الفصل الخامس

نظام ثلاثي المرحلة الحالية

§ 61. مولدات المرحلة الثالثة

فوق نظرنا في خصائص مرحلة واحدة التيار المتناوب. ومع ذلك ، فإن نظام أحادي الطور غير اقتصادي بسبب عيوب في الآلات الكهربائية أحادية الطور. لذلك ، على سبيل المثال ، مع نفس الأبعاد ، أوزان المواد الفعالة (الفولاذ والنحاس)! وفقدان الطاقة ، تكون قوة آلة أحادية الطور أقل بـ 1.5 مرة من جهاز ثلاثي الطور. لذلك ، يتم استخدام أنظمة التيار المتناوب ثلاثية الطور لنقل الكهرباء عبر أسلاك لمسافات طويلة مع فقد طاقة أقل.

إن نظام التيار المتناوب ثلاثي الأطوار أو ببساطة نظام ثلاثي الطور عبارة عن دارة أو شبكة تيار متناوبة فيها ثلاثة ه. وما إلى ذلك مع. من نفس التردد ، ولكن متحيزة بشكل متبادل في المرحلة بمقدار الثلث من الفترة.

يتم استدعاء الدوائر الفردية التي تشكل نظام ثلاث مراحل مراحل.

إذا كان ه. وما إلى ذلك مع. في جميع المراحل الثلاث لها نفس السعة ، ثم يسمى هذا النظام ثلاثي المراحل متماثل.

لأول مرة في العالم ، انتقال التيار ثلاث مراحل  قام بها العالم الروسي MO Dolly-Dobrovolsky في عام 1891.

في الشكل. 63 يبين دائرة أبسط مولد ذو ثلاث مراحل ثلاثية الأقطاب. في الأخاديد الموالي (الجزء الثابت من الجهاز) تقع

ثلاث لفائف A - X ، B - Y و C - Z ، تحولت في الفضاء بمقدار 1/3 من دائرة (120 درجة). داخل الجزء الثابت يتم وضع الدوار (جزء دوار من الجهاز) ، وهو مغناطيس كهربائي ثنائي القطب ، يتغذى من تيار مباشر مثير المجال المغناطيسي. يتم تحريك الدوار إلى الدوران بواسطة المحرك. تتقاطع الخطوط المغناطيسية الدوارة مع الدوار ، وتوصل موصلات الملفات المضمنة في فتحات الجزء الثابت ، وتحفز لفائف في هذه الملفات. ق ، وتغيير sinusoidally. ومع ذلك ، فإن إد جيبي. أ. المراحل A ، B و C سوف يتم إزاحتها من خلال علاقتها بالآخر بمقدار 1/3 فترة (شكل 64).

دع الحد الأقصى الإيجابي لل emf. يأتي E m في الملف A-X في وقت يكون فيه الجانب A في مواجهة مركز القطب الشمالي ، أما الجانب X فهو ضد مركز القطب الجنوبي. الحد الأقصى الإيجابي ه. وما إلى ذلك مع. سوف يأتي E m في الملف B - Y في وقت يكون فيه مركز القطب الشمالي تحت الموصل B ،

ومركز القطب الجنوبي - وهو Y. موصل لهذا، يجب على الدوار تتحول في 1/3 دائرة (120 درجة)، والتي تتطابق مع الوقت الفاصل الزمني يساوي 1/3 الفترة. الحد الأقصى الإيجابي ه. وما إلى ذلك مع. E م لفائف C - Z يأتي من خلال 1/3 بعد فترة نفس عالية من لفائف B - Y، والتي تتطابق مع دوران مزيد من الدوار من قبل 1/3 دائرة.

عند تحميل المولد على أطراف الملف A-X ، B-Y و C-Z ، مرحلة. في غياب الحمل (عند التباطؤ) ، تكون الفولتية في المرحلة مساوية لل ed. ق ، أدخلت في مراحل لفائف الجزء الثابت.

يسمى نظام التيارات ثلاثية الطور التي تم نقلها بمقدار 1/3 من فترة التيارات المتغيرة بتدفق ثلاثي الطور.

مثل هذا التيار يمكن الحصول عليه عن طريق مولد خاص. دعونا ننظر في بنائه.

(الشكل 23). على الجزء الثابت هناك ثلاث لفات مستقلة ، نازح في 1/3 من دائرة (120 о). في مركز الآلة الكهربائية ، يتم تدوير مغوٍ في الرسم البياني على شكل مغناطيس دائم.

في كل لف (اللولب) الحث على القوة الدافعة الكهربائية بالتناوب من نفس التردد، ولكن لحظات من مرور من خلال الصفر من القوة الدافعة الكهربائية (أو كحد أقصى) في كل من لفائف سيتم نقل من 1/3 بدوره مع الاحترام لبعضهما البعض، كما يمرر المحفز بكل لفائف 1/3 من فترة متأخرة عن طريق   سابقة. في الجوهر ، مثل هذا المولد هو عبارة عن وصلة في جهاز كهربائي واحد من ثلاثة مولدات تيار متناوبة مصممة بطريقة يتم بواسطتها توليد قوة emf المستحثة فيها. يتم إزاحتها بالنسبة لبعضها البعض بمقدار الثلث من الفترة. الصورة الرسومية  يظهر تيار ثلاثي الطور في الشكل. 24. أي من اللفات المرحلة للمولد

تيار ثلاث مراحل مستقل

مصدر الطاقة الكهربائية لذلك

يمكن توصيله إلى جهاز الاستقبال الخاص بك. في

في هذه الحالة ، يتم الحصول على ثلاث دوائر مستقلة (الشكل 25). ويسمى هذا المخطط "نظام ثلاث مراحل غير ذي صلة" يتطلب ستة أسلاك لنقل الطاقة الكهربائية.

في الممارسة العملية ، لا تنطبق هذه النظم. ترتبط اللفات الطورية للمولدات ثلاثية الطور والمحولات ومستقبلات الطاقة الكهربائية وفقًا لنظام "المثلث" أو "المثلث". في هذه الحالة ، يمكنك القيام بأربعة أو حتى ثلاثة أسلاك.

مركب "ستار" يكمن في حقيقة أن الغاية من اللفات مرحلة متصلة نقطة واحدة مولد (الشكل 26.)، وهو ما يسمى نقطة الصفر أو محايدة، ويتم توصيل مولد للكهرباء استقبال أربعة الموصلات: ثلاثة خطية تمتد من بداية اللف، والصفر أو موصل محايد، حيث بلغ من نقطة الصفر للمولد. يسمى هذا نظام الترحيل أربع أسلاك.

في حالة الحمل الموحد لجميع المراحل الثلاث للمولد ، أي مع نفس التيارات تقريبا في كل منها ، فإن التيار في موصل صفر هو صفر. لذلك ، في هذه الحالة ، يمكنك إلغاء السلك الفارغ والانتقال إلى أكثر اقتصادا ثلاثة أسلاك النظام (الشكل 27). يتم تشغيل جميع المستهلكين بين الأزواج المقابلة من أسلاك الخط ونقطة الصفر من الحمل.

عند الانضمام "مثلث" (الشكل 28) نهاية كل متعرجا متصلا بداية القرن المقبل بحيث تشكل مثلث مغلق، ويتم إرفاق الأسلاك الخطية الى القمم من هذا المثلث.

المستهلك العادي الذي يصطدم بالكهرباء ، كل يوم يشفي الضوء ويتحول على أحد أو الجهاز الآخر إلى المخرج. مفاتيح تختلف عن بعضها البعض قليلا ، ولكن مع مآخذ كل شيء أكثر تعقيدا. دعونا نحاول معرفة كيفية عمل وريدة.

دعونا نبدأ بالصورة التي تم تركيبها وتركيبها قبل 10 إلى 15 سنة. وهي متصلة بسلكين فقط. يجب أن يكون عزل أحد الأسلاك بلون أزرق أو أزرق. هذه هي الطريقة التي يتم تحديد موصل العمل. التيار ليس من المصدر ، ولكن من المستهلك. هذا السلك غير ضار تماما ، وإذا كنت الاستيلاء عليه دون لمس الثاني ، فلن يحدث شيء رهيب ورهيب.

لكن السلك الثاني ، الذي يمكن أن يكون أي لون فيه ، باستثناء الأزرق والأزرق والأصفر والأخضر في خطوط وأسود وأكثر خطورة وغدرا. يطلق عليه موصل الطور.

بعد أن لمست هذا السلك ، يمكنك الحصول على إفرازات جميلة. وهذه ليست مزحة ، لأن التوتر الشبكة المنزلية  AC 220 V ، وأي تيار يتجاوز جهده 50 فولت ، يقتل شخصًا في ثوانٍ قليلة. يمكن تحديد وجود الجهد على الموصلات المرحلة من خلال مؤشرات خاصة. في الشكل. 1.12 يظهر أحد هذه المؤشرات. انها مصنوعة في شكل مفك عادي مع فتحة مسطحة (يجتمع مفك البراغي مؤشر مع فتحة عبر شكل). المقبض ، الذي بداخله بني الصمام الثنائي الباعث للضوء ، مصنوع من البلاستيك الشفاف. الجزء العلوي من المقبض هو المعدن. لمس الجزء العامل من المؤشر للموصل ، وإبهام اليد إلى الجزء المعدني على المقبض. إذا اشتعلت النيران في الصمام الثنائي ، فليس من الضروري ملامسة هذا السلك - فهو الآن في حالة توتر. لاحظ أنه عند لمس موصل صفر  ﻻ ﯾﺿﻲء ﻣﺻﺑﺎح LED (ﺑﺎﻟطﺑﻊ ، إذا ﻟم ﯾﺗواﺻل ھذا اﻟﻣوﺻل ﻣﻊ ﻣوﺻل اﻟﻣرﺣﻟﺔ).

لقد سمع الكثيرون كلمات مشفرة مثل مرحلة واحدة ، أو ثلاث مراحل ، أو صفر ، أو أرضية ، أو أرض ، ويعرفون أنها مفاهيم مهمة في عالم الكهرباء. ومع ذلك ، لا يفهم الجميع ما يعنونه. ومع ذلك ، فمن الضروري معرفة ذلك. دون الخوض في التفاصيل التقنية التي ليست ضرورية لسيد الرئيسية ، يمكننا أن نقول أن شبكة من ثلاث مراحل هي طريقة للإرسال التيار الكهربائي، عندما يتدفق تيار متناوب من خلال ثلاثة أسلاك ، ويعود واحد. يجب توضيح ما سبق قليلاً. أي الدائرة الكهربائية  يتكون من سلكين. يذهب الواحد تلو الآخر إلى المستهلك (على سبيل المثال ، إلى الغلاية) ، ومن ناحية أخرى - يعود. إذا تم فتح مثل هذه الدائرة ، فإن التيار لن يذهب. هذا هو الوصف الكامل دائرة أحادية الطور. السلك الذي تدعى من خلاله التدفقات الحالية الطور أو الطور البسيط ، والذي يتم إرجاعه - صفر أو صفر. دائرة ثلاثية الطور  يتكون من ثلاث مراحل الموصلات وعكس واحد. هذا ممكن لأن مرحلة التيار المتردد في كل من الأسلاك الثلاثة يتم إزاحتها بمقدار 120 ° نسبة إلى السلك المجاور (الشكل 1.13). المزيد من التفاصيل حول هذا السؤال سوف تساعد في الإجابة على الكتاب المدرسي حول الميكانيكا الكهروميكانيكية. يحدث انتقال التيار المتردد على وجه التحديد بمساعدة شبكات ثلاثية الطور. ومن المفيد اقتصاديا - لا حاجة إلى اثنين آخرين صفر أسلاك. تقترب من المستهلك ، وينقسم الحالي إلى ثلاث مراحل ، ويتم إعطاء كل واحد من صفر. في هذا الشكل ، عادة ما يجد نفسه في شقق ومنازل ، على الرغم من أن الشبكة ثلاثية الطور تزرع مباشرة في المنزل. كقاعدة عامة ، هو كذلك  عن القطاع الخاص ، وهذه الحالة لها مزاياها وعيوبها.

كما يوحي الاسم ، يتكون نظام ثلاث مراحل من ثلاثة مصادر للطاقة وثلاث دوائر متصلة الأسلاك المشتركة  خطوط النقل.

مصدر الطاقة لجميع المراحل هو مولد ثلاثي المراحلمشروط بشكل مشروط في الشكل. 1.14 و Fig. 1.15 في شكل ثلاث لفات: AX ، VU و CZ.

التين. 1.12. أبسط مؤشر

التين. 1.16. مخطط اتصال مبنى من ثلاثة طوابق

يمكن توصيل لفات مراحل المولد بستة أسلاك (الشكل 1.14) مع الأحمال Z A و Z B و Z c وبالتالي الحصول على ثلاث دوائر مستقلة الطور. ولكن إذا قمت بتوصيل طرفي لفات المولد X ، Y ، Z إلى نهايات ثلاثة أحمال بسلك واحد ، يمكنك حفظ اثنين توصيل الأسلاك  (الشكل 1.15). يُطلق على هذا النوع من الاتصال اتصال بنجمة. يسمى هذا السلك المشترك محايد أو ببساطة محايد.

وبما أن تتابع توصيل المحركات ثلاثية الطور كحمولة يثبت أنه ضروري لتحديد اتجاه دورانها ، فإن الشرط التالي تسميات اللون  المراحل: أ - العزل الأصفر. ب - أخضر ج - أحمر ومحايدة - أسود.

التين. 1.17. دائرة كهربائية  اتصالات في مثلث

عند الاتصال بنجمة ، ما عدا الإجهاد المتساوي  في محطات كل مرحلة ( الجهد المرحلة  بين الطور و سلك مشترك  - (Vph) ، يوجد أيضاً جهد بين مراحل مختلفة ، تسمى الجهد الطولي - / ". الجهد الطولي في هذه الحالة أكبر من الفولطية الطورية بواسطة عامل n3.

إذا كان التيار في جميع مراحل هو نفسه (ما يسمى الحمل متناظرة، مثال على ذلك هو ثلاث مراحل المحركات)، التيار في موصل محايد غائب وليس هناك حاجة لهذا السلك. لكن الأحمال الأخرى المتصلة هي غير متماثلة ، لذلك بالنسبة لهم سلك محايد  ضروري. في الشكل. 1.16 يظهر مثال على توصيل التيار الكهربائي لمنزل مكون من ثلاثة طوابق.

أقل إلى حد ما من اتصال النجوم ، في شبكات ثلاثية الطور  استخدام الاتصال في مثلث (الشكل 1.17). لف مراحل المصدر القوة الكهربائية  في هذه الحالة ، يتم توصيلها بحيث يتم توصيل نهاية أحدها ببداية الحلقة التالية ، وهكذا.

ميزة ربط المراحل مع المثلث هو أنه حتى مع تحميل غير متماثل  ليست هناك حاجة لاستخدام الأسلاك الرابعة. في الشكل. 1.18 عبارة عن رسم تخطيطي لشبكة إضاءة منزل سكني عندما تكون أطوار المستقبلات متصلة بمثلث. لاحظ أن توصيل الأحمال في حالة توريد التيار الكهربائي من المصدر باستخدام طريقة المثلث يمكن إنتاجه بواسطة مثلث ونجم.

التين. 1.18. رسم تخطيطي لشبكة الإضاءة عند توصيل الأطوار في مثلث