Υπολογισμός τιμών φάσης και γραμμής τριφασικού ρεύματος

Μια τριφασική γεννήτρια έχει τρεις μονοφασικές ανεξάρτητες περιελίξεις στάτη των οποίων οι αρχές και τα άκρα μετατοπίζονται κατά 120 el αντίστοιχα. χαλάζι, ή με διάσπαση σε 2/3 πόλους, δηλ. με τα 2/3 της απόστασης μεταξύ των κέντρων των απέναντι πόλων (Εικ. 1). Ένα μονοφασικό εναλλασσόμενο ρεύμα παράγεται σε καθεμία από τις τρεις περιελίξεις. Τα ρεύματα μιας μονοφασικής περιέλιξης αντισταθμίζονται αμοιβαία κατά 120 el. χαλάζι δηλαδή για τα 2/3 της περιόδου. Έτσι, ένα τριφασικό ρεύμα είναι τρία μονοφασικά ρεύματα που μετατοπίζονται χρονικά κατά τα 2/3 της περιόδου (120 °).

Σε οποιαδήποτε χρονική στιγμή, το αλγεβρικό άθροισμα των τριών στιγμιαίων: τιμές του α. και τα λοιπά. γ.οι επιμέρους φάσεις είναι μηδενικές. Επομένως, αντί για έξι ακροδέκτες (για τρεις ανεξάρτητες μονοφασικές περιελίξεις), κατασκευάζονται μόνο τρεις ακροδέκτες στη γεννήτρια ή τέσσερις όταν υποδεικνύεται το σημείο μηδέν. Ανάλογα με το πώς συνδέονται οι επιμέρους φάσεις και πώς συνδέονται στο δίκτυο, μπορεί να επιτευχθεί σύνδεση αστεριού ή δέλτα.

Οι αρχές των πηνίων υποδεικνύονται παρακάτω με τα γράμματα A, B, C και τα άκρα τους με τα γράμματα X, Y, Z.

Ρύζι. 1. Τριφασική γεννήτρια

α) Σύνδεση με αστέρι.

Όταν συνδέονται σε ένα αστέρι, τα άκρα των φάσεων X, Y, Z (Εικ. 2) συνδέονται και ο κόμβος σύνδεσης ονομάζεται σημείο μηδέν. Ο κόμβος μπορεί να έχει ένα τερματικό - το λεγόμενο ουδέτερο καλώδιο (Εικ. 272), που φαίνεται με μια διακεκομμένη γραμμή - ή να είναι χωρίς τερματικό.

Όταν συνδέεται με ένα αστέρι με ένα ουδέτερο καλώδιο, μπορείτε να πάρετε δύο τάσεις: τάση γραμμής Ul μεταξύ αγωγών χωριστών φάσεων και τάση φάσης Uf μεταξύ φάσης και ουδέτερου αγωγού (Εικ. 2). Η σχέση μεταξύ γραμμής και τάσης φάσης εκφράζεται ως εξής: Ul = Uph ∙ √3.

Ρύζι. 2. Σύνδεση με αστέρι

Το ρεύμα που ρέει στο καλώδιο (δίκτυο) ρέει επίσης μέσω της περιέλιξης φάσης (Εικ. 2), δηλ. Il = Iph.

β) Σύνδεση σε τρίγωνο.

Η σύνδεση των φάσεων σε ένα τρίγωνο επιτυγχάνεται με τη σύνδεση των άκρων και της αρχής των φάσεων σύμφωνα με το σχ. 3, δηλ. AY, BZ, CX. Σε μια τέτοια σύνδεση, δεν υπάρχει ουδέτερος αγωγός και η τάση φάσης είναι ίση με την τάση γραμμής μεταξύ των δύο αγωγών της γραμμής Ul = Uf. Ωστόσο, το ρεύμα στη γραμμή Il (κεντρικό δίκτυο) είναι μεγαλύτερο από το ρεύμα στη φάση Iph, δηλαδή: Il = Iph ∙ √3.

Ρύζι. 3. Σύνδεση Δέλτα

Σε ένα τριφασικό σύστημα, ανά πάσα στιγμή, εάν το ρεύμα σε ένα πηνίο ρέει από άκρη σε άκρη, τότε στα άλλα δύο ρέει από άκρη σε άκρη. Για παράδειγμα, στο ΣΧ. 2 στο μεσαίο πηνίο AX τρέχει από το A στο X και στα εξωτερικά πηνία από το Y στο B και από το Z στο C.

Το διάγραμμα (Εικ. 4) δείχνει πώς τρεις πανομοιότυπες περιελίξεις συνδέονται στους ακροδέκτες του κινητήρα σε αστέρι ή τρίγωνο.

Ρύζι. 4. Σύνδεση περιελίξεων σε αστέρι και δέλτα

Παραδείγματα υπολογισμού

1. Μια γεννήτρια με συνδεδεμένη περιέλιξη στάτορα όπως φαίνεται στην εικ. 5ο κύκλωμα, σε τάση δικτύου 220 V, τροφοδοτεί τρεις πανομοιότυπους λαμπτήρες με αντίσταση 153 Ohm με ρεύμα.Τι τάση και ρεύμα έχει κάθε λάμπα (Εικ. 5);

Ρύζι. 5.

Σύμφωνα με τη σύνδεση, οι λαμπτήρες έχουν τάση φάσης Uf = U / √3 = 220 / 1.732 = 127 V.

Ρεύμα λαμπτήρα Εάν = Uph / r = 127/153 = 0,8 A.

2. Προσδιορίστε το κύκλωμα για την ενεργοποίηση τριών λαμπτήρων στο σχ. 6, η τάση και το ρεύμα κάθε λαμπτήρα με αντίσταση 500 Ohm, συνδεδεμένο σε παροχή ρεύματος με τάση δικτύου 220 V.

Ρεύμα λαμπτήρα I = Ul / 500 = 220/500 = 0,45 A.

Ρύζι. 6.

3. Πόσα βολτ πρέπει να δείχνει το βολτόμετρο 1 εάν το βολτόμετρο 2 δείχνει τάση 220 V (Εικ. 7);

Ρύζι. 7.

Τάση φάσης Uph = Ul / √3 = 220 / 1,73 = 127 V.

4. Τι ρεύμα δείχνει το αμπερόμετρο 1 εάν το αμπερόμετρο 2 δείχνει ρεύμα 20 A όταν είναι συνδεδεμένο σε δέλτα (Εικ. 8);

Ρύζι. οκτώ.

Αν = Il / √3 = 20 / 1,73 = 11,55 A.

Σε μια σύνδεση δέλτα, το ρεύμα στη φάση του καταναλωτή είναι μικρότερο από ό,τι στη γραμμή.

5. Ποια τάση και ρεύμα θα δείξουν οι συσκευές μέτρησης 2 και 3 που συνδέονται στη φάση, εάν το βολτόμετρο 1 δείχνει 380 V και η αντίσταση της φάσης του καταναλωτή είναι 22 Ohm (Εικ. 9);

Ρύζι. εννέα.

Το βολτόμετρο 2 δείχνει την τάση φάσης Uf = Ul / √3 = 380 / 1,73 = 220 V. και το αμπερόμετρο 3 δείχνει το ρεύμα φάσης Εάν = Uf / r = 220/22 = 10 A.

6. Πόσα αμπέρ δείχνει το αμπερόμετρο 1 εάν η αντίσταση μιας φάσης του καταναλωτή είναι 19 ohms με πτώση τάσης κατά μήκος της 380 V, η οποία φαίνεται από το βολτόμετρο 2, συνδεδεμένο σύμφωνα με το σχ. δέκα.

Ρύζι. δέκα.

Ρεύμα φάσης Iph = Uph / r = Ul / r = 380/19 = 20 A.

Το ρεύμα χρήστη σύμφωνα με την ένδειξη του αμπερόμετρου 1 Il = Iph ∙ √3 = 20 ∙ 1,73 = 34,6 A. (Η φάση, δηλαδή η πλευρά του τριγώνου, μπορεί να αντιπροσωπεύει την περιέλιξη μιας μηχανής, μετασχηματιστή ή άλλη αντίσταση.)

7. Ασύγχρονος κινητήρας στο σχ.Το 2 έχει περιέλιξη συνδεδεμένο με αστέρι και συνδέεται σε τριφασικό δίκτυο με τάση δικτύου Ul = 380 V. Ποια θα είναι η τάση φάσης;

Η τάση φάσης θα είναι μεταξύ του μηδενικού σημείου (ακροδέκτες X, Y, Z) και οποιουδήποτε από τους ακροδέκτες A, B, C:

Uph = Ul / √3 = 380 / 1,73 = 219,4≈220 V.

8. Η περιέλιξη του κινητήρα επαγωγής του προηγούμενου παραδείγματος κλείνει σε τρίγωνο συνδέοντας τους σφιγκτήρες της θωράκισης του κινητήρα σύμφωνα με το σχ. 3 ή 4. Ένα αμπερόμετρο που είναι συνδεδεμένο στον αγωγό γραμμής δείχνει ρεύμα Il = 20 A. Τι ρεύμα διαρρέει την περιέλιξη του στάτη (φάση);

Ρεύμα γραμμής Il = Iph ∙ √3; Αν = Il / √3 = 20 / 1,73 = 11,56 A.