Får en trefasestrøm. Et flerfasesystem er et system vekselstrøm, bestående av flere kretser hvor emf. energikilder har samme frekvens, men er forskjøvet i fase. En enfasekrets i et slikt system kalles en fase. Hver e.m.f. kan virke i sin egen krets og ikke assosieres med andre emf. I dette tilfellet kalles det elektriske systemet frakoblet. Bred applikasjon I praksis er det oppnådd koblede flerfasesystemer, hvor de enkelte fasene er elektrisk koblet til hverandre.

Sammenlignet med enfasestrøm har flerfasestrøm en rekke fordeler. For å overføre samme kraft kreves et mindre tverrsnitt av ledninger. AC-motorer og apparater bruker et roterende magnetfelt generert av stasjonære spoler eller viklinger.

Ris. en

Av alle flerfasestrømsystemer har trefasestrøm blitt utbredt i praksis. Trefasestrømmen kan forklares som følger. Hvis i et jevnt magnetfelt (fig. 1) plasseres tre omdreininger i vinkel 120° den ene til den andre, og roter dem med en konstant vinkelhastighet, vil emfs bli indusert i spolene, som også vil faseforskyves av 120°. I industrien, for å oppnå en trefasestrøm, lages tre viklinger på statoren til en dynamo, forskjøvet den ene i forhold til den andre av 120°. Slike viklinger kalles generatorfaser.

Ris. 2

Stjerneforbindelser. Ved å koble faseviklingene til generatoren eller forbrukeren på en slik måte at endene av viklingene lukkes til en felles poeng, og koble begynnelsen av viklingene til de lineære ledningene, får vi en forbindelse som kalles en stjerne (fig. 2). Dermed ser vi at i dannelsen av et trefasesystem koblet i en stjerne fra tre enfase AC-systemer, kreves det bare fire ledninger i stedet for seks. Konvensjonelt er en stjerneforbindelse indikert med skiltet Y . Punktene som endene av faseviklingene er koblet til kalles null, og ledningen som forbinder dem kalles null eller nøytral. Tre ledninger som forbinder de frie endene av generatorfasene med endene av forbrukerfasene kalles lineære.

Med et jevnt belastet trefaset symmetrisk system er det ikke nødvendig med en nøytral ledning; all kraft kan overføres over tre ledninger. Men når enfaseforbrukere er inkludert i den elektriske kretsen, er det umulig å oppnå en jevn belastning av fasene. Derfor, i slike tilfeller, er en nøytral ledning nødvendig, selv om dens tverrsnitt er lik halvparten av tverrsnittet til en lineær ledning.

Ris. 3

Med en slik forbindelse er slutten av den første fasen koblet til begynnelsen av den andre, slutten av den andre - til begynnelsen av den tredje, og slutten av den tredje - til begynnelsen av den første fasen, og lineær ledninger kobles til fasenes tilkoblingspunkt (fig. 3). Trekantforbindelsen er konvensjonelt betegnet med tegnet Δ .

Når de er koblet sammen med en trekant, danner fasene til generatoren en lukket krets med liten motstand. Hvis viklingene er koblet feil, vil emf. kan dobles. Med lav motstand i kretsen kan det etableres en modus nær kortslutning.

Når koblet i et delta, skaper hver fasevikling linjespenning. Fasespenningen i dette tilfellet er lik den lineære spenningen. Trekantkoblingen brukes til belysning og strømbelastninger.

I trefasestrømmotorer er alle seks endene av de tre viklingene vanligvis utgang, som om ønskelig kan kobles i en stjerne eller delta.

I denne korte artikkelen, uten å gå inn på historien til AC-nettverk, vil vi forstå forholdet mellom fase- og lineære spenninger. Vi vil svare på spørsmål om hva fasespenning er og hva lineær spenning er, hvordan de forholder seg til hverandre og hvorfor disse forholdene er akkurat slik.

Det er ingen hemmelighet at strøm fra produksjonsanlegg i dag leveres til forbrukere av høyspentlinjer kraftledninger med en frekvens på 50 Hz. På transformatorstasjoner den høye sinusformede spenningen senkes og distribueres til forbrukerne på nivået 220 eller 380 volt. Et sted er nettverket enfaset, et sted trefaset, men la oss finne ut av det.

Effektiv verdi og amplitudeverdi av spenning

Først av alt merker vi at når de sier 220 eller 380 volt, mener de de effektive spenningsverdiene, uttrykt i matematisk språk - RMS spenninger. Hva betyr det?

Dette betyr at faktisk amplituden Um (maksimum) til en sinusformet spenning, fase Umf eller lineær Uml, alltid er større enn denne effektive verdien. For en sinusformet spenning er dens amplitude større enn den effektive verdien med roten av 2 ganger, det vil si 1,414 ganger.

Så for en fasespenning på 220 volt er amplituden 310 volt, og for en linjespenning på 380 volt vil amplituden være 537 volt. Og gitt at spenningen i nettverket aldri er stabil, kan disse verdiene enten være lavere eller høyere. Denne omstendigheten bør alltid tas i betraktning, for eksempel når du velger kondensatorer for en trefaset asynkronmotor.

Fase nettspenning

Generatorens viklinger er koblet i henhold til "stjerne"-skjemaet, og forenes av endene av X, Y og Z på ett punkt (i midten av stjernen), som kalles nøytral- eller nullpunktet til generatoren . Dette er en fire-leder trefasekrets. Linjeledningene L1, L2 og L3 er koblet til terminalene til viklingene A, B og C, og den nøytrale ledningen N er koblet til nullpunktet.

Spenningene mellom klemme A og nullpunkt, B og nullpunkt, C og nullpunkt, kalles fasespenninger, de er betegnet med Ua, Ub og Uc, men siden nettet er symmetrisk kan du ganske enkelt skrive Uf - fasespenning.

I trefase-vekselstrømnettverk i de fleste land er standard fasespenning omtrent 220 volt - spenningen mellom fasetråden og nøytralpunktet, som vanligvis er jordet, og potensialet antas å være null, og derfor er det også kalt nullpunkt.

Linjespenning trefaset nettverk

Spenningene mellom terminal A og terminal B, mellom terminal B og terminal C, mellom terminal C og terminal A, kalles lineære spenninger, det vil si at de er spenninger mellom de lineære lederne i et trefasenettverk. De er betegnet Uab, Ubc, Uca, eller du kan ganske enkelt skrive Ul.

Standard linjespenning i de fleste land er omtrent 380 volt. Det er lett å se i dette tilfellet at 380 er 1,727 ganger større enn 220, og hvis man ser bort fra tap, er det klart at dette er Kvadratrot av 3, det vil si 1.732. Spenningen i nettverket svinger selvfølgelig hele tiden i en eller annen retning avhengig av strømbelastningen til nettverket, men forholdet mellom lineær- og fasespenninger er nøyaktig det samme.

I elektroteknikk brukes ofte vektorbildemetoden. Metoden er basert på posisjonen at når en viss vektor U roterer rundt origo med konstant vinkelhastighet ω, er dens projeksjon på Y-aksen proporsjonal med sinusen til ωt, det vil si sinusen til vinkelen ω mellom vektoren U og X-aksen, som bestemmes i hvert øyeblikk.

Grafen for avhengigheten av projeksjonsverdien på tid er en sinusformet. Og hvis spenningsamplituden er lengden på vektoren U, er projeksjonen som endres med tiden den gjeldende spenningsverdien, og sinusoiden U(ωt) reflekterer spenningsdynamikken.

Så hvis vi nå viser et vektordiagram av trefasespenninger, viser det seg at det er identiske vinkler på 120 ° mellom vektorene til de tre fasene, og hvis lengdene på vektorene er de effektive verdiene til fasespenninger Uf, så for å finne de lineære spenningene Ul, er det nødvendig å beregne FORSKJELLEN til alle parvektorer med tofasespenninger. For eksempel Ua - Ub.

Etter å ha fullført konstruksjonen med parallellogrammetoden, vil vi se at vektoren Ul \u003d Ua + (-Ub), og som et resultat Ul \u003d 1,732 Uf. Derfor viser det seg at hvis standardfasespenningene er 220 volt, vil de tilsvarende lineære spenningene være 380 volt.

Et av alternativene for systemer med flerfasede elektriske kretser er en trefasekrets. I flerfasede elektriske kretser oppstår virkningen av sinusformede elektromotoriske krefter med samme frekvens. De skiller seg fra hverandre i fase og er skapt fra en felles energikilde. I trefasekretser er viktige parametere fase- og linjespenning, som er forskjellige i deres elektriske egenskaper.

Hva er en fase

Hver del av et flerfasesystem som har samme strømkarakteristikk kalles en fase. Derfor har definisjonen av fasen en dobbel betydning i elektroteknikk. For det første som en verdi som endres sinusformet, og for det andre som en separat del i et system av flerfasede elektriske kretser. Antall faser bestemmer navnet på kretsene: to-fase, seks-fase, etc.

De vanligste kretsene i moderne energi er trefasede. De har en rekke fordeler i forhold til andre typer kretser, både enfase og flerfase. De er mer økonomiske i produksjon og overføring av elektrisitet. Trefasespenning er resultatet av rotasjonen av magneten inne i spolen. Med dens hjelp dannes en roterende sirkulær ganske enkelt, noe som sikrer arbeidet induksjonsmotorer. Dette fenomenet er kjent som EMF eller på annen måte, elektromotorisk kraft induksjon.

Den roterende magneten kalles rotoren, og spolene rundt den danner statoren. AC-spenning oppnås ved å konvertere konstant spenning når den rette linjen antar en sinusformet konfigurasjon med varierende positive og negative verdier.

Endringen i den magnetiske fluksen oppstår på grunn av rotasjonen av rotoren, noe som fører til dannelsen av en vekselspenning. Statoren har tre spoler, hver med sin egen elektrisk krets. Hver spole er forskjøvet i forhold til hverandre med 120 grader rundt omkretsen. Under påvirkning av en roterende magnet i alle spoler, det samme AC spenning mellom faser i et trefasenett.

Trefasekretser gjør det mulig å oppnå to driftsspenninger på en installasjon - fase og lineær.

Fase- og linjespenning i trefasekretser

Fasespenning - oppstår mellom begynnelsen og slutten av en hvilken som helst fase. På en annen måte er det også definert som spenningen mellom en av faseledningene og den nøytrale ledningen.

Lineær - er definert som interfase eller mellom fase - som oppstår mellom to ledninger eller identiske terminaler med forskjellige faser.

Med tanke på fase- og lineære spenninger og strømmer, bør det bemerkes at fasespenningsindikatoren er omtrent 58 % av de lineære spenningsparametrene. Således, under normale driftsforhold, er de lineære indikatorene de samme og overskrider fasene med 1,73 ganger. Det vil si at hvis den lineære spenningen er 380, kan fasespenningen bestemmes ved hjelp av denne koeffisienten.

I et trefasenett estimeres vanligvis spenningen fra nettspenningsdata. For trefaseledninger som går fra nettstasjonen settes en lineær spenning på 380 volt. Dette tilsvarer en fase på 220 volt. I trefasede firtrådsnettverk er nominell spenning indikert med betegnelsen på begge verdiene \u200b\u200b- 380/220 V. Dette betyr at både enheter med 380 volt og enfaseenheter med 220 volt er tilkoblet til et slikt nettverk.

Det mest utbredte er det trefasede 380/220 volt-systemet med en jordet nøytral ledning. Enfasede elektriske apparater for 220 volt kobles til linjespenning mellom et hvilket som helst par fasetråder. Trefasede elektriske apparater er koblet til tre forskjellige faseledninger. I sistnevnte tilfelle er det ikke nødvendig å bruke en nøytral ledning, samtidig som det øker risikoen for elektrisk støt når isolasjonen brytes.

Forskjellen mellom linjespenning og fase

Før du vurderer den praktiske betydningen av disse parametrene, er det nødvendig å vite nøyaktig hvordan lineær- og fasespenningene skiller seg fra hverandre. Definert grensesnittspenning i trefasekrets kan oppstå enten mellom to faser, eller mellom en av fasene og den nøytrale ledningen. Slik interaksjon blir mulig på grunn av bruken av en firetråds trefasekrets i kretsen. Hovedkarakteristikkene er spenning og frekvens.

Spenningen som oppstår mellom to faseledere regnes som lineær, og mellom fase og null oppstår fase. Linjespenning brukes til å beregne strømmer og andre parametere for en trefasekrets. Det er mulig å koble til slike kretser ikke bare trefasekontakter, men også enfasede, for eksempel forskjellige husholdningsapparater. Vurdert verdi linjespenning er 380 V. Noen ganger endres den under påvirkning av ulike faktorer som vises i lokalt nettverk. Dermed ligger alle hovedforskjellene mellom begge typer spenninger i metodene for å koble viklingene.

Linjespenning har blitt den mest utbredte, på grunn av sikker bruk og praktisk distribusjon av nettverk. Et multimeter er nok til å måle det, mens det å bestemme egenskapene til fasespenningen krever bruk av voltmetre, strømsensorer og andre spesielle enheter.

Kontroll og justering av denne parameteren utføres ved hjelp av . Denne enheten sikrer vedlikehold av denne indikatoren på standardnivå, inkludert den normaliserer den økte spenningen.

Bruk av linje- og fasespenning

Et klassisk eksempel på bruk av linje- og fasespenninger er koblingene som brukes ved oppstart. trefase generator. Designet inkluderer primær og sekundære viklinger, som kan kobles sammen med en stjerne eller en trekant.

"Trekant"-ordningen innebærer tilkobling av slutten av den første fasen med begynnelsen av den andre. I tillegg er hver faseleder koblet til linjeledningene til strømkilden. Som et resultat utjevnes strømmene, og fasespenningen blir lik den lineære. Elektriske motorer og transformatorer kobles sammen på samme måte.

Et annet alternativ er "stjerne"-ordningen. I dette tilfellet er begynnelsen av alle viklinger koblet til det samme nettverket ved hjelp av jumpere. Dermed vil en strøm med egenskapene til dette nettverket strømme inn i viklingene, og fase-til-fase spenningen vil samhandle med alle aktive kontakter.

Mellom to faseledere blir det noen ganger referert til som grensesnitt eller grensesnitt. Fasespenningen anses å være mellom den nøytrale ledningen og en av faseledningene. Under normale driftsforhold er linjespenningene de samme og overstiger fasespenningene med 1,73 ganger.

Driftsspenninger til en trefasekrets

Trefasekretser har en rekke fordeler i forhold til flerfase- og enfasekretser, med deres hjelp er det enkelt å oppnå et roterende sirkulært magnetfelt, som sikrer driften av asynkrone motorer. Spenningen til en trefasekrets estimeres av dens lineære spenning, for linjer som strekker seg fra transformatorstasjoner er den satt til 380 V, som tilsvarer en fasespenning på 220 V. For å indikere merkespenningen til en trefaset fireleder nettverk, begge verdiene er brukt - 380/220 V, og understreker at det ikke bare kan koble til trefase enheter, designet for en nominell spenning på 380 V, men også enfaset - for 220 V.

En fase er en del av et flerfasesystem som har samme strømkarakteristikk. Uavhengig av metoden for å koble fasene, er det tre spenninger i en trefasekrets som er identiske når det gjelder den effektive verdien. De er forskjøvet i forhold til hverandre i fase med en vinkel på 2π/3. En firetrådskrets har i tillegg til tre lineære spenninger også trefasespenninger.

Nominelle spenninger

De vanligste nominelle spenningene for AC-mottakere er 220, 127 og 380 V. Spenninger på 220 og 380 V brukes oftest til å drive industrielle enheter, og 127 og 220 V brukes til husholdningsapparater. Alle av dem (127, 220 og 380 V) anses å være de nominelle spenningene til et trefasenettverk. Deres tilstedeværelse i et firetrådsnettverk gjør det mulig å koble til enfasemottakere som er designet for 220 og 127 V eller 380 og 220 V.

Forskjeller i kraftdistribusjonssystemer

Det mest brukte trefasede 380/220 V-systemet med jordet nøytral, men det er andre måter å distribuere strøm på. For eksempel, på en rekke lokaliteter, kan du finne et trefasesystem med en ujordet isolert nøytral og en linjespenning på 220 V.

I dette tilfellet er den nøytrale ledningen ikke nødvendig, og sannsynligheten for nederlag elektrisk støt ved isolasjonssvikt reduseres den på grunn av en ujordet nøytral. Trefasemottakere er koblet til trefaseledninger, og enfasemottakere kobles til linjespenning mellom et hvilket som helst par fasetråder.