Beregning av fase- og linjeverdier for trefasestrøm

En trefasegenerator har tre enfase uavhengige statorviklinger hvis start og ende er forskjøvet med henholdsvis 120 el. hagl, eller ved å splitte i 2/3 stolper, dvs. med 2/3 av avstanden mellom sentrene til de motsatte polene (fig. 1). En enfaset vekselstrøm genereres i hver av de tre viklingene. Strømmene til en enfaset vikling er gjensidig forskjøvet med 120 el. hagl, altså i 2/3 av perioden. Dermed er en trefasestrøm tre enfasestrømmer forskjøvet i tid med 2/3 av perioden (120 °).

På ethvert tidspunkt, den algebraiske summen av de tre øyeblikkelige: verdier av a. etc. c. de individuelle fasene er null. Derfor, i stedet for seks terminaler (for tre uavhengige enfaseviklinger), er det bare tre terminaler på generatoren, eller fire når nullpunktet er indikert. Avhengig av hvordan de enkelte fasene er tilkoblet og hvordan de er koblet til nettet, kan en stjerne- eller trekantforbindelse oppnås.

Begynnelsen av spolene er angitt nedenfor med bokstavene A, B, C, og deres ender med bokstavene X, Y, Z.

Ris. 1. Trefase generator

a) Stjerneforbindelse.

Ved tilkopling i en stjerne kobles endene av fasene X, Y, Z (fig. 2) sammen og koblingsnoden kalles nullpunktet. Noden kan ha en terminal — den såkalte nøytrale ledningen (fig. 272), vist med en stiplet linje — eller være uten terminal.

Når du er koblet til en stjerne med en nøytral ledning, kan du få to spenninger: linjespenning Ul mellom ledere av separate faser og fasespenning Uf mellom fase og nullleder (fig. 2). Forholdet mellom linje- og fasespenning uttrykkes som følger: Ul = Uph ∙ √3.

Ris. 2. Stjerneforbindelse

Strømmen som går i ledningen (nettverket) går også gjennom faseviklingen (fig. 2), dvs. Il = Iph.

b) Sammenkobling i en trekant.

Koblingen av fasene i en trekant oppnås ved å koble sammen endene og begynnelsen av fasene i henhold til fig. 3, dvs. AY, BZ, CX. I en slik forbindelse er det ingen nøytral leder og fasespenningen er lik linjespenningen mellom de to lederne på linjen Ul = Uf. Imidlertid er strømmen i ledningen Il (nett) større enn strømmen i fasen Iph, nemlig: Il = Iph ∙ √3.

Ris. 3. Deltakobling

I et trefasesystem, når som helst, hvis strømmen i en spole flyter fra ende til ende, så flyter den i de to andre fra ende til ende. For eksempel, i fig. 2 i den midtre spolen AX går fra A til X og i de ytre spolene fra Y til B og fra Z til C.

Diagrammet (fig. 4) viser hvordan tre identiske viklinger kobles til motorklemmene i stjerne eller trekant.

Ris. 4. Koblingsviklinger i stjerne og trekant

Regneeksempler

1. En generator med tilkoblet statorvikling som vist i fig. 5 krets, ved en nettspenning på 220 V, forsyner den tre identiske lamper med en motstand på 153 Ohm med strøm.Hvilken spenning og strøm har hver lampe (fig. 5)?

Ris. 5.

I henhold til koblingen har lampene en fasespenning Uf = U / √3 = 220 / 1.732 = 127 V.

Lampestrøm If = Uph / r = 127/153 = 0,8 A.

2. Bestem kretsen for å slå på tre lamper i fig. 6, spenningen og strømmen til hver lampe med en motstand på 500 Ohm, koblet til en strømforsyning med en nettspenning på 220 V.

Lampestrøm I = Ul / 500 = 220/500 = 0,45 A.

Ris. 6.

3. Hvor mange volt skal voltmeter 1 vise hvis voltmeter 2 viser en spenning på 220 V (fig. 7)?

Ris. 7.

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

4. Hvilken strøm indikerer amperemeter 1 hvis amperemeter 2 indikerer en strøm på 20 A når den er koblet i delta (fig. 8)?

Ris. åtte.

Hvis = Il / √3 = 20 / 1,73 = 11,55 A.

I en deltaforbindelse er strømmen i forbrukerens fase mindre enn i ledningen.

5. Hvilken spenning og strøm vil bli vist av måleenheter 2 og 3 koblet til fasen, hvis voltmeteret 1 viser 380 V, og motstanden til forbrukerens fase er 22 Ohm (fig. 9)?

Ris. ni.

Voltmeter 2 viser fasespenningen Uf = Ul / √3 = 380 / 1,73 = 220 V. og amperemeter 3 viser fasestrømmen If = Uf / r = 220/22 = 10 A.

6. Hvor mange ampere viser amperemeteret 1 hvis motstanden til en fase til forbrukeren er 19 ohm med et spenningsfall over den på 380 V, som vises av voltmeteret 2, koblet i henhold til fig. ti.

Ris. ti.

Fasestrøm Iph = Uph / r = Ul / r = 380/19 = 20 A.

Brukerstrømmen i henhold til avlesningen av amperemeteret 1 Il = Iph ∙ √3 = 20 ∙ 1,73 = 34,6 A. (Fasen, dvs. siden av trekanten, kan representere viklingen til en maskin, transformator eller annen motstand.)

7. Asynkronmotor i fig.2 har en stjernekoblet vikling og er koblet til et trefasenett med nettspenning Ul = 380 V. Hva blir fasespenningen?

Fasespenningen vil være mellom nullpunktet (terminalene X, Y, Z) og hvilken som helst av terminalene A, B, C:

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

8. Viklingen til induksjonsmotoren i forrige eksempel lukkes i en trekant ved å koble til klemmene til motorskjoldet i henhold til fig. 3 eller 4. Et amperemeter koblet til linjelederen viser en strøm Il = 20 A. Hvilken strøm går gjennom statorviklingen (fasen)?

Linjestrøm Il = Iph ∙ √3; Hvis = Il / √3 = 20 / 1,73 = 11,56 A.