Trīsfāzu strāvas fāzes un līnijas vērtību aprēķins

Trīsfāzu ģeneratoram ir trīs vienfāzes neatkarīgi statora tinumi, kuru sākums un beigas ir attiecīgi pārvietoti par 120 el. krusa, vai sadalot 2/3 polos, ti. ar 2/3 attāluma starp pretējo polu centriem (1. att.). Katrā no trim tinumiem tiek ģenerēta vienfāzes maiņstrāva. Vienfāzes tinuma strāvas ir savstarpēji kompensētas par 120 el. krusa, tas ir, 2/3 perioda. Tādējādi trīsfāzu strāva ir trīs vienfāzes strāvas, kas nobīdītas laikā par 2/3 perioda (120 °).

Jebkurā laika momentā trīs momentāno vērtību algebriskā summa: vērtības a. utt. c) atsevišķas fāzes ir nulle. Tāpēc sešu spaiļu vietā (trīs neatkarīgiem vienfāzes tinumiem) ģeneratoram ir izgatavoti tikai trīs spailes vai četri, ja ir norādīts nulles punkts. Atkarībā no tā, kā atsevišķas fāzes ir savienotas un kā tās ir savienotas ar tīklu, var iegūt zvaigznītes vai trīsstūra savienojumu.

Spolu sākumi ir norādīti zemāk ar burtiem A, B, C, bet to galus ar burtiem X, Y, Z.

Rīsi. 1. Trīsfāzu ģenerators

a) Zvaigžņu savienojums.

Savienojot zvaigznē, ir savienoti fāžu X, Y, Z (2. att.) gali un savienojuma mezglu sauc par nulles punktu. Mezglam var būt spaile — tā sauktais neitrālais vads (272. att.), kas apzīmēts ar pārtrauktu līniju — vai arī bez spailes.

Savienojot ar zvaigzni ar neitrālu vadu, jūs varat iegūt divi spriegumi: līnijas spriegums Ul starp atsevišķu fāžu vadītājiem un fāzes spriegums Uf starp fāzi un nulles vadītāju (2. att.). Attiecība starp līnijas un fāzes spriegumu tiek izteikta šādi: Ul = Uph ∙ √3.

Rīsi. 2. Zvaigznes savienojums

Strāva, kas plūst vadā (tīklā), arī plūst caur fāzes tinumu (2. att.), t.i. Il = Iph.

b) Savienojums trīsstūrī.

Fāžu savienojumu trīsstūrī iegūst, savienojot fāžu galus un sākumu saskaņā ar att. 3, t.i. AY, BZ, CX. Šādā savienojumā nav nulles vadītāja un fāzes spriegums ir vienāds ar līnijas spriegumu starp diviem līnijas vadītājiem Ul = Uf. Tomēr strāva līnijā Il (tīklā) ir lielāka par strāvu fāzē Iph, proti: Il = Iph ∙ √3.

Rīsi. 3. Delta savienojums

Trīsfāzu sistēmā jebkurā brīdī, ja vienā spolē strāva plūst no gala līdz galam, tad pārējās divās tā plūst no gala līdz galam. Piemēram, Fig. 2 vidējā spolē AX iet no A līdz X un ārējās spoles no Y uz B un no Z līdz C.

Diagramma (4. att.) parāda, kā trīs vienādi tinumi ir savienoti ar motora spailēm zvaigznē vai trīsstūrī.

Rīsi. 4. Savienojošie tinumi zvaigznē un trīsstūrī

Aprēķinu piemēri

1. Ģenerators ar pievienotu statora tinumu, kā parādīts attēlā. 5 ķēde, pie tīkla sprieguma 220 V, tas ar strāvu piegādā trīs identiskas lampas ar pretestību 153 omi.Kāds spriegums un strāva ir katrai lampai (5. att.)?

Rīsi. 5.

Saskaņā ar pieslēgumu lampām ir fāzes spriegums Uf = U / √3 = 220 / 1,732 = 127 V.

Lampas strāva Ja = Uph / r = 127/153 = 0,8 A.

2. Nosakiet ķēdi trīs lampu ieslēgšanai attēlā. 6, katras lampas spriegums un strāva ar pretestību 500 omi, kas savienota ar elektrotīklu ar tīkla spriegumu 220 V.

Lampas strāva I = Ul / 500 = 220/500 = 0,45 A.

Rīsi. 6.

3. Cik voltu jāuzrāda voltmetram 1, ja voltmetrs 2 rāda 220 V spriegumu (7. att.)?

Rīsi. 7.

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

4. Kādu strāvu norāda ampērmetrs 1, ja ampērmetrs 2 rāda 20 A strāvu, kad tas ir savienots trīsstūrī (8. att.)?

Rīsi. astoņi.

Ja = Il / √3 = 20 / 1,73 = 11,55 A.

Delta savienojumā strāva patērētāja fāzē ir mazāka nekā līnijā.

5. Kādu spriegumu un strāvu uzrādīs fāzei pievienotās mērierīces 2 un 3, ja voltmetrs 1 rāda 380 V, un patērētāja fāzes pretestība ir 22 Omi (9. att.)?

Rīsi. deviņi.

Voltmetrs 2 parāda fāzes spriegumu Uf = Ul / √3 = 380 / 1,73 = 220 V. un ampērmetrs 3 parāda fāzes strāvu If = Uf / r = 220/22 = 10 A.

6. Cik ampērus rāda ampērmetrs 1, ja patērētāja vienas fāzes pretestība ir 19 omi ar sprieguma kritumu pāri 380 V, ko parāda voltmetrs 2, kas savienots saskaņā ar att. desmit.

Rīsi. desmit.

Fāzes strāva Iph = Uph / r = Ul / r = 380/19 = 20 A.

Lietotāja strāva saskaņā ar ampērmetra rādījumu 1 Il = Iph ∙ √3 = 20 ∙ 1,73 = 34,6 A. (Fāze, t.i., trīsstūra mala, var attēlot mašīnas, transformatora vai citas pretestības tinumu.)

7. Asinhronais motors att.2 ir ar zvaigznīti savienots tinums un ir pieslēgts trīsfāžu tīklam ar tīkla spriegumu Ul = 380 V. Kāds būs fāzes spriegums?

Fāzes spriegums būs starp nulles punktu (spailes X, Y, Z) un jebkuru no spailēm A, B, C:

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

8. Iepriekšējā piemēra asinhronā motora tinumu noslēdz trīsstūrī, savienojot motora vairoga skavas saskaņā ar att. 3 vai 4. Ampermetrs, kas savienots ar līnijas vadītāju, rāda strāvu Il = 20 A. Kāda strāva plūst caur statora tinumu (fāzi)?

Līnijas strāva Il = Iph ∙ √3; Ja = Il / √3 = 20 / 1,73 = 11,56 A.