Paksa bilang 4. Mga three-phase circuit
4.1. Mga prinsipyo ng pagbuo ng mga multiphase electrical circuit
Ang isang three-phase circuit ay isang kumbinasyon ng isang three-phase EMF system, isang three-phase load at pagkonekta ng mga wire.
Ang isang three-phase symmetrical EMF system ay nauunawaan bilang isang set ng tatlong sinusoidal EMF na may parehong frequency at amplitude, na inilipat sa phase ng 120 °. Ang graph ng mga agarang halaga at ang vector diagram ng EMF para sa isang simetriko na pagkarga ay ipinapakita sa fig. 4.1.a), b).
Ang tatlong-phase na sistema ay nakatanggap ng pinakamaraming praktikal na gamit salamat sa mga sumusunod na benepisyo:
· Ang paghahatid ng enerhiya sa malalayong distansya sa pamamagitan ng 3-phase na kasalukuyang ay ang pinaka-ekonomiko;
ang mga elemento ng sistema ay ang pinakasimpleng sa produksyon, matipid at maaasahan sa operasyon;
ang madalian na kapangyarihan sa parehong pagkarga sa mga yugto ng generator ay hindi nagbabago.
b) mga linya ng paghahatid; Ang isang three-phase generator ay binubuo ng isang nakapirming stator at isang umiikot na rotor (Larawan 4.2.). Ang mga nakapirming windings ay inilalagay sa mga puwang ng stator, ang isang magnetic field ay umiikot dito, na nilikha ng isang umiikot na rotor na may isang likid ng sugat, kung saan dumadaloy. alternating current. Ang generator ay kasabay kung ang angular velocity ng rotor ay katumbas ng angular frequency ng umiikot. magnetic field stator. Ang isang maliit na agwat sa pagitan ng stator at rotor ay ginagawang posible upang makakuha ng isang makabuluhang magnetic flux na may isang maliit na EMF ng rotor winding.Kapag ang isang load ay konektado sa stator winding, ang generator ay naghahatid ng elektrikal na enerhiya sa load.
4.2. Mga pamamaraan para sa pagkonekta ng mga three-phase circuit
Mayroong iba't ibang mga scheme para sa pagkonekta sa windings ng generator sa load. Posibleng ikonekta ang bawat winding ng generator sa load na may dalawang wires, na mangangailangan ng anim na wires. Upang mai-save ang mga windings ng isang three-phase generator at ang pagkarga, sila ay konektado ayon sa "star-star" ("tatsulok") na scheme. Sa kasong ito, ang bilang ng mga pagkonekta ng mga wire mula sa generator hanggang sa pagkarga ay nabawasan mula anim hanggang tatlo o apat.
Kapag kumokonekta sa "bituin", ang mga dulo ng tatlong windings ay pinagsama sa isang punto (Larawan 4.3.), Na tinatawag na zero (0). Ang simula ng windings ng generator, na ipinahiwatig ng mga titik A, B, C, ay konektado sa pagkarga.
Kapag ikinonekta ang generator windings na may isang tatsulok (Larawan 4.4.b), ang dulo ng unang paikot-ikot ay konektado sa simula ng pangalawa, sa dulo ng pangalawa - sa simula ng pangatlo, sa dulo ng pangatlo - hanggang sa simula ng una. Ang geometric na kabuuan ng EMF sa isang closed triangle ay zero. Samakatuwid, kung walang load ang konektado sa mga terminal ng ABC, kung gayon walang kasalukuyang dumadaloy sa mga windings ng generator.
|
Ang isang simetriko na three-phase EMF system ay maaaring ilarawan: 1) graphically (Larawan 4.1.); 2) mga diagram ng vector (Larawan 4.2.); 3) trigonometriko function
kumplikadong mga numero
Para sa isang three-phase symmetrical system (Fig. 4.1., 4.2.) Ang mga equation ay wasto
Ang mga pangunahing paraan ng koneksyon ay "star - star" na may neutral wire (Fig. 4.5.), O walang neutral (neutral) wire N, at "triangle - triangle" (Fig. 4.6.). Posible rin ang mga koneksyon: "delta - star" at "star - delta".
Wire na kumukonekta sa mga zero point O generator at O/ load kapag konektado sa isang bituin, ay tinatawag na neutral o neutral na kawad, at ang kasalukuyang nasa neutral na kawad ay tinatawag na zero kasalukuyang. Ang positibong direksyon ng zero kasalukuyang ay kinuha mula sa O / sa O.
Ang mga wire na nagkokonekta sa mga punto A, B, C ng generator at ang load ay tinatawag na linear wires, at ang mga alon na dumadaloy sa kanila ay tinatawag na linear. I A, I B, I C. Ang positibong direksyon para sa kanila ay kinuha mula sa generator hanggang sa pagkarga. Ang mga module ng linear na alon ay nagpapahiwatig I l.
Ang boltahe sa pagitan ng mga linear na wire ay tinatawag na linear at tinutukoy ng dalawang indeks, halimbawa, U AB(sa pagitan ng mga puntos A at B). Ang linear voltage modulus ay tumutukoy U l.
Ang bawat isa sa tatlong windings ng generator ay tinatawag na phase ng generator, ang bawat isa sa tatlong load ay tinatawag na phase ng load, at ang mga alon na dumadaloy sa kanila ay ang phase currents ng generator at ang load. ako f; at boltahe U f sila ay tinatawag na yugto.
Ang ugnayan sa pagitan ng mga boltahe ng linya at phase ay ang mga sumusunod. Kapag ang generator ay konektado sa isang bituin, ang boltahe ng linya U L = UAB modulo V ay mas malaki kaysa sa phase boltahe ng generator U f .
|
.
Kasalukuyang linya I l kapag ang generator ay konektado sa pamamagitan ng isang bituin, ito ay katumbas ng phase kasalukuyang ng generator .
Kapag ikinonekta ang generator sa isang "tatsulok", tulad ng makikita mula sa Fig. 4.6. Ang boltahe ng linya ay katumbas ng boltahe ng phase ng generator ,
at ang kasalukuyang linya I l beses ang kasalukuyang phase .
Kapag ikinonekta ang load sa isang tatsulok, ang mga positibong direksyon para sa mga alon ay pinili nang pakanan. Ang unang index ay tumutugma sa punto kung saan dumadaloy ang kasalukuyang, ang pangalawa - sa punto kung saan ito dumadaloy. Ang mga linear na alon ay hindi katumbas ng mga alon ng yugto ng pagkarga at natutukoy sa pamamagitan ng mga ito ayon sa unang batas ng Kirchhoff , 
, .
Mula sa vector diagram (Fig. 4.7.) Ayon sa cosine theorem 
,
gayundin
|
3.3. Pagkalkula ng mga three-phase circuit kapag konektado sa isang bituin
Upang kalkulahin ang mga alon, dapat na tukuyin ang circuit diagram, ang halaga at uri ng paglaban, at ang boltahe ng pinagmumulan ng enerhiya. Karaniwang isinasagawa ang mga kalkulasyon para sa mga kumplikadong halaga.
Ang isang simetriko na pagkarga sa isang star-star na koneksyon na may neutral na wire ay ipinapakita sa fig. 4.8.
Kung ang neutral wire sa circuit ng isang simetriko receiver ( ) ay may napakababang paglaban (Z 0 \u003d 0), kung gayon ang potensyal ng punto O / ay halos katumbas ng potensyal ng punto O, at ang mga puntos ay pinagsama sa isa. Tatlong hiwalay na mga circuit ang nabuo sa circuit, ang mga kumplikadong halaga ng mga alon sa bawat isa ay tinutukoy tulad ng sa isang single-phase circuit ; ;
saan Ė A, Ė B, Ė C- mga boltahe ng phase sa mga terminal ng generator.
Ayon sa unang batas ng Kirchhoff, ang kasalukuyang nasa neutral na kawad ng 4 wired system katumbas ng geometric na kabuuan ng mga alon ng phase 
.
Sa pangkalahatan, ang kumplikadong boltahe sa pagitan ng mga zero point 0 – 0` na may neutral na kawad
.
May uniform simetriko load kasalukuyang ako 0 = 0, at ang neutral na wire ay maaaring alisin mula sa circuit nang hindi binabago ang mode ng operasyon nito. Para sa isang 3-wire system, i.e. hindi naglalaman ng neutral na wire (Z N = ∞), ang terminong 1/ Z N ay mawawala sa denominator.
Kapag tinutukoy ang boltahe ng mga phase ng receiver, kung hindi isinasaalang-alang ang paglaban ng pinagmulan, maaari itong mapalitan ng 
Lumiko sa mga epektibong halaga ng mga dami sa kaso kapag ang mga pag-load sa lahat ng mga yugto ay pantay at may aktibong karakter 
,
kung saan ay ang halaga ng linear boltahe, ang mga alon, ayon sa pagkakabanggit, kunin ang mga halaga, , .
Ang kabuuang kapangyarihan ng isang three-phase circuit na may aktibong load ay
.
Sa isang walang simetrya na pag-load at kawalan ng isang neutral na kawad, lumilitaw ang isang boltahe sa pagitan ng mga zero point ng generator O at ang receiver O /, bilang isang resulta kung saan ang mga phase voltages ng receiver ay naiiba. Ang kinakalkula na ratio sa pagitan ng phase at linear na boltahe ay nilabag sa kasong ito. Upang matukoy ang boltahe sa pagitan ng mga zero point, pati na rin ang mga phase voltages ng receiver, ipagpalagay na mayroong neutral (zero) wire sa electrical circuit, ang paglaban nito ay . Pagkatapos ay ang boltahe sa pagitan ng mga zero point ng source at receiver
saan g A , g B , g C , g N- kondaktibiti ng phase at neutral na mga wire,
|
Sa fig. 4.9. ipinapakita ang isang vector diagram na walang neutral wire, kung saan ang , , ay ang mga vector ng phase voltages ng source, at , , ay ang mga vectors ng linear voltages ng source, pati na rin ang linear voltages ng receiver. Upang i-plot ang stress vector at receiver phase boltahe vectors , , ginagamit namin ang kanilang mga halaga na nakuha sa itaas.
Ang koneksyon sa pagitan ng phase at linear vectors , , at , , , ay tinutukoy ng mga expression 
, 
, 
.
Ang vector diagram ay binuo para sa aktibong hindi balanseng pagkarga ng mga phase ( 
).
Kapag nagbago ang halaga ng mga phase active resistance, maaaring mag-iba ang boltahe sa isang malawak na hanay. Alinsunod dito, ang punto N sa diagram ay maaaring sakupin ang iba't ibang mga posisyon, at ang mga boltahe ng phase ng receiver ay maaaring magkakaiba nang malaki sa bawat isa.
Ang pangunahing kasalukuyang sistema, na kasalukuyang tinatanggap sa lahat ng dako, ay tatlong-phase, na may ilang mga pakinabang kaysa sa mga single-phase.
Ang three-phase current ay isang sistema ng tatlong single-phase na alon na nilikha ng tatlong electromotive forces na may parehong mga amplitude at frequency, ngunit inilipat ang isang kamag-anak sa isa pa sa phase ng 120⁰ o sa oras ng ikatlong bahagi ng panahon.
Ang bawat indibidwal na circuit ng naturang three-phase system ay dinaglat bilang isang phase.
Kaya, ang stator ng isang three-phase current generator ay may tatlong windings (tinatawag na generator phase) na na-offset ng 120⁰ na may kaugnayan sa isa't isa. Ang rotor ng three-phase current generator ay structurally kapareho ng generator rotor single-phase na kasalukuyang.
Sa panahon ng pag-ikot ng rotor sa lahat ng mga paikot-ikot, ang mga electromotive na puwersa ng parehong dalas at amplitude ay malilikha, ngunit hindi lamang sila magkakasabay na maabot ang kanilang maxima. Isinasaalang-alang na ang maximum na electromotive force ay nilikha sa sandaling ang gitna ng rotor ay dumaan sa ilalim ng simula ng winding, madaling makita na ang maximum na electromotive force ng parehong direksyon sa pangalawang winding ay darating pagkatapos ng rotor rotates ng 120⁰ , at sa pangatlo - pagkatapos ng pag-ikot ng 240⁰ na may kaugnayan sa una.
Sa pamamagitan ng pagkonekta sa bawat yugto ng generator sa isang panlabas na circuit, nakakakuha kami ng tatlong single-phase na kasalukuyang circuit na walang anumang Mga elektrikal na koneksyon, at ang mga alon sa bawat indibidwal na circuit na may parehong paglaban ay magiging pantay sa amplitude, ngunit din phase shifted na may kaugnayan sa bawat isa sa pamamagitan ng 120⁰.
Upang ikonekta ang naturang generator sa isang panlabas na circuit, anim na wire ang kailangan. Upang mabawasan ang bilang ng mga wire na pumupunta sa panlabas na circuit, kinakailangan upang ikonekta ang mga windings ng mga receiver at ang generator sa isa't isa, na bumubuo ng isang electrically connected three-phase system. Ang ganitong koneksyon ay maaaring gawin sa dalawang magkakaibang paraan: isang tatsulok at isang bituin.
Ang parehong mga koneksyon ay ginagawang posible na makatipid ng materyal kapag nagpapadala ng parehong kapangyarihan mula sa tatlong autonomous na tatlong-phase na generator.
Ginawang posible ng mga three-phase circuit na lumikha ng simple at madaling gamitin na de-koryenteng motor, na tinatawag na asynchronous. Ang aparato nito ay batay sa paggamit ng umiikot na magnetic field. Sa pinakasimpleng kaso, ang gayong magnetic field ay maaaring makuha sa pamamagitan ng pag-ikot ng horseshoe magnet.
Kung ang isang saradong konduktor ay inilagay sa isang umiikot na patlang, na naayos sa isang axis, kung gayon ang magnetic field, sa panahon ng pag-ikot nito, na tumatawid sa mga gilid ng contour ng konduktor, ay magbubunsod sa kanila. puwersang electromotive induction na lumilikha sa closed circuit na ito. Ang kasalukuyang ito, kapag nakikipag-ugnayan sa magnetic field ng isang umiikot na magnet, ay magiging sanhi ng pag-ikot ng coil. Ang direksyon ng pag-ikot ng coil ay tinutukoy gamit ang left hand rule.
Three-phase electric motors binubuo ng dalawang bahagi: isang umiikot na bahagi - isang rotor at isang nakapirming bahagi - isang stator.
Ang isang umiikot ay nilikha sa motor hindi sa pamamagitan ng mekanikal na pag-ikot ng mga magnetic pole, ngunit sa pamamagitan ng pag-agos ng isang alternating three-phase na kasalukuyang sa paligid ng nakatigil na stator windings.
Ang mga three-phase circuit ay binuo ng isa sa mga natitirang electrical engineer noong ika-19 at unang bahagi ng ika-20 siglo. - Russian engineer M. O. Dolivo-Dobrovolsky (1862-1919). Binuksan ng sistemang ito ang pinakamalawak na posibilidad ng paggamit ng industriya. enerhiyang elektrikal. Ang pinakamahalaga sa kanila:
- pagtitipid sa mga wire ng linya na kumokonekta sa istasyon sa consumer;
- ang posibilidad ng pagkuha ng umiikot na magnetic field na ginagamit sa tatlong-phase na motor.
Mga diagram ng koneksyon para sa mga three-phase circuit
Ang isang three-phase symmetrical EMF system ay nauunawaan bilang isang set ng tatlong sinusoidal EMF na may parehong frequency at amplitude, na inilipat sa phase ng 1200.
Ang graph ng kanilang mga agarang halaga ay ipinapakita sa Fig. 7.1., vector diagram - sa fig. 7.2. 
Three-phase emf system. nakuha gamit ang isang three-phase generator, sa mga grooves ng stator kung saan ang tatlong windings ay electrically na nakahiwalay sa bawat isa - yugto windings ng generator. Ang mga eroplano ng windings ay inilipat sa espasyo sa pamamagitan ng 1200. Kapag ang generator rotor ay umiikot, sinusoidal emfs ay sapilitan sa windings. pantay sa amplitude, ngunit inilipat sa phase ng 1200.
Upang makilala ang tatlong emfs. tatlong-phase generator mula sa bawat isa, sila ay itinalaga nang naaayon. Kung ang isa e.m.f. magpakilala , at humahantong sa pamamagitan ng 1200 -
Sa wiring diagram tatlong-phase generator inilalarawan bilang tatlong paikot-ikot na matatagpuan sa isang anggulo na 1200 sa bawat isa. 
Kapag konektado ng isang "bituin", ang mga terminal ng parehong pangalan (halimbawa, ang mga dulo) ng tatlong windings ay pinagsama sa isang node, na tinatawag na zero point ng generator at tinutukoy ng titik 0 (Fig. 7.3). Ang simula ng windings ng generator ay tinutukoy ng mga titik A, B, C.
Kapag ikinonekta ang windings ng generator na may "tatsulok", ang dulo ng unang winding ng generator ay konektado sa simula ng pangalawa, ang dulo ng pangalawa - sa simula ng pangatlo, ang dulo ng pangatlo - sa simula ng una (Larawan 7.4). 
Geometric na kabuuan ng emf sa isang tatsulok ay zero. Samakatuwid, kung walang load ang konektado sa mga terminal A, B, C, kung gayon walang kasalukuyang dumadaloy sa mga windings ng generator.
Ang kumbinasyon ng isang three-phase EMF system at isang three-phase load (o mga load at connecting wires) ay tinatawag tatlong-phase na circuit.
Ang mga alon na dumadaloy sa mga indibidwal na seksyon ng isang three-phase circuit ay inililipat na may kaugnayan sa bawat isa sa phase. Sa ilalim yugto Ang isang three-phase circuit ay nauunawaan bilang isang seksyon ng circuit kung saan ang parehong kasalukuyang dumadaloy. Kaya, depende sa isyung isinasaalang-alang, ang isang bahagi ay alinman sa isang seksyon ng isang three-phase circuit, o isang argumento ng isang sinusoidally na nagbabagong dami. Ang tatlong windings ng generator ay dapat na konektado sa load. Umiiral iba't-ibang paraan paikot-ikot na mga koneksyon. Ang pinaka-hindi matipid na paraan ay ang pagkonekta sa bawat paikot-ikot ng generator sa load na may dalawang wires, na mangangailangan ng anim na connecting wires. Upang makatipid ng pera, ang mga windings ng isang three-phase generator ay konektado sa isang "star" o "triangle", bilang isang resulta kung saan ang bilang ng mga connecting wire mula sa generator hanggang sa load ay nabawasan mula anim hanggang tatlo o sa apat.
Isaalang-alang ang mga paraan upang ikonekta ang isang three-phase generator sa isang three-phase load.
Ang diagram ng koneksyon na "bituin" - "bituin" na may neutral na kawad ay ipinapakita sa fig. 7.5.
Ang node na bumubuo sa tatlong dulo ng isang three-phase load kapag ikinonekta ng isang "star" ay tinatawag na zero point ng load at tinutukoy na 0 ". 
Ang wire na nagkokonekta sa mga zero point ng generator at ang load ay tinatawag na zero (neutral). Ang kasalukuyang ng neutral wire ay tinutukoy ng I0, ang positibong direksyon ng kasalukuyang ay mula sa node 0 "hanggang sa node 0. Ang mga wire na nagkokonekta sa mga terminal A, B, C ng generator na may load ay tinatawag na linear wires. Ang mga alon na dumadaloy sa pamamagitan ng mga linear wire ay tinatawag na linear, ang mga ito ay tinutukoy na IA, IB, IC Magkasundo tayo para sa positibong direksyon para sa kanila na kunin ang direksyon mula sa generator patungo sa load. Ang mga linear na kasalukuyang module ay madalas na itinalagang IL nang hindi nagpapahiwatig ng anumang karagdagang index. Ang pagtatalagang ito ay kadalasang ginagamit kapag agos ng linya ang modulo ay pareho. Ang boltahe sa pagitan ng mga wire ng linya ay tinatawag na boltahe ng linya at tinutukoy ng dalawang indeks, halimbawa UAB. Ang linear voltage module ay itinalagang UL.
Ang bawat isa sa tatlong windings ng generator ay tinatawag na generator phase. Ang bawat isa sa tatlong load ay tinatawag na load phase. Ang mga alon na dumadaloy sa kanila ay tinatawag na phase currents IF, at ang mga boltahe sa kanila ay tinatawag na phase o phase voltages UФ.
Ang circuit sa Fig. 7.6 ay tinatawag na "star - star" na walang neutral na kawad; sa Fig.7.7. - "bituin - tatsulok"; sa fig. 7.8. - "tatsulok - tatsulok", sa fig. 7.9. - "tatsulok - bituin". 
Depende sa pagkakasunud-sunod ng mga koneksyon, ang mga sumusunod ay nakikilala: mga uri ng mga koneksyon sa circuit:
1. Koneksyon ng serye.
2. Parallel na konektadong koneksyon.
3. Koneksyon sa anyo ng isang "polygon".
4. Koneksyon sa anyo ng isang "bituin".
Suriin natin ang mga tampok ng mga ganitong uri ng mga koneksyon sa chain.
Katangi-tanging katangian serial connection mga tanikala ay wala itong mga intermediate node. Bilang karagdagan, ang parehong kasalukuyang dumadaloy sa lahat ng mga elemento ng naturang koneksyon. Para sa kalinawan, ipinakita namin ang isang halimbawa ng naturang koneksyon sa figure sa ibaba.
Ang resulta ng isang serye na koneksyon ay ang kabuuan ng boltahe sa mga elemento. Kaya, halimbawa, ayon sa scheme na ipinapakita sa figure sa itaas:
Dapat pansinin na ang boltahe ay nakadirekta sa tapat ng direksyon ng kasalukuyang, dahil, alinsunod sa direksyon ng arrow ng pinagmulan, ang positibong terminal nito ay nasa kanan, at ang negatibong terminal ay nasa kaliwa. Ang boltahe ay may pare-parehong direksyon mula plus hanggang minus.
Pati na rin ang mga boltahe, ang mga resistensya na may ganitong uri ng koneksyon ay nagdaragdag. Ito ay maginhawa upang malinaw na ipakita ito gamit ang halimbawa ng isang serye na koneksyon sa isang circuit. direktang kasalukuyang, saan
Pangunahing katangian parallel na koneksyon ay ang parehong boltahe ay inilapat sa lahat ng mga sangay na konektado sa parallel. Ang figure sa ibaba ay nagpapakita ng isang halimbawa ng isang parallel na koneksyon.
Sa kaso ng isang parallel na koneksyon ng mga circuits, ang mga boltahe sa mga sanga nito ay summed up. Ito ay makikita sa halimbawa ng diagram sa itaas.
Ang katumbas na paglaban sa parallel na koneksyon ng mga sanga ay matatagpuan sa pamamagitan ng paghahanap para sa katumbas na kondaktibiti ng circuit. Ang katumbas na conductance ng mga circuit ay katumbas ng kabuuan ng conductance ng mga sanga. Ang conductivity ay ang kapalit ng paglaban. Ang yunit ng conductivity ay Siemens (cm). Para sa kadalian ng pag-unawa, magbibigay kami ng isang halimbawa ng isang parallel na koneksyon sa isang DC circuit.
Koneksyon ng polygon chain may ilang uri. Ang pinakasimple sa kanila ay ang tatsulok. Makikita mo ito sa Figure 26.
Mayroon lamang isang serye na koneksyon ng mga circuit sa figure na ito. Ito ang paglaban ng R1 at EMF E1. Kasabay nito, maraming mga koneksyon sa uri ng "tatsulok" ay maaaring makilala. Kaya, ang mga resistances R2, R4, R5 ay bumubuo sa mga gilid ng "tatsulok" na may mga vertices A, B, D. Ang mga resistances R3, R4, R6 ay bumubuo sa mga gilid ng "triangle" na may mga vertices B, C, D. Ang sangay na R1 at E1 at ang mga sanga ng R2, R3 ay ang mga gilid din ng tatsulok. Ang mga vertices nito ay A, B, C. Ang isang koneksyon ng bituin ay maaaring mabuo mula sa isang tatsulok na koneksyon.
Sa parehong diagram ng Figure 26, ang mga koneksyon ng bituin ay maaaring makilala. Kaya, ang mga resistances R2, R3, R4 ay "star" rays na nagtatagpo sa node B. Ang star rays R4, R5, R6 converge sa node D. Alinsunod dito, ang koneksyon ng "star" circuits ay maaaring mabago sa isang katumbas koneksyon sa delta.
Ang pag-unlad ng mga sistema ng multiphase ay hinimok sa kasaysayan. Ang pananaliksik sa lugar na ito ay sanhi ng mga kinakailangan ng pagbuo ng produksyon, at ang tagumpay sa pagbuo ng mga multiphase system ay pinadali ng mga pagtuklas sa pisika ng mga electrical at magnetic phenomena.
Ang pinakamahalagang kinakailangan para sa pagbuo ng mga multi-phase electrical system ay ang pagtuklas ng phenomenon ng umiikot na magnetic field (G. Ferraris at N. Tesla, 1888). Ang mga unang de-koryenteng motor ay dalawang-phase, ngunit mayroon silang mababang pagganap. Ang three-phase system ay naging pinaka-makatuwiran at promising, ang pangunahing bentahe kung saan tatalakayin sa ibaba. Ang isang mahusay na kontribusyon sa pagbuo ng mga three-phase system ay ginawa ng natitirang Russian electrical engineer na M.O.
Ang pinagmulan ng three-phase boltahe ay isang three-phase generator, sa stator kung saan (tingnan ang Fig. 1) ay inilalagay three-phase winding. Ang mga yugto ng paikot-ikot na ito ay nakaayos sa paraang ang kanilang mga magnetic axes ay inilipat sa espasyo na may kaugnayan sa bawat isa ng el. masaya. Sa fig. 1, ang bawat stator phase ay conventionally na ipinapakita bilang isang solong pagliko. Ang simula ng mga windings ay karaniwang tinutukoy ng malalaking titik mga titik A, B, C, at ang mga dulo ay ayon sa pagkaka-capitalize x, y, z. Ang EMF sa nakapirming stator windings ay sapilitan bilang isang resulta ng pagtawid sa kanilang mga liko sa pamamagitan ng isang magnetic field na nilikha ng kasalukuyang ng umiikot na rotor excitation winding (sa Fig. 1, ang rotor ay conventionally na ipinapakita bilang isang permanenteng magnet, na ginagamit sa pagsasanay. sa medyo mababang kapangyarihan). Kapag ang rotor ay umiikot sa isang pare-parehong bilis, ang pana-panahong pagbabago ng sinusoidal EMFs ng parehong dalas at amplitude ay sapilitan sa mga windings ng stator phase, ngunit naiiba dahil sa isang spatial shift mula sa bawat isa sa phase sa pamamagitan ng rad. (tingnan ang Fig. 2).
Ang mga tatlong-phase na sistema ay kasalukuyang pinaka-malawak na ginagamit. Ang lahat ng malalaking planta ng kuryente at mga mamimili ay nagpapatakbo sa tatlong-phase na kasalukuyang, na nauugnay sa isang bilang ng mga pakinabang ng mga three-phase na circuit kaysa sa mga single-phase, ang pinakamahalaga sa mga ito ay:
Matipid na paghahatid ng kuryente sa malalayong distansya;
Ang pinaka maaasahan at matipid, na nakakatugon sa mga kinakailangan ng isang pang-industriyang electric drive, ay isang asynchronous na motor na may rotor ng squirrel-cage;
Ang posibilidad ng pagkuha ng isang umiikot na magnetic field gamit ang nakapirming windings, kung saan ang operasyon ng kasabay at induction motors, pati na rin ang isang bilang ng iba pang mga de-koryenteng aparato;
Balanse ng simetriko na tatlong-phase na sistema.
Upang isaalang-alang ang pinakamahalaga mga katangian ng balanse three-phase system, na mapapatunayan sa ibaba, ipinakilala namin ang konsepto ng simetrya ng isang multi-phase system.
Ang EMF system (boltahe, alon, atbp.) ay tinatawag simetriko kung ito ay binubuo ng m pantay na modulo EMF vectors (voltages, currents, atbp.) na inilipat sa phase na may kaugnayan sa bawat isa sa pamamagitan ng parehong anggulo. Sa partikular, ang vector diagram para sa isang simetriko EMF system na naaayon sa isang three-phase system ng sinusoids sa fig. 2 ay ipinapakita sa fig. 3.
 |
|
| Fig.3 | Fig.4 |
Sa mga asymmetric system, ang dalawang-phase system na may 90-degree na phase shift ay ang pinakadakilang praktikal na interes (tingnan ang Fig. 4).
Ang lahat ng simetriko na three- at m-phase (m>3) na sistema, pati na rin ang dalawang-phase system, ay balanse. Nangangahulugan ito na kahit na sa mga indibidwal na yugto ang instantaneous power pulsates (tingnan ang Fig. 5, a), nagbabago sa isang panahon hindi lamang ang halaga, ngunit sa pangkalahatang kaso din ang sign, ang kabuuang instantaneous power ng lahat ng phase ay nananatiling pare-pareho sa buong panahon. panahon ng sinusoidal EMF (tingnan ang Fig. 5, b).
Ang balanse ay ang pinaka-praktikal na kahalagahan. Kung ang kabuuang agarang kapangyarihan ay pumipintig, pagkatapos ay isang pulsating torque ang kikilos sa baras sa pagitan ng turbine at ng generator. Ang ganitong variable na mekanikal na pagkarga ay magkakaroon ng masamang epekto sa planta ng pagbuo ng kuryente, na binabawasan ang buhay ng serbisyo nito. Ang parehong mga pagsasaalang-alang ay nalalapat sa polyphase motors.
Kung ang simetrya ay nasira (ang dalawang-phase na sistema ng Tesla, dahil sa pagiging tiyak nito, ay hindi isinasaalang-alang), kung gayon ang balanse ay nasira din. Samakatuwid, sa sektor ng enerhiya, mahigpit nilang sinusubaybayan na ang pagkarga ng generator ay nananatiling simetriko.
Mga diagram ng koneksyon para sa mga three-phase system
Ang isang three-phase generator (transformer) ay may tatlong output windings, magkapareho sa bilang ng mga pagliko, ngunit ang pagbuo ng EMF, na inilipat sa phase ng 1200. Maaaring gamitin ang isang sistema kung saan ang mga phase ng generator winding ay hindi galvanically konektado sa isa't isa . Ito ang tinatawag na nakadiskonektang sistema. Sa kasong ito, ang bawat yugto ng generator ay dapat na konektado sa receiver na may dalawang wire, i.e. magkakaroon ng anim na wire na linya, na hindi matipid. Sa bagay na ito, ang mga naturang sistema ay hindi natanggap malawak na aplikasyon sa pagsasanay.
Upang mabawasan ang bilang ng mga wire sa linya, ang mga phase ng generator ay galvanically konektado sa bawat isa. Mayroong dalawang uri ng koneksyon: sa isang bituin at sa isang tatsulok. Sa turn, kapag nakakonekta sa isang bituin, ang sistema ay maaaring tatlo- at apat na kawad.
koneksyon ng bituin
Sa fig. Ang 6 ay nagpapakita ng isang three-phase system kapag ikinokonekta ang mga phase ng generator at ang load sa isang bituin. Narito ang mga wire na AA', BB' at CC' ay mga wire ng linya.
Linear tinatawag na wire na nagkokonekta sa simula ng mga phase ng winding ng generator at receiver. Ang punto kung saan ang mga dulo ng mga phase ay konektado sa isang karaniwang node ay tinatawag neutral(sa Fig. 6, N at N 'ay ang mga neutral na punto ng generator at ang load, ayon sa pagkakabanggit).
Ang wire na nagkokonekta sa mga neutral na punto ng generator at receiver ay tinatawag neutral(ipinakita sa tuldok-tuldok na linya sa Fig. 6). Ang tatlong-phase system kapag nakakonekta sa isang bituin na walang neutral na wire ay tinatawag tatlong-kawad, na may neutral na kawad apat na kawad.
Ang lahat ng dami na nauugnay sa mga phase ay tinatawag mga variable ng phase, sa linya linear. Tulad ng makikita mula sa diagram sa Fig. 6, kapag nakakonekta sa isang bituin, ang linya ng mga alon at ay katumbas ng kaukulang yugto ng alon. Kung mayroong isang neutral na kawad, ang kasalukuyang nasa neutral na kawad 
. Kung ang sistema ng mga alon ng phase ay simetriko, kung gayon . Samakatuwid, kung ang simetrya ng mga alon ay ginagarantiyahan, kung gayon ang neutral na kawad ay hindi kinakailangan. Tulad ng ipapakita sa ibaba, ang neutral na kawad ay nagpapanatili ng simetrya ng mga boltahe sa load kapag ang load mismo ay hindi balanse.
(ang paunang yugto nito ay zero), binibilang namin ang mga pagbabago sa phase ng mga linear na boltahe na may paggalang sa axis na ito, at ang kanilang mga module ay tinutukoy alinsunod sa (4). Kaya para sa mga linear na boltahe at sa isang tatsulok na kasalukuyang dadaloy short circuit. Samakatuwid, para sa isang tatsulok, kinakailangan na mahigpit na obserbahan ang pagkakasunud-sunod ng mga yugto ng pagkonekta: ang simula ng isang yugto ay konektado sa dulo ng isa pa.
Ang diagram ng koneksyon ng generator at receiver phase sa isang tatsulok ay ipinapakita sa fig. 9.
Malinaw, kapag konektado sa isang tatsulok mga boltahe ng linya katumbas ng kaukulang yugto. Ayon sa unang batas ng Kirchhoff, ang relasyon sa pagitan ng mga linear at phase na alon ng receiver ay tinutukoy ng mga relasyon.
Katulad nito, ang mga linear na alon ay maaaring ipahayag sa mga tuntunin ng mga agos ng phase generator.
Sa fig. Ang 10 ay nagpapakita ng isang vector diagram ng isang simetriko na sistema ng mga linear at phase na alon. Ipinapakita ng pagsusuri nito na may simetrya ng mga alon
| . | (5) |
Sa konklusyon, tandaan namin na bilang karagdagan sa mga koneksyon ng star-star at triangle-delta na isinasaalang-alang, ang mga star-triangle at triangle-star scheme ay ginagamit din sa pagsasanay.
Panitikan
- Mga pangunahing kaalaman teorya ng circuit: Proc. para sa mga unibersidad /G.V.Zeveke, P.A.Ionkin, A.V.Netushil, S.V.Strakhov. –5th ed., binago. -M.: Energoatomizdat, 1989. -528s.
- Bessonov L.A. Batayang teoretikal electrical engineering: Mga de-koryenteng circuit. Proc. para sa mga mag-aaral ng mga espesyalidad ng elektrikal, enerhiya at paggawa ng instrumento ng mga unibersidad. –ika-7 ed., binago. at karagdagang –M.: Mas mataas. paaralan, 1978. -528s.
