Circuite Trifazate

Prin avantajele oferite de circuitele trifazate, legate de oportunitatea apariţiei şi dezvoltării câmpurilor magnetice învârtitoare în configuraţii specifice, care stau la baza maşinii asincrone trifazate, dar şi economiei de materiale conductoare, circuitele trifazate stau la baza alimentării cu energie electrică a celor mai multe sfere ale activităţii umane.

6.1. Generalităţi, definiţii şi convenţii asupra mărimilor trifazate

Un generator de curent alternativ trifazat are în componenţă trei înfăşurări identice, decalate în spaţiu între ele cu un unghi şi care se rotesc cu viteza constantă , într-un câmp uniform, de inducţie , (figura 6.1).

Figura 6.1. Principiul de funcţionare a generatorului trifazat de curent alternativ, (poziţia bobinelor în momentul t = 0).

În fiecare din cele trei bobine identice, conform legii inducţiei electromagnetice, se induc tensiunile electromotoare sinusoidale:

, (6.1)

în care s-a notat cu: A – aria fiecărei bobine;

N – numărul de spire al bobinei;

E – valoarea efectivă a tensiunii electromotoare.

Construcţia practică a unui generator presupune simplificarea constructivă, prin inversarea amplasării câmpului magnetic pe rotorul generatorului, care se va roti cu viteza constantă , în timp ce înfăşurările sunt amplasate pe stator.

Variaţia în timp şi diagrama fazorială a celor trei tensiuni electromotoare este prezentată în figura 6.2.

Figura 6.2. Variaţia în timp a tensiunilor electromotoare trifazate (a) şi diagrama lor fazorială (b)

Orice sistem trifazat de mărimi sinusoidale, de aceeaşi frecvenţă, poate fi exprimat sub forma:

a. b.

, (6.2)

în care: 1, 2, 3 sunt fazele iniţiale ale celor trei mărimi sinusoidale.

Se numeşte sistem trifazat simetric, dacă:

- valorile efective ale celor trei mărimi trifazate sunt egale, (X1 = X2 = X3);

- defazajele dintre oricare două mărimi consecutive sunt egale (1 - 2 = 2 - 3 = 3 - 1).

Sistemele simetrice pot fi de succesiune directă, inversă şi omopolară.

Sistemul trifazat de succesiune directă se caracterizează prin:

,

sau în complex, sistemul se reprezintă conform diagramei fazoriale din figura 6.2, b, sau sub forma:

; ; (6.3)

şi în care .

Sistemul trifazat de succesiune inversă se caracterizează prin:

,

sau în complex, sistemul se reprezintă sub forma:

; ; , (6.4)

cu conservarea condiţiei .

Sistemul trifazat omopolar se caracterizează prin defazaje nule între mărimile sinusoidale: