Download
1 / 12
E N D
Trojfázová soustava • Póly magnetu při otáčení mění svoji polohu, a tak se postupně ve všech cívkách indukuje střídavé elektromotorické napětí. V cívkách se indukují tři sinusová střídavá napětí Ufse stejnou frekvencí a s fázovým posunem j odpovídajícím třetině periody 2p/3 tj. 120°. • Soustava těchto tří napětí se nazývá trojfázová soustava napětí.
Trojfázová soustava Trojfázová soustava napětí jsou 3 stejně velká sinusová napětí o stejné frekvenci, která mají vůči sobě vzájemný fázový posun 120° (třetinu periody). Příklad: Na stůl umístíme tři stejné cívky navzájem svírající úhel 120°. Ve středu mezi cívkami otáčíme permanentním magnetem stálou úhlovou rychlostí w. Na voltmetrech připojených k cívkám můžeme sledovat maximální indukované napětí.
Trojfázová soustava Tři cívky generátoru tvoří vinutí stroje = fáze stroje. V každé fázi se indukuje fázové napětí Uf. Začátky fází(vnější vývody vinutí) se označují U1, V1, W1a konce fází (vnitřní vývody vinutí fází ) se označují U2, V2, W2. Elektrickým spojením cívek je možno omezit počet vodičů potřebných pro přenos elektrické energie z šesti na čtyři (L1, L2, L3, N), nebo jen na tři sdružené vodiče (L1, L2, L3), vznikne tak sdružená trojfázová soustava. Vodiče L1, L2, L3 připojují v obou případech zdroj trojfázového napětí/proudu a svorek (vývodů vinutí) U1, V1, W1 . Nazývají sdružené vodiče nebo fázové vodiče.
Trojfázová soustava • Sdružená napětí jsou stejná, ale větší než fázová napětí o součinitel sdružení fází 3 t.j. 1,73. • Součet okamžitých hodnot napětí se v jakémkoli okamžiku rovná nule tedy: u1 + u2 + u3 = 0. Důkaz: • V čase t1 je napětí ve fázi Uu = 0, napětí ve fázích Uv, Uw mají stejnou velikost, ale opačné znaménko a jejich součet je nula. V čase t2 je napětí ve fázi Uu v záporném minimu, napětí ve fázích Uv, Uw jsou stejně velká, kladná a rovna poloviční hodnotě maximální hodnoty, tedy opět nule.
Trojfázová soustava – druhy zapojení • Střídavý elektrický proud se vyrábí pomocí synchronních generátorů (alternátorů), které obsahují tři cívky navzájem otočené o 120 stupňů. Střídavé napětí vznikající v takovém generátoru se nazývá trojfázové napětí. • Cívky alternátoru mohou být zapojeny buď do hvězdy -Ynebo trojúhelníka - D, takže alternátor má pak tři vývody, které nazýváme fáze. Každá ze tří fází má průběh napětí proti sousedním fázím fázově posunut o 120 stupňů. • Všechny alternátory veřejné elektrické sítě pracují navzájem synchronně s jmenovitou frekvencí 50 Hz (v Evropě) nebo 60 Hz (v USA).
Spojení do hvězdy (Y) -čtyřvodičová soustava Začátky všech tří cívek alternátoru spojíme do jednoho uzlu, tedy nulového bodu, z něhož vyvedeme střední vodič (= nulový vodič, neutrální vodič) "N". Nulovým vodičem prochází vyrovnávací proud. V praxi není tento proud nulový, ale má vždy menší hodnotu než proud ve fázovém vodiči. Konce cívek spojíme s fázovými vodiči L1 - L3.
Ve čtyřvodičové soustavě jsou dva druhy napětí: 1) mezi nulovým vodičem a druhou svorkou cívky se jedná o napětí fázové "Uf" 2) mezi libovolnými fázovými vodiči je napětí sdružené"Us" (= síťové, mezifázové) (Us = U) • Pro harmonický průběh platí: Us= 2Uf . sin p/3 = 1,73 . Uf = √3 .Uf • Při tomto spojení prochází fázovými vodiči i cívkami zdroje stejný fázový proud If = I. • V ČR je normalizované napětí 3x 230/400V. • Na fázové napětí 230V připojujeme drobné spotřebiče. • Na sdružené napětí 400V připojujeme trojfázové spotřebiče např. elektromotory, akumulační kamna.
Spojení do trojúhelníku (D) třívodičová soustava • Spojíme-li fázová vinutí sériově, tj. konec jednoho vinutí se začátkem dalšího vinutí (konec jedné cívky spojíme se začátkem cívky druhé), např. U2 - V1, V2 - W1, W2 - U1, vznikne zapojení do trojúhelníku. Značíme jej Δ, nebo D. • Rozvodná síť nemá střední vodič N
Spojení do trojúhelníku (D) třívodičová soustava V třívodičové soustavě je: • jeden druh napětí mezi libovolnými vodiči je fázové napětí (= napětí jedné fáze). • dva proudy 1) fázový proud protékající fázemi při zatížení 2) sdružený (síťový) proud procházející fázovými vodiči sítě je přibližně 3 = 1,73 krát větší než fázový
Kontrolní otázky • Vyjmenuj druhy zapojení trojfázové soustavy. • Popiš jak a kde vzniká trojfázová soustava napětí. • Co je to součinitel sdružení fází? • Jakými písmeny se značí druhy zapojení? • Jaké druhy napětí a proudů je v zapojení do trojúhelníku? • Jaké druhy napětí a proudů je v zapojení do hvězdy?
Použité zdroje • TKOTZ, Klaus. Příručka pro elektrotechnika. 2. vyd. Praha: Europa-Sobotáles, 2006, 623 s. ISBN 80-867-0613-3. • VOŽENÍLEK, Ladislav a František LSTIBŮREK. Základy elektrotechniky II pro 2. a 3. ročník SOU elektrotechnických. Praha: SNTL, 1985. • VOŽENÍLEK, Ladislav a Miloš ŘEŠÁTKO. Základy elektrotechniky I. 2. vyd. Praha: SNTL, 1986. • Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Ing. Pavel Horlivý.
