5 Трифазні ланцюги
5.1 Поняття про багатофазних джерелах живлення і про багатофазних ланцюгах
Багатофазної системою електричних ланцюгів називають сукупність електричних ланцюгів, в яких діють синусоїдальні ЕРС однієї і тієї ж частоти, зсунуті відносно один одного по фазі і створювані загальним джерелом електричної енергії (
Зазвичай електричні ланцюги, що утворюють багатофазну систему ланцюгів, тим або іншим способом електрично з'єднують один з одним. При цьому багатофазну систему називають багатофазної ланцюгом. Сукупність ЕРС, що діють в окремих ланцюгах багатофазної ланцюга, а також сукупність струмів і напруг в них називають багатофазної системою відповідно ЕРС, струмів і напруг.
Окремі ланцюга, які є складовими частинами багатофазної ланцюга, називають фазами багатофазної ланцюга. Як вже було сказано, кожна фаза пропускає свій струм з певною фазою.
Зверніть увагу, що словом «фаза» тут позначається не тільки значення аргументу синусоїдальної функції, що характеризує стадію періодичного процесу, а й ділянку багатофазної ланцюга, що містить один і той же струм. Розуміти це треба в такий спосіб: коли говорять про фазі багатофазної ланцюга, то під цим розуміють фразу: частина багатофазної ланцюга, що містить джерело ЕРС з початковою фазою
Треба постійно пам'ятати, що в залежності від розглянутого питання, термін «фаза» - це або ділянку, складова частина складної багатофазної ланцюга, або аргумент синусоїдальної функції.
Число фаз багатофазної ланцюга будемо позначати через m. Зокрема при m = 3 маємо трифазну ланцюг.
Багатофазні системи ЕРС отримують за допомогою багатофазних генераторів. Принцип їх роботи розглянемо на прикладі трифазного генератора. У рівномірному магнітному полі з постійною кутовою швидкістю
Аналогічно можна отримати і будь-яку іншу систему ЕРС з іншим їх кількістю і фазовими співвідношеннями.
Кількість ЕРС визначається кількістю обмоток у генератора, а фазові співвідношення - поворотом обмоток відносно один одного в просторі.
Класифікація багатофазних ланцюгів
В першу чергу багатофазні системи поділяють за кількістю фаз. Бувають двофазні ланцюга, трифазні, шестифазний і рідше двенадцатіфазние.
Багатофазні системи бувають симетричні і несиметричні. Симетричною називають багатофазну систему ЕРС, в якій ЕРС в окремих фазах рівні по амплітуді і відстають по фазі відносно один одного на кути, рівні
Залежно від величини
Відзначимо важливу обставину: для симетричній системи прямого і зворотного послідовності сума ЕРС у всіх фазах дорівнює нулю
Іншою важливою ознакою класифікації є залежність або незалежність миттєвої потужності багатофазної системи від часу.
Врівноваженими називаються багатофазні системи, миттєва потужність яких не залежить від часу і неврівноваженими - системи, у яких миттєва потужність є функцією часу.
Це дуже важлива характеристика багатофазної системи. У врівноважених системах залишається постійним момент на валу багатофазного генератора, а в неврівноважених він пульсує з частотою
Миттєва потужність однієї
.
Миттєва потужність багатофазної системи:
Сума друге доданків буде дорівнює 0 при
, тобто багатофазна система урівноважена, якщо
Великою перевагою багатофазних систем є можливість створення обертового магнітного поля, що лежить в основі конструкції асинхронних двигунів змінного струму. Причому мінімальне число фаз, при якому виходить кругове магнітне поле, тобто у якого амплітуда не залежить від кута повороту, дорівнює трьом.
Таким чином, в основному завдяки врівноваженості і можливості створення кругового крутного магнітного поля трифазна симетрична система знайшла майже виняткове застосування в електроенергетиці.