Układ trójfazowy

Trójfazowe połączenia typu gwiazda i trójkąt

Układ trójfazowy – układ obwodów elektrycznych składający się z 3 obwodów elektrycznych prądu przemiennego, w których napięcia przemienne źródeł o jednakowej wartości i częstotliwości są przesunięte względem siebie w fazie o 1/3 okresu. Napięcia układu wytwarzane są w jednym źródle energii elektrycznej, prądnicy lub generatorze fazowym.

Układ trójfazowy pozwala na uzyskanie wirującego pola magnetycznego. Wirujące pole magnetyczne umożliwia budowę silników prądu przemiennego w tym i silników indukcyjnych, które są znacznie tańsze, prostsze i bardziej niezawodne niż inne silniki. Jednym ze współtwórców układu trójfazowego był Michał Doliwo-Dobrowolski.

Rodzaje układów trójfazowych, pierwszy oznacza połączenie w źródle napięcia, drugi w odbiorniku:

• układ trójprzewodowy typu gwiazda-gwiazda (λ-λ)
• układ czteroprzewodowy typu gwiazda-gwiazda (λ-λ)
• układ trójprzewodowy typu trójkąt-gwiazda (Δ-λ)
• układ trójprzewodowy typu gwiazda-trójkąt (λ-Δ)
• układ trójprzewodowy typu trójkąt-trójkąt (Δ-Δ)

Układ trójfazowy symetryczny

Układ trójfazowy jest symetryczny jeśli napięcia w trzech fazach mają jednakowe wartości skuteczne oraz są przesunięte względem siebie w fazie o kąt równy:

${\displaystyle \alpha =q{\frac {2\pi }{3}}}$

Ze względu na wartość współczynnika ${\displaystyle q}$ można wyróżnić 3 układy symetryczne napięć.

• Dla ${\displaystyle q=1}$ otrzymujemy układ symetryczny zgodny, gdyż przy dodatnim kierunku wirowania, następstwo faz jest zgodne, przez co rozumiemy następstwo L1, L2, L3.
• Dla ${\displaystyle q=2}$ otrzymujemy układ symetryczny przeciwny, gdyż przy dodatnim kierunku wirowania, następstwo faz jest przeciwne w stosunku do przyjętego za zgodne, czyli L1, L3, L2.
• Dla ${\displaystyle q=0}$ otrzymujemy układ symetryczny zerowy. Wektory napięć w poszczególnych fazach L1, L2, L3 są przesunięte w fazie względem siebie o kąt 2π, są więc względem siebie w fazie.

Układy symetryczne zgodne i przeciwne spełniają następujący warunek:

${\displaystyle {\underline {U}}_{L1}+{\underline {U}}_{L2}+{\underline {U}}_{L3}=0}$

Jeżeli napięcia źródłowe tworzą układ 3-fazowy symetryczny, a impedancja każdej fazy jest taka sama to moc pozorna odbiornika 3-fazowego jest równa^[1]:

${\displaystyle S=3IU=3I{\frac {U_{l}}{\sqrt {3}}}\ ={\sqrt {3}}\ IU_{l}}$

gdzie

U, I – wartości skuteczne napięcia fazowego i natężenia prądu,

U_l – napięcie międzyfazowe,

Do mierzenia mocy w układzie symetrycznym 3-przewodowym może służyć układ Arona.

Jeśli co najmniej jeden z powyższych warunków nie jest spełniony, np. nie jest symetryczny układ napięć źródłowych przy symetrycznym odbiorniku, lub nie jest symetryczne obciążenie przy symetrycznym układzie zasilania, to taki układ nazywamy układem niesymetrycznym.

Przypisy

Bibliografia

• Stanisław Bolkowski: Teoria obwodów elektrycznych. Wyd. IV. Warszawa: WNT, 1994, s. 210, 214. ISBN 83-204-1841-0.