Trójfazowy system EMF
Obwody trójfazowe są szczególnym przypadkiem obwodów wielofazowych. Wielofazowy system obwodów elektrycznych to połączenie kilku jednofazowych obwodów elektrycznych, z których każdy ma sinusoidalne pola elektromagnetyczne o tej samej częstotliwości, utworzone przez wspólne źródło energii i przesunięte względem siebie w fazie pod tym samym kątem. Termin „faza” jest używany do oznaczenia kąta charakteryzującego etap procesu okresowego, a także do nazwania obwodu jednofazowego wchodzącego w skład obwodu wielofazowego.
Zwykle stosuje się symetryczne układy wielofazowe, w których wartości amplitud pola elektromagnetycznego są takie same, a fazy są przesunięte względem siebie o ten sam kąt 2π / m, gdzie m to liczba faz. Obwody dwufazowe, trójfazowe, sześciofazowe są najczęściej stosowane w elektrotechnice. W energetyce największe znaczenie praktyczne mają układy trójfazowe.
Obwody trójfazowe to połączenie trzech obwodów jednofazowych, w których sinusoidalne pola elektromagnetyczne o tej samej częstotliwości działają z przesunięciem fazowym względem siebie o kąt 2π/3.Źródłem energii elektrycznej w obwodzie trójfazowym jest generator synchroniczny, w którego trzech uzwojeniach, strukturalnie przesuniętych względem siebie o kąt 2π/3 i zwanych fazami, indukowane są trzy pola elektromagnetyczne, z kolei również przesunięte względem siebie względem siebie o kąt 2π/3. Urządzenie trójfazowego generatora synchronicznego pokazano schematycznie na ryc. 1.
W kanałach rdzenia stojana znajdują się trzy identyczne uzwojenia. Na przednim końcu stojana zwoje uzwojeń kończą się na zaciskach A, B, C (początek uzwojeń) i odpowiednio na zaciskach X, Y, Z (końce uzwojeń). Początki uzwojeń są przesunięte względem siebie o kąt 2π/3, a zatem ich końce są również przesunięte względem siebie o kąt 2π/3 SEM w uzwojeniach stojana indukuje się w wyniku skrzyżowania ich zwojów przez pole magnetyczne, które jest wzbudzane przez prąd stały przepływający przez uzwojenie obracającego się wirnika, które nazywa się uzwojeniem pola. Przy tej samej prędkości wirnika w uzwojeniach stojana indukowane są sinusoidalne pola elektromagnetyczne o tej samej częstotliwości, przesunięte w fazie względem siebie o kąt 2π/3.
Układ trójfazowy pola elektromagnetycznego indukowanego w stojanie generatora synchronicznego jest zwykle układem symetrycznym.
W obwodach elektrycznych uzwojenia stojana generatora trójfazowego są konwencjonalnie przedstawione, jak pokazano na ryc. 2 lit. Dla warunkowego dodatniego kierunku emf w każdej fazie generatora przyjmuje się kierunek od końca do początku uzwojenia.
na ryc. 2 (b) pokazuje zmianę chwilowych wartości pola elektromagnetycznego generatora trójfazowego, a na ryc. 3 (a, b) przedstawia ich diagramy wektorowe dla kolejności faz w przód iw tył.Kolejność, w której EMF w uzwojeniach fazowych generatora przyjmuje te same wartości, nazywana jest kolejnością faz lub kolejnością faz. Jeśli wirnik generatora obraca się w kierunku pokazanym na ryc. 1, to otrzymuje się sekwencję faz ABC, tj. EMF fazy B pozostaje w tyle za EMF fazy A, a EMF fazy C pozostaje w tyle za EMF fazy B.
Ten system EMF nazywany jest systemem bezpośredniej sekwencji… Jeśli odwrócisz kierunek obrotów wirnika generatora, kolejność faz zostanie odwrócona. W generatorach wirniki zawsze obracają się w tym samym kierunku, więc kolejność faz nigdy się nie zmienia.
W praktyce generatory zwykle wykorzystują bezpośrednią kolejność faz. Kierunek obrotów trójfazowych silników synchronicznych i asynchronicznych zależy od kolejności faz. Wystarczy zamienić dowolne dwie fazy silnika, ponieważ występuje odwrotna kolejność faz, a zatem przeciwny kierunek obrotów silnika.
Podczas równoległego łączenia generatorów trójfazowych należy również wziąć pod uwagę kolejność faz.