Sistema EMF trifásico
Os circuitos elétricos trifásicos são um caso especial de circuitos polifásicos. Um sistema polifásico de circuitos elétricos é uma combinação de vários circuitos elétricos monofásicos, cada um com EMFs senoidais da mesma frequência, criados por uma fonte de energia comum e deslocados um em relação ao outro em fase no mesmo ângulo. O termo «fase» é utilizado para designar um ângulo que caracteriza a fase de um processo periódico, bem como para designar um circuito monofásico incluído num circuito multifásico.
Normalmente, são utilizados sistemas polifásicos simétricos, onde os valores das amplitudes EMF são os mesmos e as fases são deslocadas uma em relação à outra no mesmo ângulo 2π / m, onde m é o número de fases. Os circuitos bifásicos, trifásicos e hexafásicos são os mais usados na engenharia elétrica. Na indústria de energia, os sistemas trifásicos são da maior importância prática.
Os circuitos trifásicos são uma combinação de três circuitos monofásicos nos quais EMFs senoidais da mesma frequência agem com deslocamento de fase em relação um ao outro por um ângulo de 2π/3.A fonte de energia elétrica em um circuito trifásico é um gerador síncrono, em três enrolamentos dos quais, estruturalmente deslocados um em relação ao outro por um ângulo de 2π/3 e chamados de fases, três EMFs são induzidos, por sua vez, também deslocados em relação entre si por um ângulo de 2π/3. O dispositivo de um gerador síncrono trifásico é mostrado esquematicamente na fig. 1.
Três enrolamentos idênticos estão localizados nos canais do núcleo do estator. Na extremidade frontal do estator, as voltas dos enrolamentos terminam nos terminais A, B, C (início dos enrolamentos) e, respectivamente, nos terminais X, Y, Z (terminais dos enrolamentos). Os inícios dos enrolamentos são deslocados um em relação ao outro por um ângulo de 2π/3 e, portanto, suas extremidades também são deslocadas uma em relação à outra por um ângulo de 2π / 3 EMF nos enrolamentos do estator é induzido como resultado do cruzamento de suas voltas por um campo magnético que é excitado por uma corrente contínua que passa pelo enrolamento do rotor rotativo, chamado de enrolamento de campo. Na mesma velocidade do rotor, EMFs senoidais da mesma frequência são induzidos nos enrolamentos do estator, defasados entre si por um ângulo de 2π/3.
Um sistema trifásico de EMF induzido no estator de um gerador síncrono é geralmente um sistema simétrico.
Em circuitos elétricos, os enrolamentos do estator de um gerador trifásico são convencionalmente representados como mostrado na fig. 2(a). Para a direção positiva condicional da fem em cada fase do gerador, é tomada a direção do final para o início do enrolamento.
Na fig. 2 (b) mostra a mudança nos valores instantâneos de EMF de um gerador trifásico, e na fig. 3 (a, b) mostra seus diagramas vetoriais para a sequência de fase direta e reversa.A sequência na qual o EMF nos enrolamentos de fase do gerador assume os mesmos valores é chamada de sequência de fases ou sequência de fases. Se o rotor do gerador for girado na direção mostrada na fig. 1, então a sequência de fases ABC é obtida, ou seja, O EMF da fase B fica atrás do EMF da fase A e o EMF da fase C fica atrás do EMF da fase B.
Este sistema EMF é chamado de sistema de sequência direta... Se você inverter o sentido de rotação do rotor do gerador, a sequência de fase será invertida. Nos geradores, os rotores sempre giram na mesma direção, portanto a sequência de fases nunca muda.
Na prática, os geradores geralmente usam sequência de fase direta. O sentido de rotação dos motores síncronos e assíncronos trifásicos depende da sequência de fases. É suficiente comutar quaisquer duas fases do motor, uma vez que existe uma sequência de fase inversa e, portanto, o sentido de rotação oposto do motor.
A sequência de fases também deve ser considerada ao conectar geradores trifásicos em paralelo.