21.Odbiorniki połączone w gwiazdę i trójkąt

Układ trójfazowy z odbiornikiem połączonym w gwiazdę

Łącząc ze sobą fazy układu nieskojarzonego można zmniejszyć liczbę przewodów zasilających do trzech lub czterech, otrzymuje się w ten sposób ukłąd trójfazowy z odbiornikiem skojarzonym w gwiazdę - rys. 3. Jeżeli punkty zerowe układu zasilającego i odbiornika połączone są przewodem (zwanym zerowym) - to układ taki nosi nazwę gwiazdowego czteroprzewodowego. W przypadku braku przewodu zerowego układ nazywamy trójprzewodowym. Na rys. 4 przedstawiony jest czteroprzewodowy obwód 3-fazowy połączony w gwiazdę.

W układzie takim rozróżniamy napięcie między dwoma dowolnymi przewodami fazowymi - napięcia międzyfazowe (liniowe) i napięcia między poszczególnymi przewodami fazowymi a przewodem zerowym nazywane napięciami fazowymi. W układzie symetrycznym gwiazdowym napięcia fazowe wynoszą:

Zespolone napięcia międzyfazowe równe są różnicy odpowiednich zespolonych napięć fazowych

Układ trójfazowy z odbiornikiem połączonym w trójkąt

Łącząc koniec jednej fazy odbiornika z początkiem fazy następnej otrzymuje się obwód zamknięty, w którym wszystkie fazy są połączone szeregowo. Uzyskany w ten sposób układ nazywa się układem z odbiornikiem połączonym w trójkąt. Jak wynika z konfiguracji (rys. 11) układ może pracować tylko jako układ trójprzewodowy.

Każda faza odbiornika włączona jest na napięcie, które występuje między dwoma sąsiednimi przewodami, czyli napięcie międzyfazowe. Zatem napięcia fazowe (na poszczególnych odbiornikach) są równe w tym przypadku napięciom międzyfazowym.

Wykres wektorowy napięć dla układu odbiorników połączonych w trójkąt przedstawia rys. 12.

Zgodnie z I prawem Kirchhoffa otrzymuje się

Suma tych prądów jest równa, w przypadku symetrii układu, zeru.

Wartości skuteczne prądów fazowych , , są równe i wynoszą

Ponieważ przesunięcie fazowe między prądami fazowymi a przewodowymi wynosi , to prąd przewodowy w układzie trójkątowym wynosi (rys. 13)

czyli wartość skuteczna prądu przewodowego jest razy większa od wartości skutecznej prądu fazowego. Zazwyczaj przyjmuje się, że źródło jest symetryczne i idealne (impedancja wewnętrzna ), moc jego jest bardzo duża w porównaniu z mocą odbiornika, co eliminuje wpływ niesymetrii odbiornika na symetrię źródła zasilania. Zatem przy symetrii linii zasilającej, na pracę układu będzie mieć wpływ jedynie odbiornik.

Obciążenie symetrycznym układem połączonym w trójkąt

Obciążeniem symetrycznym nazywa się obciążenie, przy którym prądy w poszczególnych fazach zarówno co do wartości skutecznych jak i przesunięcia fazowego są jednakowe

Z I prawa Kirchhoffa

Obciążenie niesymetrycznym układem połączonym w trójkąt

Obciążeniem niesymetrycznym nazywamy takie obciążenie, przy którym prądy w poszczególnych fazach są różne, ewentualnie przesunięcia fazowe prądów względem odpowiednich napięć są różne lub jednocześnie występują oba te przypadki. Czyli