CCI20111111084

6. PRĄD TRÓJFAZOWY

6.1. Otrzymywanie prądu trójfazowego. Układy połączeń uzwojeń prądnic w gwiazdę i trójkąt

Wytwarzanie i przesyłanie energii elektrycznej odbywa się obecnie niemal wyłącznie za pośrednictwem prądu trójfazowego. Głównymi zaletami prądu trójfazowego są: oszczędne przesyłanie energii elektrycznej na znaczne odległości, duża sprawność i prostota budowy silników elektrycznych trójfazowych.

Prąd trójfazowy wytwarzają specjalne prądnice, których zasada działania jest ta sama, co i prądnic prądu przemiennego jednofazowego. Różnica między jednofazową i trójfazową prądnicą

Rys. 6-1. Schemat prądnicy trójfazowej

o dwubiegunowym wirniku-imagneśnicy polega jedynie na tym, że na obwodzie twornika prądnicy trójfazowej są umieszczone trzy jednakowe uzwojenia przesunięte wzajemnie o kąt wynoszący 120°, odpowiada to przesunięciu w fazie powstających w zwojach s.em. o 1/3 okresu. Poszczególne obwody prądu prądnicy trójfazowej nazywają się fazami. Rys. 6-1 przedstawia schemat prądnicy prądu trójfazowego wirującą magneśnicą o dwóch biegunach. Na

obwodzie twornika-stojana są umieszczone jednakowe zwojnice (ramki) przesunięte względem ąiebie o kąt 120°. Każda zwojnica ma dwa boki położone średnicowo na obwodzie twoniika w ten sposób, że gdy biegun magnetyczny N podczas wirowania magneś-nicy mija jeden bok zwojnicy, to w tejże chwili biegun S mija drugi bok tej zwojnicy. Początki zwojnic są oznaczone literami A, B, C. Są one, jak widać na schemacie, przesunięte względem siebie o 120°. Końce zwojnic A_lt B_1; C\ są również przesunięte względem siebie o 12,0°. Na skutek wirowania magneśnicy v zwojnicach indukują się s.em. o jednakowych częstotliwościach i jednakowych wartościach szczytowych przesuniętych o 1/3 okresu względem siebie.

Wartości chwilowe s.em. wzniecanych w poszczególnych fazach wynoszą: w fazie pierwszej

s₁ — E_m sin cot

w fazie drugiej

e₂ — E_m sin (cot —120°)

w fazie trzeciej

e₃ = E_m sin (cot —240°)

gdzie wartości szczytowe wyrażają się już znanym wzorem

E_m = Blv

a zatem wartości skuteczne s.em. w poszczególnych fazach są sobie równe. Układ trójfazowy składający się z trzech jednakowych źródeł napięcia przemiennego (zwojnic), w których indukują się s.em. sinusoidalnie zmienne o- tej samej częstotliwości i jednakowych amplitudach przesuniętych względem siebie o 1/3 część okresu, jest układem symetrycznym. Przebieg zmienności trzech s.em. układu trójfazowego symetrycznego przedstawia rys. 6-2 a w postaci trzech sinusoid przesuniętych względem siebie o 1/3 okresu, a wykres wektorowy przedstawiony został na rys. 6-2 b. Z wykresów tych widać, że w każdej chwili suma chwilowych wartości trzech s.em. układu trójfazowego symetrycznego jest równa zeru.

Jako zwrot dodatni s.em. w każdej fazie przyjęto kierunek od końca (A_1} B_1} Cj) do początku {A, B, C) poszczególnych zwojnic prądnicy.

169