faze poate fi ruptă.
Fazele generatorului trifazic pot fi conectate conform schemei "stea" și conform schemei "triunghi".
P
Conectați cablurile la cele patru borne ale generatorului. Firele conectate la începutul fazelor unui generator trifazat (A, B, C) sunt denumite liniare. Un cablu este conectat la punctul zero al generatorului, numit zero sau neutru.
Potențialele punctelor A, B și C ale fazelor generatorului sunt egale cu emf-ul fazelor corespunzătoare:
Tensiunile dintre începutul și sfârșitul fazei generatorului se numesc tensiunile de fază ale generatorului. Dat fiind faptul că tensiunea este diferența de potențial, iar potențialul punctului 0 este zero, tensiunile de fază ale generatorului pot fi scrise:
Din expresiile obținute, se poate observa că tensiunile de fază ale generatorului sunt egale cu emf-ul fazelor corespunzătoare.
Tensiunile dintre fazele generatorului, adică tensiunile dintre firele liniare, se numesc tensiuni de linie
Din expresiile obținute, se poate observa că tensiunile de linie pot fi determinate ca diferența dintre tensiunile de fază corespunzătoare ale generatorului.
În Fig. 3.5 este o diagramă vectorică a tensiunilor fazice și liniare ale generatorului atunci când fazele acestuia sunt conectate printr-o "stea".
și
Apoi putem scrie o altă expresie care să conecteze tensiunile liniare și de fază ale generatorului:
La conectarea fazelor generatorului conform schemei "triunghi", capătul unei faze este conectat la începutul celeilalte (Figura 3.6).
Cu o astfel de conexiune de fază a generatorului, tensiunile de fază, așa cum se vede din circuit, sunt egale cu tensiunile liniare corespunzătoare
În practică, înfășurările fazelor generatorului sunt legate printr-o stea, transformatorul are o stea și un triunghi.
C
Fazele încărcării trifazate sunt de asemenea conectate în conformitate cu schema "stea" sau cu "triunghi".
Tensiunile dintre începutul și sfârșitul fazei succesoare sunt numite tensiunile de fază ale receptoarelor.
Curenții care curg prin fazele receptorului sunt numiți curenții de fază ai FI. Curenții care curg de-a lungul firelor liniare sunt numiți curenți liniari.
Circuitele trifazate sunt calculate prin aceleași metode utilizate pentru calcularea circuitelor sinusoidale monofazate.