Bağlantı sırasına bağlı olarak, aşağıdakiler ayırt edilir: devre bağlantı türleri:
1. Seri bağlantı.
2. Paralel bağlantılı bağlantı.
3. "Çokgen" şeklinde bağlantı.
4. "Yıldız" şeklinde bağlantı.
Bu tür zincir bağlantılarının özelliklerini analiz edelim.
Ayırt edici özellik devrelerin seri bağlantısı ara düğümleri olmamasıdır. Ek olarak, böyle bir bağlantının tüm elemanlarında aynı akım akar. Netlik için, aşağıdaki şekilde böyle bir bağlantının bir örneğini gösterdik.
Ağa bağlı bir alıcı akımı geçer. Üç tür alıcı vardır. Dirençli Alıcı: Bu alıcıların bir miktar direnci vardır. . Saf dirençli bir devrede akım her zaman ve anında voltajın bir fonksiyonudur. Gerilim ve akım aynı fazdadır.
Direnç tarafından tüketilen güç, Bir süre bağlıyken, kWh cinsinden enerji tüketimi var.
- Endüktif alıcı: Bu, dirençli alıcıdan sonra en yaygın olanıdır.
- Bunlar sargılar.
Seri bağlantının sonucu, elemanlar arasındaki voltajın toplamıdır. Örneğin, yukarıdaki şekilde gösterilen şemaya göre:
Gerilimin akımın yönünün tersine yönlendirildiğine dikkat edilmelidir, çünkü kaynağın okunun yönüne göre pozitif terminali sağda ve negatif terminali soldadır. Voltaj artıdan eksiye sabit bir yöne sahiptir.
Alternatif olarak, enerji kullanılarak bir manyetik alan oluşturulur ve daha sonra alan enerji geri kazanımı ile kaldırılır. Akım-voltaj reaktif olarak ifade edilen reaktif enerjiyi bağımsız olarak tüketir. Teoride aktif enerji tüketimi yoktur, ancak kayıplar her zaman olduğu için çok az aktif enerji tüketimi vardır.
Kapasitif alıcı: Bu bir kapasitördür. . Kapasitif bir devrede akım, gerilimin 90° ilerisine veya 90° kaydırılır. Tamamen kapasitif bir devrede, akım olmasına rağmen aktif güç tüketimi de yoktur. Kondansatör, reaktif volt amper cinsinden ifade edilen reaktif enerji tüketir.
Gerilimlerin yanı sıra, bu tür bağlantılarda dirençler de toplanır. Bunu bir devredeki seri bağlantı örneğini kullanarak açıkça göstermek uygundur. doğru akım, nerede
Ana karakteristik paralel bağlantı paralel bağlı tüm dallara aynı voltajın uygulanmasıdır. Aşağıdaki şekil bir paralel bağlantı örneğini göstermektedir.
Reaktif güç hesaplanır. Karışık devreler: pratikte alıcı sadece direnç, öz veya kapasitanstan oluşmaz, bu üç alıcı bir arada bulunur. Paralel veya seri olarak yerleştirilirler. . Bu durumda, enerji faydalı veya aktif güç, W ile ifade edilir.
Elektromanyetik alanların etkisine dayanan motorlar, transformatörler ve tüketiciler. Yararlı çalışmaları için gereken enerji, manyetik alanlar yaratmak için gereken enerji. Akım ve voltajın ürününe görünür güç denir. Bu, aktif ve reaktif yeteneklerin bir vektör birleşimidir.
Devrelerin paralel bağlanması durumunda, dallarındaki gerilimler toplanır. Bu, yukarıdaki diyagram örneğinde görülebilir.
Dalların paralel bağlanmasında eşdeğer direnç, devrenin eşdeğer iletkenliği aranarak bulunur. Devrelerin eşdeğer iletkenliği, dalların iletkenliklerinin toplamına eşittir. İletkenlik direncin karşılığıdır. İletkenlik birimi Siemens'tir (cm). Anlama kolaylığı için, bir DC devresinde paralel bağlantı örneği vereceğiz.
Aktif ve görünen dereceler arasındaki açı φ harfi ile gösterilir. Elektronik görüntüleme cihazları da vardır. Bu, dağıtım kablolarının ve transformatörlerin aşırı yüklenmesine ve bunlarda kayıplarda artışa yol açar. Kablo Kayıpları: Bu kayıplar, akımın karesinin bir fonksiyonu olan Joule kayıpları tarafından üretilir.
Zayıf φ ayrıca voltaj düşüşüne neden olur güç kabloları Bu, alıcının gücünde ve performansında bir azalma anlamına gelir. Güç kaynağı hattındaki voltaj düşüşü formül kullanılarak hesaplanabilir. Demir kayıpları, transformatör tarafından emilen güce karşılık gelir.
Çokgen zincir bağlantısı birkaç türü vardır. Bunların en basiti üçgendir. Şekil 26'da görebilirsiniz.
Bu şekilde sadece bir seri devre bağlantısı vardır. Bu, R1 ve EMF E1 direncidir. Aynı zamanda, birkaç "üçgen" tipi bağlantı ayırt edilebilir. Böylece, R2, R4, R5 dirençleri A, B, D köşeleriyle "üçgenin" kenarlarını oluşturur. R3, R4, R6 dirençleri B, C, D köşeleriyle "üçgenin" kenarlarını oluşturur. R1 ve E1 dalı ve R2, R3 dalı da üçgenin kenarlarıdır. Köşeleri A, B, C'dir. Üçgen bağlantıdan yıldız bağlantısı oluşturulabilir.
Değer belirli bir değerin altındaysa fatura cezalandırılır. Aksi takdirde, bir bonus verilebilir. Güç faktörü düzeltmesi. Bu, alıcılar için yerel olarak ve kısmen gerekli olan reaktif enerjiyi üreten, ağ tarafından sağlanan reaktif enerjiyi azaltan kapasitör bankalarının kurulmasıyla sağlanır: reaktif enerji kompanzasyonu veya güç faktörü iyileştirme ilkesi budur.
Bir kapasitörün gücünün belirlenmesi. Doğrultucu, alternatif akımı doğru akıma dönüştürür. Çoğu doğrultucudaki çıkış akımı sabit değil, titreşimlidir. Dalgaları yumuşatmak için çeşitli filtreler kullanılır. Pek çok doğrultucu türü vardır. İşte bazı popüler sınıflandırmalar.
Şekil 26'daki aynı şemada yıldız bağlantıları ayırt edilebilir. Dolayısıyla, R2, R3, R4 dirençleri, B düğümünde birleşen "yıldız" ışınlarıdır. R4, R5, R6 yıldız ışınları D düğümünde birleşir. Buna göre, "yıldız" devrelerinin bağlantısı bir eşdeğere dönüştürülebilir. delta bağlantısı.
3.11 Üç fazlı devreler.
Cihazın türüne bağlı olarak - mekanik, tristör, transistör, diyot, güce ve düşük güce göre, dikey yarım periyot sayısına göre - bir, yarı dik, dalgasız, tam voltaj; fazlar - tek fazlı, iki fazlı, üç fazlı ve çok fazlı, köprü, gerilim çarpanı, trafo, galvanik bölme, kontrollü - kontrolsüz, kontrollü. Burada en yaygın doğrultucularla ilgileneceğiz: Glarus devresi ve Ilarionov devresi.
Şebeke devresi, AC'yi titreşimli akıma dönüştüren iki kutuplu bir köprü diyotudur. Alman fizikçi Leo Geitz'den esinlenilmiştir. Girişte sinüzoidal olmayabilecek alternatif bir voltaj uygulanır. Yarım döngülerin her birinde akım sadece iki diyottan geçer.
Üç fazlı devreler özel bir durumdur çok fazlı sistemler , hangi altında Aynı frekansa sahip ve birbirine göre bir açıyla faz kayması olan birkaç yük ve güç kaynağının kombinasyonunu anlamak . Her biri ayrı bir devre olarak kabul edilebilir ve faz denir sistemler .
Sonuç olarak çıkış, besleme voltajının iki katı frekansa sahip bir titreşimli voltajdır. 
Sıkı, titreşimsiz bir voltaj elde etmek için bir kondansatör kurulmalıdır, ancak bir jikle veya voltaj dengeleyicisi de olabilir.
Çift kutuplu tek kutuplu voltaj artırmanın avantajları açıktır: çıkış voltajı iki katına çıkar ve daha sonra bir kapasitör filtresiyle kolayca düzeltilebilir, bu da transformatörün ikincil sargısının kalıcı olarak sarılmasını önler ve verimliliği artırır.
Sistemin ayrı fazları elektriksel olarak birbirine bağlı değilse (Şekil 1 a)), o zaman böyle bir sistem denir. alakasız . Bağlantısız bir sistemin herhangi bir özel özelliği yoktur ve fazlar arasında manyetik bir bağlantı yoksa, böyle bir devre seti çok fazlı olarak kabul edilemez.
Sistemin fazlarının birbirine bağlanması (Şekil 1b)) çok fazlı sistemlerin (özellikle üç fazlı olanların) iletim ve dönüşüm alanında istisnai bir dağılım kazanması nedeniyle ona özel nitelikler verir. elektrik enerjisi. Birleştirilmiş sistemin (Şekil 1) bariz bir avantajı, kaynakları yüklere bağlayan altı iletkenden dörde indirilmesidir. Uygun koşullar altında, bu sayı üçe indirilebilir. Aşağıda, birleştirilmiş sistemlerin sahip olduğu bir dizi başka avantaja değineceğiz.
Şebeke devresi ayrı diyotlardan oluşturulabilir ve bloke edilmiş bir blokta olabilir. İkinci tip doğrultucu daha ucuz ve daha kompakttır ve benzer bir modülün montajı daha kolaydır. Ayrıca bileşende seçilen diyotlar aynı özelliklere sahiptir ve sabit ısı modundadır. Bloğun dezavantajı, diyotlardan biri yanarsa tüm yapının atılması gerektiğidir.
Genellikle yağlama devresi transformatörlü bir kasaya yerleştirilir, bu nedenle oluşturulan cihaza adaptör veya güç kaynağı denir. Adaptörü tamamen tanımlayan parametreler: adaptörün nominal çıkış akımı ve değişim aralığı, güç, nominal giriş voltajı ve değişim aralığı. İki kutuplu bir doğrultucu inşa ederken veya seçerken, giriş voltajının her zaman etkin değerinde ölçülmesi ve raporlanması gerektiği ve genlikte ve 41 kat daha yüksek yük yokluğunda kapasitörden sonraki deformasyonun etkinden daha büyük olduğu unutulmamalıdır. .
Herhangi bir çok fazlı sistem simetrik veya asimetrik olabilir. Sistemin simetrisi, EMF, gerilim ve akımların simetrisi ile belirlenir. Simetrik çok fazlı bir EMF sistemi altında, voltajlar veya akımlar sahip ilgili miktarların toplamını anlamak eşit genlikler ve fazda 2'lik bir açıyla kaydırılmış p /m birbirine göre, burada m sistemin faz sayısıdır . Üç fazlı bir sistemin aşamalarını belirtmek için Latin alfabesinin ilk harfleri kullanılıyorsa, simetrik EMF sistemi şu şekilde yazılabilir:
Yük durumunda, doğrultucu çıkışındaki voltaj azalacaktır, ancak sadece etkin voltajın değerine kadar. Bu azalma, transformatörün iç direncine ve filtre kondansatörünün kapasitansına bağlıdır. Bu nedenle, transformatörün sekonder sargısının voltajını seçerken, giriş voltajının izin verilen maksimum değeri gösterilmeli ve kapasitör kondansatörünün kapasitansı, yük altındaki çıkış voltajının minimumun altına düşmemesi için yeterince büyük olmalıdır. güç devresi için izin verilen
Simetrik üç fazlı bir sistemdeki akımlar ve gerilim düşüşleri için benzer ifadeler yazılabilir.
Ana mülk simetrik çok fazlı sistemler şey sistemi oluşturan niceliklerin zamanın her anında anlık değerlerinin toplamı sıfıra eşittir.. Bir sistemi oluşturan miktarların görüntüleri için bu özellik şu anlama gelir: faz vektörlerinin sıfır toplamı . Görüntü alanındaki ifadelerin (1) sağ tarafındaki parantez içindeki sayıları eklersek, üç fazlı bir sistem örneğini kullanarak bu ifadenin geçerliliğini doğrulamak kolaydır.
Tabii ki, daha fazla doğruluk için, bağlantı iletkenlerinin direncini ve ayrıca giriş voltajının mümkün olan maksimum genliğini hesaba katmalıyız. En yaygın üç fazlı doğrultucular Miscavige devresidir. 
Her bir valfin ilgili fazın bir yarım periyodu boyunca boşaltıldığı 3 diyotlu.
Ve Ilarionov devresi - 6 diyotlu. Daha az bilinen devreler, 12 diyotlu üç köprülü paralel devre ve 12 diyotlu üç köprülü seri diyagramdır. Üç fazlı transformatöre bağlı olarak veya üç fazlı jeneratör Ilarionov üçgenini ve Ilarionov yıldızını seçiyoruz. Doğrultucu bir üçgende bakırda kaybolan daha fazla Hilarionov vardır, bu nedenle daha yaygın olarak kullanılan devre Ilarionov yıldızıdır.
Çok fazlı bir sistem, yalnızca içinde EMF, akımlar ve gerilimler simetrik olduğunda simetriktir. kabul ederse sıfır güç kaynaklarının iç dirençleri veya yük dirençlerinde değerlerini içerir, daha sonra sistemin simetri durumu EMF'nin simetrisine ve karmaşık yük dirençlerinin eşitliğine indirgenir. Üç fazlı bir sistem için bu koşul şu şekilde yazılır:
Üç fazlı bir transformatörün birincil bobinleri üçtür ve yıldız veya üçgen olarak, ikincil bobinler üç veya üç kez bağlanabilir. 
Regent Ilarionov Üçgeni. Formülde gösterildiği gibi, Mitchevite devresinden daha büyük bir ortalama elektrik kuvvetine sahiptir.
Hemen hemen tüm araçların alternatörlerinde kullanılır. Dizel-elektrik enerjisinin gücü ile neredeyse tüm güç Ilarionov doğrultucu yıldızından elde edilir. Orta elektrik hareket gücü Ilarionov modelinde Ilarionov üçgeninden daha büyüktür.
|
Z a = Z b = Z c . |
Çok fazlı sistemler, EMF kaynaklarını ve yükleri birleştirir. Sistemi bağlarken veya bağlarken faz kaymasının doğru oranını sağlamak için, genel durumda, koşulların (1) karşılandığı ilgili öğelerin sonuçlarını belirlemek gerekir. Kaynak veya yükleme aşamasının başlangıcı ve sonu olarak adlandırılırlar. Çok fazlı bir sistemin kaynakları için, baştan sona EMF eyleminin pozitif yönü olarak alınır.
Kullanılan diğer devreler, girişin faz kayması ile iki Ilarionov doğrultucu içeren 12 darbeli statik üç fazlı bir doğrultucudur. üç fazlı akım. Bu, standart Ilarionov köprülerine kıyasla dikey yarım döngü sayısını iki katına çıkarır. Darbelerin bağıl genliği, gerinim başına gerinim frekansı iki katına çıkarılarak azaltılır.
Daha da az bilinen bir devre, seri ve paralel olarak üç fazlı "altı köprülü" bir doğrultucudur. 
Altı ikincil bobin altı köprüye bağlanır, köprüler farklı şekillerde, örneğin altı köprünün tümü paralel olarak bağlanır. 
Dikey üç fazlı voltajın dalgalanması o kadar küçüktür ki pratikte ek filtre gerekmez. Bu tür doğrultuculara tam teşekküllü denir.
Üzerinde elektrik şemaları, gerekirse, başlangıç ve bitiş Latin alfabesinin harfleriyle gösterilir. Şek. 1 a) elemanların başlangıçları indekslere karşılık gelir XYZ, ve biter ABC. Bundan sonrasını kullanacağız küçük harf yük için ve EMF kaynakları için büyük harf.
Elemanları çok fazlı bir sisteme bağlamanın iki yolu vardır - yıldız bağlantısı ve çokgen bağlantısı. Yıldız, tüm öğelerin başlangıçlarının nötr nokta adı verilen tek bir düğümde birleştirildiği bir bağlantıdır. . Bu durumda sisteme bağlantı, elemanların uçları ile gerçekleştirilir (Şekil 2 a)). Bir çokgen, tüm elemanların kapalı bir kontur halinde birleştirildiği, böylece komşu elemanların başlangıcı ve bitişinin birbirine bağlandığı bir bağlantıdır. . Poligon, elemanların bağlantı noktalarında sisteme bağlanır. Bir çokgenin özel bir durumu, Şekil 3'teki üçgendir. 2b).
Çok fazlı sistemlerdeki güç kaynakları ve yükler genellikle birçok şekilde bağlanabilir.
Çok fazlı sistemleri analiz ederken, süreçleri tanımlamak için gerekli olan bir takım kavramlar tanıtılır. Kaynakları ve yükleri birbirine bağlayan iletkenlere denir. hat telleri ve kaynakların ve yüklerin nötr noktalarını bağlayan iletken - nötr Tel .
Çok fazlı bir sistemin kaynaklarının elektromotor kuvvetleri ( eA, E A, EA, eB, E B, E B, e C, E C, EC), terminallerindeki voltajlar ( sen, sen A, u bir, u B, sen B, UB, u C, sen C, UC) ve içlerinden geçen akımlar ( ben bir, ben A, ben bir, ben, ben B, ben, ben C, ben C, ben) arandı evre . Hat kabloları arasındaki voltaj ( sen AB, AB, sen M.Ö, Uac, sen CA, UCA) arandı doğrusal .
Bağ hat voltajları fazlı olanlar lineer tellerin potansiyel farkı ile kurulabilir şek. 1 b) nasıl sen AB = sen bir + not = sen bir - u BN = sen - u B veya sembolik biçimde
|
sen AB = sen A - sen B ; sen M.Ö = sen B - sen C ; sen CA = sen C - sen A . |
Simetrik üç fazlı bir faz ve lineer gerilim sistemi için bir vektör diyagramı oluşturalım (Şekil 3). Üç fazlı devreler teorisinde, koordinat sisteminin gerçek eksenini dikey olarak yukarı doğru yönlendirmek gelenekseldir.
Doğrusal gerilim vektörlerinin her biri, mutlak değerde özdeş olan vektörlerin toplamıdır. faz gerilimleri (sen f = u bir = UB =UC) 60°'lik bir açıyla kaydırılır . Bu nedenle, lineer voltajlar da simetrik bir sistem ve vektörlerinin modüllerini oluşturur ( sen ben = AB = U M.Ö. =UCA) olarak tanımlanabilir.
İfadeler (3) hem simetrik bir sistem hem de asimetrik bir sistem için geçerlidir. Onlardan öyle anlaşılıyor ki hat gerilimi vektörleri fazın uçlarını bağlayın (vektör sen CA pilav. 3). Sonuç olarak, herhangi bir faz voltajında onlar kapalı bir üçgen oluşturur ve toplamları her zaman sıfırdır . Bunu, (3) ifadeleri ekleyerek analitik olarak doğrulamak kolaydır - sen AB + sen M.Ö + sen CA = sen A - sen B + sen B - sen C + sen C - sen A = 0.
Geometrik olarak lineer gerilim vektörlerinin faz vektörlerinin uçlarını birbirine bağlaması, şu sonuca varmamızı sağlar: herhangi bir keyfi lineer voltaj sistemi, sonsuz sayıda faza karşılık gelir. . Bu, belirli bir doğrusal olan için bir faz vektörleri sistemi oluşturmak için, karmaşık düzlemde keyfi olarak nötr bir nokta belirtmenin ve ondan faz vektörlerini doğrusal vektörlerin poligonunun bağlantı noktalarına çekmenin yeterli olduğu gerçeğiyle doğrulanır.
Düğümler için Kirchhoff denklemlerinden a, b ve c bir üçgen ile bağlanan yük (Şekil 2 b)) formdaki faz akımları aracılığıyla karmaşık doğrusal akımlar ile temsil edilebilir
|
ben A = ben ab - ben CA ; ben B = ben M.Ö - ben ab ; ben C = ben CA - ben M.Ö . |
Mevcut simetri durumunda ben bir = ben = ben = ben kara laboratuvar = Ibc = Ica = ben f, bu nedenle, bir yıldız ile bağlandığında simetrik bir sistemdeki lineer ve faz gerilimleri için aynı oran onlar için geçerli olacaktır, yani. Ek olarak, her bir anda toplamları, (4) ifadelerinin toplamından doğrudan çıkan sıfıra eşit olacaktır.
Şimdi üç fazlı devrelerin özel bağlantılarının değerlendirilmesine dönelim.
Kaynak ve yük fazları, nötr kablolu bir yıldızla bağlansın (Şekil 4a)). Bu bağlantı ile yük, kaynak fazlara bağlanır ve sen A = sen a , sen B = sen b ve sen C = sen c., a ben A = ben a , ben B = ben b ve ben C = ben c. Buradan Ohm yasasına göre yük fazlarındaki akımlar
(5) ve (6) numaralı ifadeler her zaman geçerlidir, ancak simetrik bir sistemde Z a = Z b = Z c= Z , bu yüzden ben N =ben a +ben b +ben c= sen A/Z a+sen B/Z b+sen C/Z c = (sen A+sen B+sen C)/Z = 0, çünkü simetri durumuna göre sen A+sen B+sen C=0. Bu nedenle simetrik bir sistemde nötr telin akımı sıfırdır ve telin kendisi olmayabilir. Bu durumda ilgili üç fazlı sistemüç kablo üzerinden, altı kabloya bağlı olmayanla aynı gücü iletecektir. Pratikte, güç iletim sistemlerinde nötr tel korunur, çünkü. varlığı, tüketiciden iki voltaj değeri elde etmenizi sağlar - faz ve doğrusal (127/220 V, 220/380 V, vb.). Bununla birlikte, nötr telin kesiti genellikle hat tellerinden önemli ölçüde daha küçüktür, çünkü sadece sistemin asimetrisinin yarattığı akım içinden akar.
Simetrik bir yük ile tüm fazlardaki akımlar aynıdır ve birbirine göre 120 ° kaydırılır. Modülleri veya efektif değerleri şu şekilde tanımlanabilir: ben = sen f / Z.
Nötr telli bir sistemdeki dengeli ve dengesiz yükler için vektör diyagramları, Şek. 4 b) ve c).
Nötr telin yokluğunda yük fazlarındaki akımların toplamı sıfırdır. ben a+ben b+ben c=0. Simetrik bir yük durumunda, sistemin çalışma modu, nötr telli bir sistemdeki moddan farklı değildir.
Dengesiz bir yük ile, kaynağın nötr noktaları ile yük arasında bir voltaj düşüşü meydana gelir. Şekil 2'deki diyagramı yeniden oluşturarak iki düğüm yöntemiyle belirlenebilir. 5a). Elektrik devreleri teorisinin geleneksel taslağında, Şekil l'deki gibi görünecektir. 5B). Buradan
nerede Y a=1/Z a, Y b=1/Z b, Y c=1/Z c- yük fazlarının karmaşık iletkenlikleri.
Gerilim sen nN kaynak ve yükün nötr noktaları arasındaki potansiyel farkı temsil eder. Şekildeki şemaya göre. 5 b) kaynak ve yükün faz gerilimlerindeki farklılıklar ile de gösterilebilir. sen nN = sen A - sen a = sen B - sen b = sen C - sen c. Bu nedenle faz yük gerilimleri
Simetrik ve asimetrik yükler için vektör diyagramları, Şek. 6. Simetrik modun diyagramları (Şekil 6 a) nötr kablolu bir sistemdeki diyagramlardan farklı değildir.
Asimetrik mod diyagramları (Şekil 6 b)) herhangi bir lineer sistem için birçok faz gerilimi sisteminin varlığının olasılığını gösterir. Burada lineer gerilimler sistemi sen AB sen M.Ö sen CA iki fazlı sistemlere karşılık gelir. Kaynak faz gerilimleri sen A sen B sen C ve faz yük gerilimleri sen a sen b sen c..
AT üç fazlı devreler yük ve kaynak farklı şekillerde bağlanabilir. Özellikle, bir delta ile bağlanan bir yük, güç kaynağının bir yıldız ile bağlı olduğu bir ağa bağlanabilir (Şekil 7 a)).
Bu durumda yük fazları hat gerilimlerine bağlanır.
sen ab= sen AB ; sen M.Ö =sen M.Ö ; sen CA = sen CA.
Fazlardaki akımlar Ohm kanunu kullanılarak bulunabilir.
ben ab = sen ab/Z ab ; ben M.Ö = sen M.Ö/Z M.Ö ;
ben CA = sen CA/Z CA,
ve yük üçgeninin düğümleri için Kirchhoff denklemlerinden doğrusal akımlar
|
ben A = ben ab - ben CA ; ben B = ben M.Ö - ben ab ; ben C = ben CA - ben M.Ö . |
Daha fazla netlik için, yük fazı akımlarının vektörlerini ilgili faz gerilimlerine göre diyagramlarda çizmek gelenekseldir. Şek. 7 b) Simetrik bir yük durumu için vektör diyagramları oluşturulur. Beklendiği gibi, faz ve hat akımı vektörleri simetrik üç fazlı sistemler oluşturur.
Şek. 7 c) inşa vektör diyagramı Dava için farklı şekiller fazlarda yükler. fazda ab yük tamamen dirençlidir ve fazlar halinde M.Ö ve CA endüktif ve kapasitif. Yükün doğasına göre, vektör ben ab vektör ile yön çakışıyor sen ab; vektör ben M.Ö geride kalıyor ve vektör ben CA karşılık gelen stres vektörlerinden 90° ileridedir. Faz akımlarının vektörlerini oluşturduktan sonra, ifadeler (10) kullanılarak doğrusal akımların vektörlerini oluşturmak mümkündür. ben A, ben B ve ben C.
Üç fazlı bir devre, üç tek fazlı devrenin birleşimidir, bu nedenle gücü, ayrı fazların güçlerinin toplamı olarak tanımlanabilir.
Bir yıldızla bağlandığında, sistemin aktif gücü şuna eşit olacaktır:
|
P = Pa + Pb + Pc = senabena cosj a + senbbenb cosj b + sencbenc cosj c = =bena 2 Ra + benb 2 Rb + benc 2 Rc , |
ve reaktif
|
Q = Qa + Qb + Qc = senabena Sinj a + senbbenb Sinj b + sencbenc Sinj c = =bena 2 Xa + benb 2 Xb + benc 2 Xc . |
Yük bir deltaya bağlanırsa, aktif ve reaktif güç eşit olacaktır.
|
P = Pab + PM.Ö + PCA = senabbenab cosj ab + senM.ÖbenM.Ö cosj M.Ö + senCAbenCA cosj CA = =benab 2 Rab + benM.Ö 2 RM.Ö + benCA 2 RCA , |
|
|
Q = Qab + QM.Ö + QCA = senabbenab Sinj ab + senM.ÖbenM.Ö Sinj M.Ö + senCAbenCA Sinj CA = =benab 2 Xab + benM.Ö 2 XM.Ö + benCA 2 XCA . |
Toplam güç, güç üçgeninden şu şekilde belirlenebilir:
Delta bağlantılı yük
(16) ve (17) ifadelerinden şu sonuç çıkar: tam güç üç fazlı ağ ve simetrik yükleme altındaki bileşenleri şu şekilde belirlenebilir: lineer akımlar ve bağlantı şemasından bağımsız olarak voltajlar .
3.5 AC devre gücü.
Potansiyel veya potansiyel fark kavramı sen temel bir elektrik yükünü hareket ettirirken bir elektrik alanı tarafından yapılan işi belirlemenizi sağlar dq, nasıl dA= udq. Aynı zamanda, elektrik eşittir i= dq/dt. Buradan dA= ui dt, bu nedenle, iş yapma hızı, yani. güç şu an zaman veya anlık güç eşittir
nerede sen ve i- anlık voltaj ve akım değerleri.
(1) numaralı ifadede yer alan akım ve gerilim değerleri zamanın sinüzoidal fonksiyonlarıdır, bu nedenle anlık güç değişken bir değerdir ve kavram onu tahmin etmek için kullanılır. orta güç dönem için. Dönem boyunca entegre edilerek elde edilebilir. T elektrik alanı tarafından yapılan iş ve ardından bunu periyodun değeri ile ilişkilendirme, yani.
İzin vermek sen=senm günah t ve benm günah(w t-j), o zaman ortalama güç şuna eşit olacaktır
çünkü ikinci terimin integrali sıfıra eşittir. Değer çünküj güç faktörü denir .
Bu ifadeden, devredeki ortalama gücün alternatif akım sadece etkin akım değerlerine bağlı değildir ben ve stres sen, aynı zamanda aralarındaki j faz farkı üzerinde. Maksimum güç, sıfır faz kaymasına karşılık gelir ve ürüne eşittir kullanıcı arayüzü. Akım ve gerilim arasındaki ± 90 ° faz kayması ile ortalama güç sıfırdır. Herhangi bir elektrikli makinenin maksimum voltaj ve akım değerleri, tasarımı ile belirlenir ve maksimum güç geliştirebilecekleri - bu miktarların ürünü. Elektrik devresi irrasyonel olarak inşa edilmişse, yani. j faz kayması önemli bir değere sahipse, o zaman elektrik enerjisi kaynağı ve yük tam kapasitede çalışamaz. Bu nedenle, herhangi bir kaynak yük sisteminde sözde vardır. " sorunçünküj", cosj'nin birliğe olası bir yaklaşımının gerekliliğinden oluşur.
İfade (3), aktif akım bileşenleri kavramları kullanılarak da temsil edilebilir. ben bir ve voltaj sen ama formda
ortalama güç P olarak da adlandırılır aktif güç ve watt [W] cinsinden ölçülür.
(3) ifadesinin integral fonksiyonunu seçelim.
Bu duruma karşılık gelen zaman diyagramları Şekil 2'de gösterilmiştir. 1 A).
pozitif değerler anlık güç kaynaktan elektrik devresine enerji akışına karşılık gelir. Sonuç olarak, Dirençli bir yük ile kaynaktan gelen tüm enerji, içinde ısıya dönüştürülür. .
cosj = 0 (j = ± p/2) için, yani. tamamen reaktif bir devre için
Tamamen endüktif ve tamamen kapasitif yüklere karşılık gelen zamanlama diyagramları, şekil 2'de gösterilmiştir. 1 b) ve d). İfadeler (8) ve zamanlama diyagramlarından, gücün x ekseni etrafında çift frekansla dalgalandığı ve periyodun her çeyreğinde işaretini değiştirdiği anlaşılmaktadır. Bu, dönemin dörtte biri boyunca ( p> 0) enerji, elektrik devresine bir kaynaktan girer ve manyetik veya Elektrik alanı, ve sonraki çeyrekte ( p devrede enerji dönüşümü yoktur.
Genel keyfi yük durumunda 1 > cosj > 0 (1
Şekil 2'deki zamanlama diyagramlarından aşağıdaki gibi. 1 c), gücün yük tarafından tüketildiği sürenin çoğu ( p> 0), ancak yükün manyetik ve elektrik alanlarında depolanan enerjinin kaynağa geri döndüğü zaman aralıkları da vardır. Pozitif değere sahip arsalar p yükün reaktif bileşeninin doğasından bağımsız olarak, her zaman negatif değere sahip daha fazla bölüm vardır, bu nedenle ortalama güç P pozitif. Bunun anlamı elektrik devresinde elektrik enerjisini ısıya veya mekanik işe dönüştürme süreci hakimdir .
Bir seri bağlantıda enerji süreçlerini düşünün rLC(İncir. 2). Devrenin girişindeki voltaj düşüşü, elemanlar arasındaki voltaj düşüşlerinin toplamı ile dengelenir. sen=sen+u L+u C. Devredeki anlık güç,
|
kullanıcı arabirimi=sen misin+u ben+u C ben |
Giriş voltajı ve akımı eşit olsun sen=senm günah t ve benm günah(w t-j). Daha sonra elemanlar arasındaki voltaj düşüşü sen= rim günah(w t-j), u L=w LIm günah(w t-j+p/2) = x L Im günah(w t-j+p/2), u C= benm günah(w t-j -p/2)/(w C) = x C Im günah(w t-j -p/2). Bu ifadeleri (9)'da yerine koyarsak, şunu elde ederiz:
Denklem (10) solda ve doğru parçalar sabit ve değişken bir bileşeni vardır. DC bileşeni, aktif veya ortalama güçtür. Sağ taraftaki ikinci terim, genliği eşit olan aktif gücün değişken bileşenidir. P = kullanıcı arayüzü cosj . Sağ taraftaki üçüncü terim de anlık gücün değişken bileşenidir, ancak bu bileşen aktif gücün değişken bileşeni ile kareleme içindedir ve bir genliğe sahiptir. Q = kullanıcı arayüzü günah. Bu değer denir reaktif güç . Kaynağın yükün manyetik ve elektrik alanları ile değiş tokuş ettiği periyodun dörtte biri için enerjinin ortalama değerine eşittir. Reaktif güç, ısıya veya diğer enerji biçimlerine dönüştürülmez , çünkü periyot boyunca ortalama değeri sıfırdır.
Reaktif güç, akım veya gerilimin reaktif bileşenleri olarak da gösterilebilir.
Değer S aranan tam veya görünür güç . (12) ifadesinden, toplam gücün, bacakları aktif ve reaktif güçler olan j açısına sahip dik açılı bir üçgenin hipotenüsü ile temsil edilebileceği sonucu çıkar.
Böylece, görünen güç, mümkün olan maksimum aktif güçtür, yani. tamamen dirençli bir yükte dağıtılan güç (cosj = 0). Pasaport verilerinde belirtilen bu güçtür. elektrikli makineler ve cihazlar.
Akım ve gerilimlerin aktif ve reaktif bileşenleri aracılığıyla gücün aktif ve reaktif bileşenlerinin temsilini kullanarak (ifadeler (4) ve (11)), güç üçgeni iki versiyonda oluşturulabilir (Şekil 3 a) ve b) ). İlk durumda, toplam gücün aktif ve reaktif bileşenleri, voltajın aktif ve reaktif bileşenleri cinsinden ifade edilir. sen ve güç üçgeni, voltaj üçgeninin ölçeği değiştirilerek elde edilir (Şekil 3 a)). İkinci durumda (Şekil 3 b)), akımın aktif ve reaktif bileşenleri kullanılarak yapı gerçekleştirilir. ben .
Açıkçası, tüm güç türleri aynı boyuta sahiptir, bu nedenle, onları watt [W] olarak ölçülen aktif güçten ayırt etmek için, toplam güç için volt-amper [VA] adı verilen bir birim tanıtıldı ve reaktif güç- volt-amper reaktif [var]