Elektrik | Elektrikçi notları. Uzman tavsiyesi

Jeneratörün sargılarını ve elektrik enerjisi tüketicilerini bir üçgenle bağlama

Tüketiciler, çalışma voltajları hat voltajına eşitse bir deltaya bağlanır. Diyagramlarda iki tür görüntü vardır: tüketiciler 120˚ açıyla veya birbirine paralel yerleştirilmiştir.

Bir üçgene bağlandığında, hat voltajları U l \u003d U f faz voltajına eşittir. Faz akımları: I 12 = U 12 / R 12, I 23 = U 23 / R 23, I 31 = U 31 / R 31.

Vektör diyagramları bir üçgenle bağlandığında farklı şekillerde de çizilebilir. Bir başlangıç ​​noktasından çıkan vektörleri çizebilir veya bir üçgen olarak stres vektörlerini çizebilirsiniz (Şekil 130). Simetrik bir yük ile faz akımı vektörleri eşittir ve vektör diyagramı simetriktir. Yük simetrik değilse, bu olmaz.

AT üç fazlı ağ 400V'luk bir voltajla, farklı yük direncine sahip tüketiciler bir üçgende birleştirilir.


fazı bulun ve hat akımları bu zincirde.

Faz akımları:

I 12 \u003d U 12 / R 12 \u003d 4A;

I 23 \u003d U 23 / R 23 \u003d 8A;

Ben 31 = U 31 / R 31 = 2A.

Doğrusal akımlar, aşağıdaki ilişkiler verildiğinde vektör diyagramından bulunabilir: ben 1 + ben 31 = ben 12, ben 2 + ben 12 = ben 23, ben 3 + ben 23 = ben 31. Burada hesaplanan faz akımları bir skala üzerinde çizilir ve lineer akımlar geometrik toplama ile belirlenir.

özel bir durum tellerden biri koptuğunda dengesiz yük elde edilir. Bakalım L1 bozulduğunda ne olacak.


Bu durumda şema aşağıdaki formu alacaktır:

R23 normal modda çalışacak: I 23 = U 23 / R 23. tüketiciler R12 ve 31 TL yanlış bağlanacak ve akımları: I 12 = I 31 = U 23 / (R 12 + R 31). Lineer akım I 2 , I 23 ve I 12 akımlarının geometrik toplamına eşit olacaktır .

49) Doğrusal olmayan devreler kavramı alternatif akım. Doğrusal olmayan aktif elemanlara sahip devreler

Zincir aranan doğrusal olmayan elemanlarından en az birinin doğrusal olmayan bir özelliği varsa.

Aktif doğrusal olmayan dirençler ile karakterize edilir akım-voltaj karakteristiği

(Şek. 4.1).


Elemanların özellikleri simetrik ve asimetrik olabilir. Birinci ve üçüncü çeyreklerde bulunurlar. Doğrusal olmayan elemanlar için dirençleri gerilime, r(u) veya akıma, r(i) bağlıdır.

Aktif doğrusal olmayan dirence bir örnek, bir yarı iletken diyottur.

Akım-voltaj karakteristiği (CVC) asimetriktir (Şekil 4.2) ve çalışan (düz çizgi) ve çalışmayan bölgeleri (kesik çizgi) içerir. Üzerinde elektrik şemaları Diyot, Şekil 2'de gösterildiği gibi gösterilmektedir. 4.3. Yönetilmeyen öğeleri ifade eder.

Kontrollü bir aktif doğrusal olmayan direnç örneği, bir transistördür (Şekil 4.4). Baz akımı (B), emitör (E) ve kollektör (K) arasındaki direnci değiştirir.

Kontrollü bir aktif doğrusal olmayan direncin başka bir örneği bir tristördür (Şekil 4.5).

İçinde, bir kontrol elektrotu (UE) yardımıyla, yalnızca anot ile katot arasındaki direnci azaltmak mümkündür Rak, ancak artırılamaz. Tamamen yönetilebilir değil aktif direnç.

Kilitlenebilir tristörler de vardır (Şekil 4.6). Kilitlenebilir tristör (Rak'ı artırabilir ve azaltabilir).



Doğrusal olmayan endüktif elemanlar, bir weber-amper özelliği ile karakterize edilir (Şekil 4.7).

Akı bağlantısı, akımla aşağıdaki ilişkiyle ilişkilidir: y = Li. Bu formül, weber amper karakteristiğini (WbAH) belirler. Endüktans L = const ise, karakteristik düzdür (Şekil 4.7, a, düz çizgi), ancak bir ferromıknatısa dayanıyorsa, bu kontrolsüz bir doğrusal olmayan endüktanstır (Şekil 4.7, b).



Doğrusal olmayan endüktans, akıma bağlı olarak, formdaki diyagramlarda gösterilebilir (Şekil 4.8). Doğrusal olmayan endüktans kontrol edilebilir (Şekil 4.9). doğru akım kontrol I y, çalışma akımını i p değiştirebilirsiniz. Böyle bir endüktansın özelliği değiştiğinde değişir (Şekil 4.10).

Lineer olmayan elemanlar yardımıyla elektrik devreleri elektromanyetik enerjinin bir dizi dönüşümü gerçekleştirilir. Ana olanlar: alternatif voltaj veya akımın düzeltilmesi; ters çevirmek sabit voltaj veya akım; gerilim ve akımların amplifikasyonu; sabit ve değişken gerilim ve akımların düzenlenmesi; gerilim ve akım stabilizasyonu; frekans dönüşümü; modülasyon vb.

50) Faz ve hat gerilimleri ve akımları arasındaki ilişki


Jeneratörün veya tüketicinin faz sargıları bağlı ise ortak bir noktaya bağlandı ve sargıların başlangıcı doğrusal tellere bağlandı, daha sonra böyle bir bağlantıya yıldız bağlantısı denir ve Y sembolü ile gösterilir. Şek. Jeneratörün ve tüketicinin 1 sargısı bir yıldızla bağlanır. Jeneratör veya tüketicinin faz sargılarının uçlarının bağlandığı noktalara sırasıyla jeneratör (0) ve tüketicinin (0 ') sıfır noktaları denir. Hem 0 hem de 0' noktaları, sıfır veya nötr tel adı verilen bir tel ile bağlanır. Jeneratörden tüketiciye giden üç fazlı bir sistemin kalan üç kablosuna denir hat telleri. Böylece jeneratör tüketiciye dört tel ile bağlanır. Bu nedenle, bu sisteme dört telli sistem denir. üç fazlı akım.

Pirinç. 1. Yıldız bağlantısı

Üç fazlı akımın bağlanmamış ve dört telli sistemlerini karşılaştırarak, ilk durumda, dönüş kablosunun rolünün sistemin üç kablosu tarafından ve ikincisinde - birer birer yapıldığını görüyoruz. nötr Tel. Nötr telden akımların geometrik toplamına eşit bir akım akar:

IA, IB ve IC, yani Ī0= ĪA + ĪB + ĪC.

Jeneratörün (veya tüketicinin) fazlarının başlangıcı ile sıfır noktası (veya nötr tel) arasında ölçülen voltajlara faz voltajları denir ve UA, UB ve UC olarak gösterilir veya Genel görünüm Uf. emf değerleri sıklıkla verilir. jeneratörün faz sargıları. EA, EB ve EC veya Eph olarak adlandırılırlar. Jeneratör sargılarının direncini ihmal edersek şunu yazabiliriz:

EA=UA, EB=UB, EC=UC.

İki fazın başlangıcı arasında ölçülen voltajlar: A ve B, B ve C, C ve A - jeneratör veya tüketici, doğrusal voltajlar olarak adlandırılır ve UAB, UBC, UCA veya genel olarak Ul şeklinde gösterilir. Şek. Şekil 1'de oklar, lineer tellerde jeneratörden tüketiciye, nötr telde ise tüketiciden jeneratöre alınan seçilen pozitif akım yönünü göstermektedir.

Voltmetrenin kelepçelerini A ve B noktalarına bağlarsanız, UAB doğrusal voltajını gösterecektir. Olumlu yönlerden dolayı faz gerilimleri UA, UB ve UC, faz sargılarının başlangıcından uçlarına kadar seçilir, ardından vektör hat voltajı UAB, UA ve UB faz gerilim vektörlerinin geometrik farkına eşit olacaktır:

ŪAB = ŪA- ŪB.

Benzer şekilde şunları da yazabilirsiniz:

ŪBC=ŪB- ŪC;


ŪCA=ŪC- ŪA.

Aksi takdirde, hat geriliminin anlık değerinin, karşılık gelen faz gerilimlerinin anlık değerleri arasındaki farka eşit olduğunu söyleyebiliriz. Şek. 2 vektör çıkarma, vektör toplama ile değiştirilir:

UA ve - UB; UВ ve - UC; UC ve - UA.

Hat gerilimi vektörlerinin kapalı bir üçgen oluşturduğu vektör diyagramından görülebilir.

Pirinç. 2. Bir yıldızla bağlandığında faz ve hat gerilimleri

Hat ve faz gerilimleri arasındaki ilişki:

UBC=2UBcos30o, cos30o=√3/2 olduğundan, o zaman UBC=√3UB,
veya genel olarak Ul=√3Uf.

Bu nedenle bir yıldız ile bağlandığında hat gerilimi faz geriliminin √3 katıdır.
Bir jeneratörün veya tüketicinin faz sargısından geçen akıma faz akımı denir ve genellikle If olarak gösterilir. Lineer bir telden geçen akıma lineer akım denir ve genellikle Il olarak gösterilir. Şek. 1 Yıldız ile bağlandığında lineer akımın faz akımına eşit olduğu görülebilir, yani.

Il \u003d Eğer.

Tüketicinin evrelerindeki yükün hem büyüklük hem de doğada aynı olduğu durumu düşünün. Böyle bir yüke düzgün veya simetrik denir. Bu durum eşitlik ile ifade edilir.

z1= z2= z3.

Yük üniform olmayacaktır, örneğin, z1= r1=0.5ohm; z2=ωL2=0.5ohm ve z3=1/ωC3=0.5ohm, burada sadece bir koşul karşılandığından - dirençlerin doğası farklıyken tüketici fazı dirençlerinin büyüklük olarak eşitliği (r1 - aktif direnç, ωL2 - endüktif direnç, 1 / ωC3 - kapasitif direnç).

Simetrik bir yük ile:

IA=UA/zA; IВ=UB/zВ; IC=UC/zC; IA=IB=IC.

Dirençlerin eşitliği ve doğalarının aynı doğası nedeniyle faz güç faktörleri aynı olacaktır:

cosφ1=rA/zA; cosφ2=rB/zB; cosφ3=rC/zC; cosφ1=cosφ2=cosφ3.

Her üç fazın akımlarının geometrik toplamı nötr telden akmalıdır. Üç fazlı bir sistemin simetrik yükü ile akım değişimlerinin eğrilerine bakarsak, her üç akım sinüzoidi için maksimum değerlerin aynı olduğunu göreceğiz. Simetrik bir yük ile üç fazlı bir sistemin akımlarının anlık değerlerinin toplamı sıfır olduğundan, bu nedenle nötr teldeki akım olacaktır. sıfır.
Dört telli sistemdeki nötr teli atarak, üç fazlı akımın üç telli sistemine geçiyoruz. Üç fazlı akım, üç fazlı fırınlar, üç fazlı transformatörler vb. gibi simetrik bir yük varsa, böyle bir yüke sadece üç tel bağlanır. Dengesiz faz yüküne sahip bir yıldızla bağlanan tüketiciler, nötr bir kabloya ihtiyaç duyar.
Simetrik bir yükte, tek tek fazların faz gerilimleri birbirine eşittir. Üç fazlı bir sistemin asimetrik yükü ile akımların ve voltajların simetrisi ihlal edilir. Ancak, içinde dört telli devreler faz gerilimlerinin hafif asimetrisi genellikle ihmal edilir. Bu durumlarda, lineer ve faz gerilimleri arasında bir ilişki vardır:

Ul=√3Uf.

Yıldız bağlantıya ek olarak, üç fazlı akımın jeneratörler, transformatörler, motorlar ve diğer tüketicileri bir deltada açılabilir.Bağlantısız altı telli bir sistemin kablolarını eşleştirir ve fazları Şekil 1'de gösterildiği gibi bağlarsak, üç fazlı üç telli üçgen bağlantılı bir sistem elde ederiz.


Pirinç. 1. Kuplajsız üç fazlı devre.


Pirinç. 2. İlgili üç fazlı üçgen bağlantılı devre.

Üçgen bağlantı, A fazının sonu B fazının başlangıcına, B fazının sonu C fazının başlangıcına ve C fazının sonu olacak şekilde yapılır (Şekil 2). A fazının başlangıcına bağlanır. Faz bağlantılarına hat kabloları bağlanır. Jeneratör sargıları bir deltaya bağlıysa, her bir hat sargısı tarafından hat voltajı oluşturulur. Bir delta ile bağlanan tüketicide, faz direncinin terminallerine doğrusal voltaj bağlanır. Bu nedenle, bir üçgen ile bağlandığında, faz gerilimi doğrusal gerilime eşittir: Ul \u003d Uf.
Fazların yükü büyüklük ve doğada aynıysa, bir üçgen ile bağlandığında faz ve doğrusal akımlar arasındaki ilişkiyi belirleyelim. Tüketicinin üç düğüm noktası A1, B1 ve C1 için birinci Kirchhoff yasasına göre mevcut denklemleri oluşturuyoruz:

ĪA+ ĪSA= ĪAB;
ĪB+ ĪAB= ĪBC;
ĪС+ ĪВС= ĪСА;

nerede

ĪA= ĪAB-ĪSA;
ĪВ= ĪВС-ĪАВ;
ĪС= ĪСА-ĪВС.

Bu, lineer akımların, faz akımlarının geometrik farkına eşit olduğunu gösterir. Simetrik bir yük ile faz akımları büyüklük olarak aynıdır ve birbirine göre 120o kaydırılır. Elde edilen denklemlere göre faz akımlarının vektörlerini çıkararak doğrusal akımlar elde ederiz. Bir deltaya bağlandığında faz ve lineer akımlar arasındaki bağımlılık:

Il=2Ifcos30o=2If√3/2=√3If.

Bu nedenle simetrik bir delta yükü ile hat akımı faz akımının √3 katıdır.
Motorlarda ve üç fazlı akımın diğer tüketicilerinde, çoğu durumda her şey ortaya çıkar. Genellikle, altı ucun tamamının çıkarıldığı üç fazlı bir makineye bir yalıtım malzemesi levhası (terminal levhası) takılır.
Pasaportunda 127/220 V yazan bir motorumuz varsa, bu motor 127 ve 220 V'luk iki voltaj için kullanılabilir.
Şebekenin doğrusal voltajı 127 V ise, motor sargıları bir üçgen ile açılmalıdır. Daha sonra motorun her fazının sargısına 127 V'luk bir voltaj uygulanacaktır. 220 V'luk bir voltajda, motor sargıları bir yıldızla açılmalıdır, ardından her fazın sargısı da 127 V'ta enerjilenecektir.

Sargıları bağlarken üç fazlı jeneratörüçgen (Şek. 7-8) birinci sargının sonu X, ikinci sargının başlangıcına B bağlanır, ikinci sargının sonu Y üçüncü sargının başlangıcına ve üçüncü sargının sonuna bağlanır Z'den ilk A'nın başına kadar.

Pirinç. 7-8. Jeneratör sargılarının üçgen ile bağlantı şeması.

Pirinç. 7-9. Vektör diyagramı e. d.s. jeneratörü bir deltaya bağlarken.

A, B ve C fazlarının başlangıçlarına güç alıcılarına giden üç hat kablosu bağlanır.

Şek. 7-8, sargıların böyle bir bağlantısıyla, faz voltajlarının doğrusal, yani.

Bir üçgene bağlandığında, jeneratörün üç fazı çok düşük dirençli kapalı bir devre oluşturur. Açıkçası, böyle bir bağlantı ancak e'nin toplamı ise mümkündür. Bu devrede hareket eden d.s. sıfıra eşit olacaktır, çünkü aksi takdirde, bir yük olmasa bile devrede jeneratörün aşırı ısınmasına neden olabilecek önemli bir akım oluşacaktır.

Üç simetrik e'nin toplamı. Jeneratör sargılarında hareket eden d.s. sıfırdır. e vektörlerini ekleyerek bunu doğrulamak kolaydır. d.s.

Şek. 7-9 üç vektör e verilmiştir. d.s. Toplama ve vektöre eşit ve zıt bir vektör elde ederiz, yani.

ve dolayısıyla üç vektörün toplamı e. d.s. sıfıra eşittir, yani

Jeneratör sargılarının üçgen ile tehlikeli şekilde yanlış bağlanması.

Pirinç. 7-10. Yanlış bağlantı şeması, üçgenli jeneratör sargıları.

Pirinç. 7-11. Vektör diyagramı e. d.s. Şek. 2'deki şemaya göre bağlı jeneratör. 7-10.

Şek. 7-10, birinci faz X'in ucunun ikinci faz B'nin başlangıcına doğru bir şekilde bağlandığı, ancak ikinci faz Y'nin sonunun, devrenin başına bağlanmadığı olası yanlış bağlantı şemalarından biri verilmiştir. üçüncü faz C, ancak Z sonuna kadar ve üçüncü faz C'nin başlangıcı, birinci faz A'nın başlangıcı ile bağlantılıdır, bunun sonucunda e. d.s. diğerleri ile istiflenmez. d.s. ve toplamlarından çıkarılır. Sonuç e. d.s. Şekil 2'deki vektör diyagramından belirlenebilir. 7-11, üzerinde vektörlerin eklenmesinin gerçekleştirildiği bu üç vektörün toplamı, diyagramdan görülebileceği gibi, vektörün iki katına eşittir, yani.

Böylece, bu durumda e. d.s. mutlak değerde kapalı devre, e fazının değerinin iki katına eşittir. d.s., devrenin düşük direnciyle (jeneratör sargıları), kısa devreye eşdeğerdir.

Üç fazlı bir jeneratörün sargıları başka bir şekilde de bağlanabilir: birinci sargının sonu ikincinin başlangıcına bağlanırsa, ikinci sargının sonu üçüncünün başlangıcına ve üçüncünün sonuna bağlanır. ilkinin başlangıcına kadar üçgen bir bağlantı elde ederiz (Şekil 6).

Şekil 6'ya baktığımızda jeneratör sargılarının kapalı bir seri devre oluşturduğunu görüyoruz. İlk bakışta kısa devre gibi görünüyorlar, ama aslında kısa devre hayır, çünkü e'nin toplamı. Bu kapalı döngüde hareket eden d.s., herhangi bir zamanda sıfırdır, bu şekilde gösterilmiştir. vektör diyagramı(Şek. 6). Başka bir şey, eğer bağlanırken, sargılardan birinin uçları karışırsa (Şekil 7), ilgili faz voltajının fazı 180 ° devrilecek ve sargıların üçgeninin içinde hareket eden ortaya çıkan voltaj eşit olacaktır. faz voltajının iki katına:

vektör toplamı Uf1 + Uf3 = Uf2

Ve toplam gerilim U= Uf1+ Uf2+ Uf3=2Uf2


Doğrusal teller, bir üçgen ile bağlandığında, sargıların bağlantı noktalarından yönlendirilir. Açıkçası, bu durumda lineer teller arasındaki voltaj, bu teller arasına bağlanan fazın voltajına eşittir. Bu nedenle, jeneratör sargıları bir üçgende bağlanırsa, hat voltajı faz voltajına eşittir, yani.

Şimdi lineer ve faz akımları arasındaki ilişkiyi düşünün. Yük tek tip ise (yani, her bir fazda tüketici tarafında bulunan direnç kompleksleri eşitse), jeneratör fazlarının her birindeki faz akımları büyüklük olarak eşit olacak ve birbirine göre 120 ° kaydırılacaktır. . Şekil 8, bir üçgen ile bağlanan üç fazlı bir jeneratörün sargılarını ve bu durum için bir voltaj ve akım vektör diyagramını göstermektedir. Sargıdaki akımın pozitif yönünü saat yönünün tersine ve hattaki akımın pozitif yönü için jeneratörden tüketiciye olan yönü alalım.


I, II ve III düğümleri için birinci Kirchhoff yasasının denklemlerini karmaşık biçimde yazalım:

Il1=If1-If3; (7)

Il2=If2-If1; (sekiz)

Il3=If3-If1, (9)

yani, lineer akım, belirli bir lineer telin anahtarlama noktasında birleşen iki fazın akımları arasındaki geometrik farka eşittir. Vektör diyagramında akımların komplekslerini çıkaralım. Daha önce anlaştığımız gibi, faz akımları eşit büyüklükte alınır ve faz gerilimlerinden aynı açılarla kaydırılır (φ). Çıkarma tekniği, jeneratör sargılarının yıldız bağlantısı olan bir sistem için doğrusal voltajın büyüklüğünü belirlerken bizim tarafımızdan düşünülenden farklı değildir. Rakamı karmaşıklaştırmamak için, üzerinde sadece Il1 lineer akımının tanımını gösterdik.
Miktarın inşaattan da anlaşılacağı , yani, jeneratör sargıları bir üçgen ile bağlandığında, lineer akımın değeri, zaman zaman faz akımının değerinden daha büyüktür.
Bu bağımlılığın sadece fazların düzgün bir yükü ile gerçekleştiği vurgulanmalıdır. Eşit olmayan bir yük ile, denklem (7), (8) ve (9) kullanılarak her bir durumda doğrusal akımları grafik veya analitik olarak (sembolik yöntemi kullanarak) bulmak gerekir.
Jeneratörlerin sargılarını bağlamanın iki yönteminin karşılaştırılmasından, bir yıldızla bağlandığında, iletim hattının telleri arasındaki voltajın arttığını, ancak (aynı yükte) doğrusal akımların azaldığını takip eder. Sargıları bir üçgenle bağlarken, jeneratör ile tüketici arasına nötr bir tel döşenemez, bu da fazların düzensiz yüklenmesi durumunda önemli rahatsızlık yaratır. Bu nedenle, alçak gerilim dağıtım şebekelerinde, güç transformatörlerinin sekonder sargıları genellikle bir yıldıza bağlanır.