1.Trojfázové obvody

1. Jak modelujeme trojfázový zdroj napětí?

2. Co musí být splněno, aby trojfázový zdroj byl souměrný?

3. Jaké fázové posuny mezi dvěma po sobě jdoucími fázemi jsou schopny zajistit vytvoření trojfázové souměrné soustavy napětí?

4. Pomocí jakého zařízení v praxi vytváříme trojfázovou soustavu napětí?

5. Jaké významy má pojem fáze?

6. Čím je dán sled fázových napětí zdroje?

7. Je zpětná soustava napětí vyvážená?

8. Co musí být splněno, aby trojfázová zátěž byla symetrická?.

9. Napište podmínku vyváženosti trojfázové soustavy napětí. Platí jen pro harmonické průběhy napětí?

10. Na čem závisí zatížení trojfázového zdroje napětí?

11. Napište podmínku optimálního provozu trojfázového zdroje. V čem spočívá její význam?

12. Jakou velikost mají fázové proudy a napětí trojfázového zdroje, je-li optimálně provozován?

13. Jaký je vztah mezi točivým magnetickým polem a sledem fází trojfázové napájecí soustavy?

14. Co způsobí záměna dvou přívodních vodičů trojfázové napájecí soustavy připojených ke svorkám asynchronního motoru?

Je dána periodická funkce, která představuje časový průběh jedné fáze neharmonického trojfázového zdroje napětí na periodě T. Pro funkci platí

Nakreslete časový průběh této funkce. Dále vytvořte a nakreslete časové průběhy napětí zbývajících fází trojfázového zdroje, tak aby byl zdroj souměrný a vyvážený. Určete efektivní hodnotu fázových napětí zdroje.

Řešení:

Uvažujeme-li, že zadaná funkce definuje napětí fáze A zdroje a zdroj má být souměrný, odpovídající časové průběhy napětí trojfázového zdroje jsou zobrazeny na obr. 1.8. Sled fází zdroje je A, B, C. Průběhy mají stejnou periodu T, jsou mezi sebou posunuty o jednu třetinu periody T a mají stejnou efektivní hodnotu fázových napětí, pro kterou platí

.

Ta byla stanovena z definice

Obr. 1.8 Trojfázový neharmonický zdroj napětí, úloha k řešení 1.1

Trojfázová soustava těchto napětí je vyvážená, protože jejich součet je v každém časovém okamžiku nulový. Závěrem poznamenejme, že v praxi lze tyto časové průběhy vytvářet tzv. střídači napětí, které využíváme k úspornému řízení otáček např. asynchronních motorů.

1. Zapojení zdrojů

Trojfázový zdroj vytvoříme tak, že zapojíme jednofázové zdroje napětí o okamžitých hodnotách uA, uB, uC do hvězdy (Y) nebo do trojúhelníku (D). Další možností je rozdělení každého z jednofázových zdrojů na dvě části, které zapojíme do lomené hvězdy (Yz).

Je-li trojfázový zdroj souměrný, vytváří soustavu napětí s okamžitými hodnotami

,

,

,

které můžeme vyjádřit užitím Eulerova vztahu jako komplexní funkce reálné proměnné t. Transformaci zápisu provedeme na základě předpisu

,

její grafické zobrazení je znázorněno na obr. 1.9.

Obr. 1.9 Transformace časových průběhů napětí do komplexní roviny