Генерація трифазної енергії

Трифазні електричні кола - сукупність трьох електричних кіл із синусоїдальними ЕРС однако­вої частоти, зсунутими за фазою відносно один одного на 2я/3 і генеровані в одному джерелі електричної енергії. Рівняння трьох миттєвих синусоїдних ЕРС з однаковими амплітудами ма­ють вигляд:

(9.1)   де А, В, С - буквені позначення окремих кіл, або фаз, трифазної системи.

Таку трифазову симетричну систему ЕРС можна отримати при обертанні трьох однакових котушок, або фаз С1С4, С2С5, СЗС6, зміщених відносно одне одного на кут 2π/3, в однорідному магнітному полі з постійною кутовою швидкістю а), що визначає частоту генерованих синусоїдних ЕРС (рис. 9.1, а, б). Приєднання до кожної фази генератора відповідного приймача електричної енергії викликає появу струму, котрий залежить від комплексного опору приймача. Якщо комплексні опори приймачів ZА, ZВ, ZС однакові, що має місце, коли їх повні опори є рівними між собою і зсуви фаз між напругами і струмами відповідних фаз однакові
Рис. 9.1. Генерування симетричної трифазної системи ЕРС: а) пристрій для генерування; б) часові діаграми ЕРС; в) векторна діаграма діючих ЕРС

то таке навантаження називають симетричним.

В тому випадку, коли дотримується тільки рівність повних опорів, а зсуви фаз різні, навантаження називають рівномірним. Якщо ж зсуви фаз однакові, але повні опори приймачів не є рівні ми між собою, то таке навантаження називають однорідним.

При трифазній симетричній системі ЕРС і симетричному навантаженні встановлюється симетричний режим, котрий характеризують миттєвими струмами окремих фаз

(9.2.)

де І_m - амплітуда струму; φ - зсув фаз між напругою і струмом одного і того самого електричного кола, що входить у трифазову систему.

Для кожної трифазної симетричної системи ЕРС і струмів справедливими є рівності по відношенню до миттєвих величин

(9.3)

Діючі ЕРС трифазної симетричної системи окремих фаз можна представити в комплекси формі (9.4.)

є фазовим множником, або оператором повороту. Множення вектора на фазовий множник приводить до повороту цього вектора на кут 2π/3 у позитивному напрямку, тобто в напрямку протилежному рухові годинникової стрілки. Фазовий множник має такі властивості

(9.5.)

Кожній трифазній системі ЕРС відповідає певна послідовність фаз, котра вважається прямою, якщо