Hodnoty napětí, proudu a výkonu pro zapojení do hvězdy a trojúhelníku

Doposud jsme studovali střídavý proud, který vytvářel jeden zářič. d.s. Tento proud se nazývá jednofázový střídavý proud. Systém tří jednofázových proudů vytvořených třemi emf. d.s. stejné frekvence, ale posunuté vůči sobě o jednu třetinu periody (120°), se nazývá třífázový proud.

Zatížení v třífázovém elektrickém obvodu je rozděleno na symetrické a asymetrické.

Při symetrické zátěži se fázové odpory shodují jak velikostí, tak povahou.

Zatížení je považováno za asymetrické, když odpor alespoň jedné z fází není roven odporům ostatních fází.

Ke zvýšení vysílacího výkonu bez zvýšení síťového napětí, ke snížení pulsací napětí v napájecích zdrojích, ke snížení počtu vodičů při připojování zátěže k napájecímu zdroji se používají různá schémata připojení pro vinutí zdrojů energie a spotřebitelů („hvězda“ a „trojúhelník“).

Vinutí generátorů a přijímačů při práci s 3fázovými sítěmi lze připojit pomocí dvou schémat: hvězda a trojúhelník. Tyto obvody mají mezi sebou několik rozdílů a také se liší proudovým zatížením. Proto před připojením elektrických strojů je nutné zjistit rozdíl v těchto dvou schématech – “hvězda” a “trojúhelník”.

Spojení různých vinutí podle schématu „hvězda“ zahrnuje jejich připojení v jednom bodě, který se nazývá nula (neutrální) a je na schématech označen jako „O“ nebo x, y, z. Neutrální bod může být připojen k neutrálnímu bodu zdroje energie, ale ne ve všech případech je takové spojení přítomno. Pokud takové připojení existuje, pak je takový systém považován za 4vodičový, a pokud takové připojení neexistuje, pak za 3vodičový.

S tímto schématem nejsou konce vinutí připojeny k jednomu bodu, ale jsou připojeny k jinému vinutí. To znamená, že výsledný obvod má podobný vzhled jako „trojúhelník“ a vinutí jsou navzájem zapojena do série.

Je třeba poznamenat, že rozdíl od hvězdicového obvodu je v tom, že v obvodu trojúhelníku je systém pouze 3vodičový, protože neexistuje žádný společný bod.

V trojúhelníkovém obvodu, když je zátěž vypnutá a EMF je symetrické, je 0.

Fázové a lineární veličiny.

V 3fázových napájecích sítích existují dva typy proudu a napětí – fáze a vedení.

Fázové napětí je jeho hodnota mezi koncem a začátkem fáze přijímače.

V jedné fázi přijímače protéká fázový proud.

Při použití hvězdicového obvodu jsou fázová napětí U a, U b, U c,

a fázové proudy jsou I a , I b , I c .

Při použití schématu „trojúhelníku“ pro zátěž nebo vinutí generátoru jsou fázová napětí U aв, Ubс, Uca a fázové proudy jsou I ac, I bс, I cа.

Hodnoty lineárního napětí se měří mezi počátky fází nebo mezi lineárními vodiči. Síťový proud teče ve vodičích mezi zdrojem energie a zátěží.

V případě zapojení do hvězdy se proudy ve vedení rovnají fázovým proudům a napětí ve vedení se rovnají U ab, U bc, U ca.

V zapojení „trojúhelník“ je vše naopak – fázové a síťové napětí jsou stejné a proudy ve vedení jsou rovné I a , I b , I c .

Velký význam je při analýze a výpočtu 3fázových obvodů kladen na směr EMF napětí a proudů, protože jeho směr ovlivňuje vztah mezi vektory na diagramu.

Mezi těmito schématy je podstatný rozdíl. Pojďme zjistit, proč se v různých elektrických instalacích používají různé obvody a jaké jsou jejich vlastnosti.

Při spouštění elektromotoru má rozběhový proud zvýšenou hodnotu, která je několikanásobně větší než jeho jmenovitá hodnota. Pokud se jedná o mechanismus s nízkou spotřebou, ochrana nemusí fungovat. Při zapnutí silného elektromotoru určitě zafunguje ochrana, která vypne napájení, což způsobí pokles napětí na nějakou dobu a spálené pojistky nebo vypnutí jističů. Elektromotor bude pracovat při nízké rychlosti, která je nižší než jmenovitá rychlost.

Je vidět, že v důsledku vysokého zapínacího proudu vzniká mnoho problémů. Je potřeba nějak snížit jeho hodnotu.

Chcete-li to provést, můžete použít několik metod:

• Připojte reostat, sytič nebo transformátor pro spuštění elektromotoru.
• Změňte typ připojení vinutí rotoru elektromotoru.

V průmyslu se používá hlavně druhá metoda, protože je nejjednodušší a poskytuje vysokou účinnost. Funguje zde princip přepínání vinutí elektromotoru na obvody jako hvězda a trojúhelník. To znamená, že když je motor spuštěn, jeho vinutí mají „hvězdové“ zapojení, po sadě provozních rychlostí se schéma zapojení změní na „trojúhelník“. Naučili se automatizovat tento proces přepínání v průmyslovém prostředí.

V elektromotorech je vhodné použít dvě schémata najednou – “hvězda” a “trojúhelník”. Neutrál zdroje energie musí být připojen k nulovému bodu, protože při použití takových obvodů existuje zvýšená pravděpodobnost nevyváženosti fázových amplitud. Neutrál zdroje kompenzuje tuto asymetrii, ke které dochází v důsledku různých indukčních odporů vinutí statoru.

Konstrukce vektorových diagramů (viz video na odkazu:

Hvězdicové spojení má důležité výhody:

• Hladký rozběh elektromotoru.
• Umožňuje elektromotoru pracovat s deklarovaným jmenovitým výkonem odpovídajícím pasu.
• Elektromotor bude mít normální provozní režim v různých situacích: s vysokým krátkodobým přetížením, s dlouhodobým menším přetížením.
• Během provozu se skříň motoru nepřehřívá.

Hlavní výhodou trojúhelníkového obvodu je získání nejvyššího možného provozního výkonu z elektromotoru. Je vhodné udržovat provozní režimy podle pasu motoru. Při studiu elektromotorů s trojúhelníkovým obvodem se ukázalo, že jeho výkon se ve srovnání s hvězdicovým obvodem zvyšuje 3krát.

Při zvažování generátorů jsou obvody hvězdy a trojúhelníku parametry podobné provozu elektromotorů. Výstupní napětí generátoru bude vyšší v zapojení do trojúhelníku než v zapojení do hvězdy. S rostoucím napětím však proud klesá, protože podle Ohmova zákona jsou tyto parametry navzájem nepřímo úměrné.

Proto můžeme dojít k závěru, že s různými připojeními konců vinutí generátoru lze získat dvě různé jmenovité hodnoty napětí. U moderních výkonných elektromotorů se při spouštění okruhu automaticky přepíná hvězda a trojúhelník, protože to umožňuje snížit proudové zatížení, ke kterému dochází při spouštění motoru.

Procesy, ke kterým dochází při změně hvězdy a trojúhelníku v různých případech.

Změnou obvodu se zde rozumí zapnutí rozvaděčů a ve svorkovnicích elektrických přístrojů za předpokladu, že jsou k dispozici svorky vinutí.

Vinutí generátoru a transformátoru.

Při přechodu z hvězdy na trojúhelník se napětí snižuje z 380 na 220 voltů, výkon zůstává stejný, protože fázové napětí se nemění, i když se proud linky zvyšuje 1,73krát.

Při přepnutí zpět dochází k opačným jevům: lineární napětí se zvyšuje z 220 na 380 voltů a fázové proudy se nemění, ale lineární proudy se snižují 1,73krát. Můžeme tedy dojít k závěru, že pokud je výstup všech konců vinutí, pak sekundární vinutí transformátoru a generátorů lze použít pro dva typy napětí, které se liší 1,73 krát.

Při přepnutí z “hvězdy” na “trojúhelník” lampy vyhoří. Pokud je spínání provedeno opačně, za předpokladu, že lampy svítily normálně v trojúhelníku, budou lampy hořet tlumeným světlem. Bez nulového vodiče mohou být lampy zapojeny do hvězdy za předpokladu, že jejich výkon je stejný a rovnoměrně rozdělený mezi fázemi. Tento typ spojení se používá u divadelních lustrů.

Podívejme se na příklady řešení problémů.

Osvětlení budovy je napájeno čtyřvodičovou třífázovou sítí se síťovým napětím U L = 380 V. První patro je napájeno fází “A” a spotřebuje 1760 W výkonu, druhé – fází “B” a spotřebuje 2200 W výkonu, třetí – fází “C”, jeho výkon je 2640 W. Nakreslete elektrické schéma obvodu, vypočítejte proudy spotřebované každou fází a proud v nulovém vodiči, vypočítejte činný výkon celé zátěže. Sestavte vektorový diagram.

Analýza a řešení problému 1

Schéma zapojení je na Obr. 1

Osvětlovací lampy jsou zapojeny do hvězdy s neutrálním vodičem.

Výpočet fázových napětí a proudů. Při zapojení do hvězdy U L = U F, tedy U F = U L / = 380 / = 220 V. Zátěž osvětlení má účiník cos φ = 1, proto P F = U F · I F a fázové proudy se budou rovnat:

IA = PA/UF = 1760/220 = 8 A; IB = PB / U Ф = 2200 / 220 = 10 A; IC = PC / U Ф = 2640 / 220 = 12 A.

Konstrukce vektorového diagramu a určení proudu v nulovém vodiči.

Vektorový diagram je znázorněn na Obr. 6.27. Jeho konstrukci začínáme rovnostranným trojúhelníkem síťových napětí Ú AB, Ú BC, Ú CA a symetrickou hvězdou fázových napětí Ú a, Ú b, Ú c. Při této konstrukci lze napětí mezi libovolnými body diagramu nalézt jako vektor spojující odpovídající body diagramu, proto se diagram nazývá topografický.

Proudy fází Í A, Í B, Í C jsou každý spojeny se svým vlastním napětím; v našem případě za podmínky φ = 0 a proudy jsou ve fázi s napětími. Proud v nulovém vodiči Í N = Í A + Í B + Í C . Podle konstrukce (v měřítku) je hodnota Í N = 2,5 A.

Výpočet činného výkonu v obvodu.

Činný výkon obvodu se rovná součtu výkonů jeho fází:

P = PA + PB + PC = 1760 + 2200 + 2640 = 6600 W.

2. Odpovězte na sebehodnotící otázky:

Otázky pro sebeovládání:

1. Co je to symetrická třífázová napěťová soustava? Jaký je rozdíl mezi systémy s přímým a reverzním sledem fází (střídáním)? Zobrazit na vektorových diagramech.

2. Jak jsou označeny (označeny) začátky a konce fází třífázových zdrojů a spotřebičů? Jak je spojit do hvězdy a trojúhelníku?

3. Uveďte definici fázového a síťového napětí. Jaký je vztah mezi síťovým a fázovým napětím na svorkách generátoru zapojeného do hvězdy?

4. Uveďte definici fázových a linkových proudů. Jaký je vztah mezi těmito proudy, když je přijímač zapojen do hvězdy?

5. Jaké zatížení se nazývá symetrické?

6. Jak vypočítat fázové proudy přijímače zapojeného do hvězdy, jsou-li známa síťová napětí zdroje a fázové odpory přijímače?

7. V jakých případech se používá čtyřvodičový napájecí systém? Jaký je význam neutrálního vodiče?

8. Jak vypočítat proud v nulovém vodiči?

9. Jaký je vztah mezi síťovým a fázovým napětím, když jsou fáze zdroje nebo přijímače spojeny do trojúhelníku?

10. Jak vypočítat fázové a svodové proudy přijímače zapojeného do trojúhelníku, je-li známo síťové napětí zdroje a fázový odpor přijímače?

11. Jaký je vztah mezi linkovým a fázovým proudem symetrického přijímače zapojeného do trojúhelníku?

12. Může být proud v nulovém vodiči nulový?

13. Jak se změní provozní režim obvodu, pokud se motor zapne v jedné z fází místo osvětlení?

14. Jaké proudy se změní, dojde-li k přerušení jedné z fází?

15. Jak se změní provozní režim obvodu, když se přeruší nulový vodič?

K tématu: metodologický vývoj, prezentace a poznámky

„Funkce nápravné práce ke snížení agrese u mladších školáků s mentálním postižením“

Domácí psychologové (S.L. Kolosová, I.A. Furmanov, A.A. Aladyin a další) poznamenávají, že již v základních ročnících je velké množství žáků s různými poruchami chování, mezi které patří

Kurz studenta Pauciaka A.V. — vůdce Lonshakova O.N. na téma – Vlastnosti sociální práce v zahraničí, její odlišnost od ruské sociální práce

Kurz studenta Pauciaka A.V. — vůdce Lonshakova O.N. na téma – Vlastnosti sociální práce v zahraničí, její odlišnosti od ruské sociální práce.

Prezentace k semestrální práci studenta specializace 040401 Sociální práce Pauchak A.V. , vedoucí – Lonshakova O.N. na téma – rysy sociální práce v zahraničí, její odlišnost od ruské sociální práce

Prezentace k semestrální práci studenta specializace 040401 “Sociální práce” Pauchak A.V. , vedoucí – Lonshakova O.N. na téma – rysy sociální práce v zahraničí, její odlišnosti.

Zvláštnosti logopedické práce s „neřečovými dětmi“ s komplexní vadou

Vlastnosti logopedické práce s „neřečovými dětmi“, které mají komplexní vadu.

Zvláštnosti výchovné práce s mladými sportovci

Zvyšující se role tělesné výchovy jako prostředku výchovy mladých sportovců vede ke zvýšeným nárokům na výchovnou práci ve sportovních školách. Zároveň jsem důležitou podmínkou úspěšné práce.

Rysy choreografické práce se žáky ZŠ

Abstrakt “Rysy choreografické práce se žáky základní školy”.

Článek na téma “Funkce technologií práce s rodinou”

Sociální ochrana rodiny vyžadovala ve všech obdobích svého vývoje cílenou strategii poskytování pomoci, která by fungovala jako jakýsi nástroj řešení různých problémů. Taková strategie.

Objev velkého Faradaye vzoru: když vodič překročí siločáry magnetického pole, ve vodiči se indukuje elektromotorická síla, která způsobí proud v obvodu, ve kterém je tento vodič zahrnut – sloužil jako základ pro vytvoření elektrických generátorů s rotujícím rotorem – magnetem. V tomto případě se EMF indukuje ve vinutí statoru (viz – Praktická aplikace Faradayova zákona elektromagnetické indukce).

Výsledná napětí mohou být velmi odlišná: vše závisí na konstrukci generátoru, počtu vinutí ve statoru a způsobech jejich připojení. V praktické elektrotechnice je však nejrozšířenější třífázový sinusový proudový systém navržený vynikajícím ruským inženýrem M.O. Dolivo-Dobrovolsky v roce 1888 (57 let po Faradayově objevu).

Třífázový ze všech vícefázových systémů poskytuje nejekonomičtější přenos elektrické energie na dlouhé vzdálenosti a umožňuje vytvářet generátory, elektromotory a transformátory, které jsou spolehlivé v provozu a mají jednoduchou konstrukci. Ale tři vinutí lze připojit dvěma způsoby: „trojúhelník“ (obr. 1) a „hvězda“ (obr. 2).

Fázové napětí se nazývá Uph vytvořené jedním vinutím, lineární Ul je napětí mezi dvěma lineárními vodiči. Jinými slovy, fázové napětí je napětí mezi každým ze síťových vodičů a nulovým vodičem.

Při připojení symetrického generátoru do hvězdy je lineární napětí 1,73 krát větší než napětí fázové, tzn. Uk = 1,73•Uph. To vyplývá ze skutečnosti, že Ul je základna rovnoramenného trojúhelníku s ostrými úhly 30°: Ul = U_AB = Uph 2 cos 30° = 1,73•Uph.

Při připojení a zatížení do hvězdy se odpovídající proud vedení rovná fázovému proudu zátěže. Pokud je třífázové zatížení symetrické, bude proud v nulovém vodiči roven 0. V tomto případě potřeba nulového vodiče zcela zmizí a třífázový obvod se změní na třívodičový. Toto spojení se nazývá “hvězda-hvězda bez nulového vodiče”. Při symetrickém fázovém zatížení jsou lineární proudy 1,73krát větší než fázové proudy, Il = 1,73•3Iph.

Při zapojení třífázového generátoru s hvězdou se používají dvě napětí, čímž se toto zapojení odlišuje od zapojení do trojúhelníku. Ale když je zátěž připojena trojúhelníkem, všechny fáze jsou pod stejným lineárním napětím v číselné hodnotě, bez ohledu na fázový odpor, který je důležitý pro světelnou zátěž – žárovky.

Třífázový systém s nulovým vodičem se používá k napájení přijímačů dvou napětí, která se liší faktorem 1,73, například svítidla zapnuté fázové napětí a motory zapnuté síťové napětí.

Jmenovité napětí je určeno konstrukcí generátorů a způsobem připojení jejich vinutí.

Obrázek 3 ukazuje závislosti, které určují hodnotu výkonu pro obvod střídavého proudu pro zapojení do hvězdy a trojúhelníku.

Vzhledově jsou vzorce stejné, zdálo by se, že u těchto dvou typů elektrických obvodů nedochází k žádnému nárůstu nebo ztrátě výkonu. Ale nespěchejte se závěry.

Při opětovném připojení z trojúhelníku do hvězdy je každé fázové vinutí vystaveno 1,73krát nižšímu napětí, ačkoli síťové napětí zůstává stejné. Pokles napětí vede ke snížení proudu ve vinutích o stejný 1,73krát. A ještě něco – při zapojení do trojúhelníku byl lineární proud 1,73krát větší než fázový a nyní jsou tyto proudy stejné. V důsledku toho se lineární proud při opětovném připojení ke hvězdě snížil o 1,73 • 1,73 = 3krát.

Nový výkon je ve skutečnosti vypočítán pomocí stejného vzorce, ale nahrazením jiných hodnot!

Když je elektromotor znovu zapojen z trojúhelníku do hvězdy a napájen ze stejné sítě, výkon vyvinutý tímto motorem se sníží třikrát. Při přechodu z hvězdy na trojúhelníková vinutí generátorů nebo sekundárních vinutí transformátorů se napětí v síti sníží 3krát, například z 1,73 na 380 V.

Výkon generátoru nebo transformátoru zůstává stejný, protože napětí a proud v každém fázovém vinutí jsou zachovány, i když proud ve vodičích vedení vzroste faktorem 1,73. Při přepínání vinutí generátorů nebo sekundárních vinutí transformátorů z trojúhelníku do hvězdy dochází k opačným jevům: lineární napětí sítě se zvýší 1,73krát, proudy ve fázových vinutích zůstávají stejné, proudy v lineárních vodičích se sníží o 1,73 časy.

Telegramový kanál pro ty, kteří se chtějí každý den učit nové a zajímavé věci: Škola pro elektrikáře