Háromfázisú rendszerek

Fázisok viszonya

Az egyfázisú rendszer egy szinusz jelből áll, ehhez képest a háromfázisú rendszerekben három egymáshoz képest 120 fokkal eltolt jel dolgozik. A szokványos konnektorok egyfázisúak, de vannak ipari berendezések, amelyek működésükhöz háromfázisú forrást igényelnek magas teljesítményük miatt.

A feszültségek függvényeiben a csúcsfeszültség 325V (230V RMS) és a körfrekvencia 314, hiszen a frekvencia a villamos hálózatokban 50Hz. A kezdőfázisszögek különböztetik meg a fázisfeszültségeket (UL) egymástól.

$ U_{L1} = 325 ⋅ sin(314 ⋅ t) $

$ U_{L2} = 325 ⋅ sin(314 ⋅ t - 120°) $

$ U_{L3} = 325 ⋅ sin(314 ⋅ t - 240°) $

Feszültség: 230V és 400V

A fázisok egyike és nulla vonal között mérhető feszültség a fázisfeszültség, melynek RMS feszültsége 230V, még a fázisok között mért feszültség a vonali feszültség, ennek RMS értéke 400V. A háromfázisú fogyasztók mind a három fázishoz és a nulla vonalhoz csatlakoznak, az egyfázisúak csak egy fázishoz és a nullához.

A: Háromfázisú fogyasztó $ (400 V) $

B-D: Egyfázisú fogyasztók $ (230 V) $

Fázisok közötti (vonali) feszültség:

$ U_{L1} - U_{L2} = (325 \, \angle \, 0°) - (325 \, \angle -120°) $

$ U_{L1 - L2} = 325 ⋅ \sqrt{3} \, \angle -30° $

Effektív vonali feszültség:

$ 230 ⋅ \sqrt{3} \approx 400 [V] $

Felhasználása

Az áram megtermelése és továbbítása is már háromfázisú módon történik, de felhasználása leginkább ipari környezetben fordul elő. Ma már lakossági felhasználása is van, hiszen elterjedtek a napelemes rendszerek, valamint számos olyan fogyasztó (elektromos fűtés, főzőlap, elektromos autó fali töltő), amelyeket egyetlen fázis már nem képes kiszolgálni. Ekkor az ingatlanba bekötésre kerül mindhárom fázis, nem csak az egyik.

Csillag- és delta kapcsolások

A két kifejezés háromfázisú villanymotorok működtetéséhez kapcsolódik. A csillagkapcsolás esetén a három fázis egy közös pontban találkozik, ezzel szemben a delta kapcsolásban a motor három tekercse háromszög alakban van csatlakoztatva, nincs közös pont. A csillag lágyabb motorindítást tesz lehetővé, deltában pedig nagyobb teljesítményen tud üzemelni a motor. Amikor a magas induló árama egy motornak veszélyes lehet, akkor csillag-delta átkapcsolással indítják. Az indítás után kb. 70-80% sebességnél váltanak deltára.