Для рассмотрения
важнейшего свойства уравновешенности трехфазной системы, которое будет
доказано далее, введем понятие симметрии многофазной системы. Система ЭДС (напряжений,
токов и т.д.) называется симметричной, если она состоит из m одинаковых
по модулю векторов ЭДС (напряжений, токов и т.д.), сдвинутых по фазе друг относительно
друга на одинаковый угол
. В частности векторная диаграмма для симметричной системы ЭДС, соответствующей
трехфазной системе синусоид на рис. 2, представлена на рис. 3.
Рис.3
Рис.4
Электрические цепи периодического несинусоидального тока Как известно,
в электроэнергетике в качестве стандартной формы для токов и напряжений принята
синусоидальная форма. Однако в реальных условиях формы кривых токов и напряжений
могут в той или иной мере отличаться от синусоидальных. Искажения форм кривых
этих функций у приемников приводят к дополнительным потерям энергии и снижению
их коэффициента полезного действия. Синусоидальность формы кривой напряжения генератора
является одним из показателей качества электрической энергии как товара.
Из несимметричных систем наибольший практический интерес представляет двухфазная
система с 90-градусным сдвигом фаз (см. рис. 4).Все симметричные трех- и m-фазные
(m>3) системы, а также двухфазная система являются уравновешенными. Это
означает, что хотя в отдельных фазах мгновенная мощность пульсирует (см. рис.
5,а), изменяя за время одного периода не только величину, но в общем случае и
знак, суммарная мгновенная мощность всех фаз остается величиной постоянной в течение
всего периода синусоидальной ЭДС (см. рис. 5,б). Уравновешенность имеет важнейшее
практическое значение. Если бы суммарная мгновенная мощность пульсировала, то
на валу между турбиной и генератором действовал бы пульсирующий момент. Такая
переменная механическая нагрузка вредно отражалась бы на энергогенерирующей установке,
сокращая срок ее службы. Эти же соображения относятся и к многофазным электродвигателям.