Třífázový proud

Trojfázová soustava nebo též třífázová soustava, trojfázový proud nebo třífázový proud je symetrické a synchronizované uspořádání tří obvodů střídavého proudu. Trojfázová soustava se používá při výrobě, distribuci a spotřebě elektrické energie.

Princip

Trojfázovou soustavu tvoří tři zdroje střídavého sinusového elektrického proudu o stejném napětí, které jsou vzájemně posunuty o 120 stupňů^[1]. Zdrojem trojfázové energie je obvykle alternátor, kde rotorové vinutí buzené stejnosměrným proudem indukuje do tří vzájemně geometricky posunutých statorových vinutí elektrický proud sinusového průběhu.

Vhodným propojením statorových vinutí vznikne trojfázová soustava. Rozeznávají se dvě základní zapojení:

• hvězda (v angličtině Y): začátky vinutí jsou vyvedeny jako fázové vodiče, konce vinutí jsou spojeny do středu a vyvedeny jako středový (nulový) vodič.
• trojúhelník (v angličtině Delta): konec každého vinutí je propojen se začátkem následujícího vinutí, vyvedeny jsou tedy pouze tři fázové vodiče.

Obdobně se zapojují v trojfázové soustavě i vinutí transformátorů a elektromotorů. Propojením fázových vodičů alternátoru a motoru se vytvoří v motoru točivé magnetické pole a rotor (synchronního) motoru se pak otáčí stejnou rychlostí jako rotor alternátoru.

Historie

Vícefázové soustavy střídavého proudu byly objeveny nezávisle několika vynálezci v 80. letech devatenáctého století^[2]. Řešení vícefázového alternátoru zveřejnil Galileo Ferraris v roce 1888. Ve stejné době si nechal Nikola Tesla patentovat řešení trojfázové soustavy^[3].

Počátkem 20. století se využívala více dvoufázová soustava^[4], postupně však zvítězila trojfázová soustava, která je ekonomičtější na spotřebu materiálu vodičů jak u strojů, tak vedení.

V současnosti tvoří trojfázová soustava celosvětově základ výroby a distribuce elektrické energie. Jednotlivé země mohou mít různé parametry soustav (fázové napětí, kmitočet)^[5], princip je však stejný.

Použití

Alternátor v elektrárně vyrábí obvykle trojfázový proud na úrovni VN. Elektrická energie je dále přenášena přenosovou a distribuční soustavou po třech vodičích na úrovni VN a VVN do místa spotřeby^[6]. Pro změnu velikosti napětí se používají trojfázové transformátory (případně tři jednofázové). V místě spotřeby zajišťuje trojfázová soustava zdroj točivé energie pro motory na střídavý proud. Zvláště jednoduchá a tím levná konstrukce vychází u trojfázového asynchronního motoru^[7], který je použit u většiny točivých zařízení připojených ke střídavé elektrické síti.

I jiné velké elektrické spotřebiče, které nepotřebují točivé pole (například oblouková pec), jsou konstruovány jako trojfázové, aby je bylo možné zapojit přímo do trojfázové soustavy.

Kromě trojfázových spotřebičů umožňuje trojfázová soustava i napájení jednofázových spotřebičů. Připojení jednofázového spotřebiče vede k určité nesymetrii elektrických parametrů trojfázové soustavy. Například v domácím rozvaděči se pro většinu spotřebičů (jednofázových) rozdělí trojfázová soustava na samostatné jednofázové obvody (zásuvek, osvětlení...). Jednotlivé obvody jsou rozloženy na všechny tři fáze soustavy tak, aby nesymetrie zatížení byla co nejmenší^[8].

Odkazy

Reference

Související články

• Střídavý proud
• Alternátor
• Asynchronní motor
• Synchronní motor
• Rozvaděč (elektrotechnika)
• Spotřebič

Externí odkazy

• Obrázky, zvuky či videa k tématu trojfázový proud na Wikimedia Commons
• https://elektrika.cz/data/clanky/clanek.2004-12-30.8131490438
• https://www.cez.cz/edee/content/file/static/encyklopedie/encyklopedie-energetiky/05/stroje_2.html
• http://fyzika.jreichl.com/main.article/view/325-trojfazova-soustava-stridaveho-napeti
• http://elektro.fs.cvut.cz/ZS/stare0304/2141015.pdf/papezova/trojfaz_slejdy.pdf
• https://fei1.vsb.cz/kat420/vyuka/Bakalarske/prednasky/3FAZ-FAST.pdf
• https://eluc.ikap.cz/verejne/lekce/2009

Zdroj