في الوقت الحاضر ، ما يسمى نظام ثلاث مراحل التيار المتناوب، اخترعها وتطويرها في عام 1888 من قبل المهندس الكهربائي الروسي Dolivo-Dobrovolsky. وكان أول من صمم وبناء مولد ثلاثي الطور ، ومحرك كهربائي غير متزامن ثلاثي الأطوار وخط نقل الطاقة ثلاثي الطور. يوفر هذا النظام الظروف الأكثر فائدة لنقل الطاقة الكهربائية من خلال الأسلاك ويسمح ببناء بسيط في الجهاز ومحركات كهربائية سهلة الاستخدام.
نظام من ثلاث مراحل من الدوائر الكهربائية يسمى نظام يتكون من ثلاث سلاسل، والتي هي المتغيرات المجالات الكهرومغناطيسية للمرحلة التردد ذاته تحول إلى بعضهم البعض عن طريق 1/3 الفترة (ي = 120 درجة). تسمى كل دائرة من هذا النظام بمرحلة ، ويسمى نظام من التيارات المتبدلة ثلاثية الطور في مثل هذه الدوائر تيارًا ثلاثي الأطوار.
إن الحفاظ على تحول طور ثابت بين تقلبات الجهد عند خرج ثلاثة مولدات مستقلة هو مهمة تقنية معقدة. من الناحية العملية ، يتم استخدام المولدات ثلاثية الطور للحصول على ثلاثة تيارات يتم إزاحتها في الطور. المغوِّل الموجود في المولد عبارة عن مغناطيس كهربائي ، يتم تغذيته بواسطة تيار مستمر. المحرض هو الدوار ، ومرسى المولد هو الجزء الثابت. كل لفة للمولد هي مولد تيار مستقل. من خلال توصيل الأسلاك إلى نهايات كل منها ، كما هو موضح في الشكل ، سوف نتلقى ثلاث دوائر مستقلة ، كل منها يمكن أن ينشط مستقبِلات معينة ، على سبيل المثال ، المصابيح الكهربائية. في هذه الحالة ، لنقل كل الطاقة التي تمتصها المستقبِلات ، ستة الأسلاك. ومع ذلك ، من الممكن توصيل اللفات الخاصة بالمولد التيار ثلاث مراحلللقيام بأربعة أو حتى ثلاثة أسلاك ، وهذا هو ، وفر الكثير من الأسلاك.
|
|
في حالة الحمل الموحّد لكل المراحل الثلاث ، يكون التيار في موصل صفر صفراً ويمكن حذفه. في ليس تحميل متناظر التيار في موصل صفر ليس صفرا ، لكنه أضعف بكثير من التيار في الأسلاك الخطية. لذلك ، يمكن أن يكون السلك المحايد أرق من موصل الطور.
يمكن توصيل ملفات المولدات ثلاثية المراحل بمثلث. يتم توصيل نهاية كل لفة إلى بداية التوليفة التالية ، بحيث تشكل مثلث مغلق ، وترتبط الأسلاك الخطية مع الرؤوس
من هذا المثلث إلى النقاط A ، B ، و C. من السهل أن نرى أنه عندما يكون المثلث متصلاً ، فإن جهد خط المولد يساوي جهد الطور الخاص به. لذلك ، للحصول على جهد الخط المرغوب ، يجب تصميم كل لف من المولد مزيد من التوتر، في حالة توصيل اللفات للمولد بنجم. هذا يؤدي إلى زيادة في تكلفة المولد. بالإضافة إلى ذلك ، نادرًا ما يكون الحمل متماثلًا تمامًا. في هذا الصدد ، ترتبط اللفات المولد ، كقاعدة عامة ، من قبل نجم. قائمة الأدبيات المستخدمة.
1. GS Landsberg ، "الكتاب المدرسي الأساسي للفيزياء".
2. A. أ. Pinsky "الفيزياء -11".
يشتمل المولِّد ذو المراحل الثلاث على ثلاث دورات ذاتية الطور أحادي الطور على الجزء الثابت ، حيث يتم تحويل بداياتها وأطرافها بمقدار 120 ه ، على التوالي. غراد ، أو 2/3 من تقسيم القطب ، أي 2/3 من المسافة بين مراكز القطبين المعاكسين (الشكل 1). في كل من اللفات الثلاثة ، يوجد تيار متناوب أحادي الطور. يتم تبديل تيارات الطور أحادي الطور بواسطة 120 el. hail ، بمعنى ، 2/3 من الفترة. وبالتالي ، فإن تيار الثلاث مراحل هو ثلاثة تيار أحادي الطور، تحول في الوقت المناسب بنسبة 2/3 من الفترة (120 درجة).
في أي وقت ، مجموع جبري من جميع القيم الآنية الثلاثة ل. وما إلى ذلك مع. من المراحل الفردية صفر. لذلك ، بدلاً من ستة محطات (لثلاث لفات منفصلة أحادية الطور) ، فإن المولد لديه ثلاثة أطراف فقط أو أربعة مخرجات عندما تكون نقطة الصفر ناتجة. اعتمادًا على كيفية توصيل المراحل الفردية وكيفية توصيلها بالشبكة ، يمكنك الحصول على اتصال بنجمة أو مثلث.
تدل بدايات اللفافات التالية فيما بعد بالحروف A ، B ، C ، ونهاياتها بالأحرف X ، Y ، Z.
التين. 1.
عند الاتصال بنجمة ، يتم توصيل طرفي المراحل X ، Y ، Z (الشكل 2) وتسمى نقطة التوصيل بنقطة الصفر. يمكن أن تحتوي العقدة على دبوس يسمى ما يسمى السلك الفارغ (الشكل 272) ، كما هو موضح في الخطوط المتقطعة ، أو يكون بدون مخرج.
عند الاتصال بنجم بسلك صفر ، يمكنك الحصول على: خط الجهد Ul بين أسلاك المراحل الفردية وفلطية الطور Uph بين الطور والسلك صفر (الشكل 2). يتم التعبير عن العلاقة بين الفولتية الخطية والجهوية على النحو التالي: Uh = Uf ∙ √3.
التين. 2. الانضمام إلى النجم
يمر التيار الذي يمر عبر السلك (الشبكة) خلال لف الطور (الشكل 2) ، أي Ih = Iph.
يتم الحصول على اتصال الطور في المثلث من خلال توصيل النهايتين والمراحل التي تبدأ وفقًا لشكل التين. 3 ، وهذا هو ، AY ، BZ ، CX. مع هذا الاتصال ، لا يوجد أي أسلاك صفرية و جهد الطور يساوي خط الجهد بين سلكين من الخط Uh = Uph. ومع ذلك ، فإن التيار في خط Iл (الشبكة) أكبر من التيار في المرحلة Iф ، وهي: Iл = Iф ∙ √3.
التين. 3. اتصال في مثلث
مع نظام ثلاث مراحل في كل لحظة ، إذا كان التيار في لف واحد ينتقل من طرف إلى آخر ، ثم في الآخران يتم توجيهه من البداية إلى النهاية. على سبيل المثال ، في الشكل. 2 في المنتصف المتعرج AX يمر من A إلى X ، وفي أقصى - من Y إلى B ومن Z إلى C.
يوضح الرسم البياني (الشكل 4) كيفية توصيل ثلاث ملفات متماثلة للمحطات الطرفية في نجمة أو مثلث.
التين. 4. اتصال اللفات في النجم والمثلث
أمثلة على الحسابات
1. مولد مع لفات الجزء الثابت متصلا بواسطة واحد هو مبين في الشكل. 5 الدائرة ، مع جهد خط 220 فولت ، يغذي ثلاثة مصابيح متطابقة مع مقاومة 153 أوم. ما الجهد والتيار الذي يمتلكه كل مصباح (الشكل 5)؟
التين. 5.
وفقا لتضمين المصباح يكون جهد الطور Uph = U / √3 = 220 / 1،732 = 127 V.
المصباح الحالي Iph = Uph / r = 127/153 = 0.8 A.
2. تحديد مخطط التبديل على المصابيح الثلاثة في الشكل. 6 ، الجهد والتيار من كل مصباح بمقاومة 500 أوم ، متصلا إمدادات التيار الكهربائي مع جهد خط 220 فولت.
التيار في المصباح هو I = U / 500 = 220/500 = 0.45 A.
التين. 6.
3. ما مقدار الفولت الذي يجب أن يظهره الفولتميتر 1 إذا كان الفولتميتر 2 يُظهر فولطية 220 فولت (الشكل 7)؟
التين. 7.
جهد الطور Uf = Uil / √3 = 220 / 1،73 = 127 V.
4. ما هو التيار الذي يظهر مقياس التيار 1 ، إذا كان مقياس التيار الكهربائي 2 يظهر تيارًا من 20 أمبير عند توصيله بمثلث (الشكل 8)؟
التين. 8.
Iph = I l / √3 = 20 / 1.73 = 11.55 A.
عند الاتصال بمثلث ، يكون التيار في مرحلة المستهلك أقل من الخط.
5. ما الجهد والتيار سيظهر أدوات القياس 2 و 3 ، المدرجة في المرحلة ، إذا كان الفولتميتر 1 يظهر 380 فولت ، ومقاومة مرحلة المستهلك من 22 أوم (الشكل 9)؟
التين. 9.
يوضح الفولتميتر 2 جهد الطور Uf = Uil / √3 = 380 / 1،73 = 220 V. وأميتر 3 - طور التيار Iph = Uf / r = 220/22 = 10 A.
6. عدد الأمبيرات يظهر 1 ammeter ، إذا كانت المقاومة من مرحلة واحدة من المستهلك هو 19 أوم مع انخفاض الجهد على 380 فولت ، مما يدل على الفولتميتر 2 ، تشغيله وفقا ل Fig. 10.
التين. 10.
التيار في الطور Iph = Uph / r = Uл / r = 380/19 = 20 A.
تيار المستهلك ، كما هو محدد بواسطة مقياس التيار الكهربائي 1 Il = Iph ∙ √3 = 20 ∙ 1.73 = 34.6 A. (المرحلة ، أي جانب المثلث ، يمكن أن تكون آلة لف أو محول أو مقاومة أخرى.)
7. المحرك التعريفي في الشكل. 2 يحتوي على متعرجا متصل بنجمة ، ويتم تضمينه في شبكة ثلاثية المراحل مع خط الجهد UL = 380 V. ماذا سيكون الجهد المرحلة؟
سيكون جهد الطور بين نقطة الصفر (المحطات X ، Y ، Z) وأي من المحطات A ، B ، C:
Uf = Uil / √3 = 380 / 1،73 = 219،4≈220 V.
8. سيتم إغلاق محرك المحرك غير المتزامن من المثال السابق في مثلث ، يربط المشابك على درع المحرك طبقًا لـ Fig. 3 أو 4. أظهر مقياس التيار المتضمن في سلك خطي تيار I = 20 A. ما هو التيار المتدفق خلال اللف الثابت (المرحلة)؟
خط التيار IE = Iф ∙ √3؛ Iph = I l / √3 = 20 / 1.73 = 11.56 A.
3.1. التعريفات الرئيسية. نظام ثلاث مراحل من emf
دائرة ثلاثية الطور هي عبارة عن مجموعة من ثلاث دوائر كهربائية يتم فيها تبديل المجالات الكهرمغنطيسية الجيبية ذات نفس التردد والسعة بالتناسب مع بعضها البعض في المرحلة بمقدار 120 درجة. يسمى قسم نظام الثلاث مراحل ، والذي تدفقات التيار نفسه ، المرحلة.
تتكون الدائرة ثلاثية الطور من مولد ثلاثي الطور ، توصيل الأسلاك والمستقبلات أو الأحمال ، والتي يمكن أن تكون أحادية الطور أو ثلاث مراحل. مولد ثلاث مراحل هو آلة متزامنة. يحتوي الجزء الثابت للمولد على لف من ثلاث مراحل يتكون من ثلاث لفات تتحلل محاورها مكانياً 120 درجة بالنسبة لبعضها البعض . يتم إنشاء المجال المغناطيسي في المولد بواسطة دوار دوار ، حيث يتم وضع لف الإثارة التي تغذيها تيار مباشر. طبقًا لقانون الحث الكهرومغناطيسي ، يتم تحفيز نظام EMF ثلاثي الأطوار متماثل في مراحل المولد ، حيث يكون EMF متطابقًا في الحجم ويختلف في الطور بمقدار 120 درجة.
الآن يتم استخدام أنظمة ثلاثية الطور على نطاق واسع في هندسة الطاقة. على تيار ثلاثي الطور ، تعمل جميع محطات الطاقة الكبيرة والمستهلكين ، والتي ترتبط بعدد من مزايا الدوائر ثلاثية الطور أمام دوائر أحادية الطور ، وأهمها:
النقل الاقتصادي للكهرباء لمسافات طويلة ؛
الأكثر موثوقية واقتصادية ، تلبية متطلبات محرك كهربائي صناعي هو المحرك التعريفي مع الدوار قفص السنجاب.
إمكانية الحصول على ثابت اللفات على ثلاث مراحل مجال مغناطيسي دوار ، يقوم عليه عمل المحركات المتزامنة وغير المتزامنة ، بالإضافة إلى عدد من الأجهزة الكهربائية الأخرى ؛
التوازن في قوة أنظمة ثلاث مراحل متناظرة ، حيث المجموع قوة لحظية جميع المراحل تبقى ثابتة ومستقلة عن الزمن.
يسمى نظام ثلاثي الأطوار من المجالات الكهرومغناطيسية (الفولتية ، التيارات) متماثل, إذا كان يتكون من م يساوي في القيمة المطلقة ناقلات emf (الفولتية ، والتيارات) ، انتقلت في مرحلة فيما يتعلق ببعضها البعض بنفس الزاوية. يتم تعيين نظام ثلاثي الطور من EMF كالتالي: - EMF مع المرحلة الأولية ، - EMF متخلف 120 0 ، - EMF ، يتقدم بمقدار 120 0. يتم استدعاء تسلسل تمرير EMF خلال نفس القيم (على سبيل المثال ، القيم الصفرية) سلسلة من المراحل.
رسوم بيانية للقيم الآنية (الشكل 3.1 ، و) والصور المقابلة للقيم الفعالة لنظام EMF ذي الثلاث مراحل في المستوى المعقد (الشكل 3.1 ، ب) ، يتم وصفها بواسطة المعادلات التالية:
, , ;
| |
التين. 3.1
قيم معقدة مرحلة emf يشكل نظام ثلاثي الأطوار متماثل نجم متماثل ، ومجموعه صفر:
وبالتالي ، فإن مجموع القيم الآنية هو أيضًا صفر في أي لحظة من الزمن
.
مخططات الاتصال للدوائر ثلاثية الطور
في المخططات البيانية للدوائر ثلاثية الطور ، تدل بداية المراحل على الحروف الأولى من الأبجدية اللاتينية (A ، B ، C) ، والنهايات بالأحرف الأخيرة ( X، Y، Z ). تشير اتجاهات Emf من نهاية مرحلة التصفية للمولد إلى بدايته. يتم توصيل كل مرحلة تحميل بطور المولد بواسطة سلكين: للأمام وللعكس. وينتج عن ذلك نظام ثلاثي غير موصول ، يوجد فيه ستة أسلاك توصيل. لتقليل عدد أسلاك التوصيل ، يتم استخدام الدوائر ثلاثية الطور المتصلة بنجم أو مثلث. إذا كانت نهايات جميع مراحل مولد متصلة في نقطة مشتركة، وبداية لمرحلة متصلة الحمل، وتشكيل ثلاث شعاع المقاومة نجمة تتحول الدائرة من ثلاث مراحل، مرتبطة في نجمة نجوم. في هذه الحالة ، يتم استبدال ثلاثة أسلاك عودة واحدة ، تسمى صفر أو محايد (يسمى نظام ثلاثي الطور عند توصيله بنجمة بدون سلك محايد ثلاثة أسلاك, مع سلك محايد - أربعة.
ويرد في الشكل 3.2 دارة ثلاثية الطور ذات أربع أسلاك متصلة بواسطة دارة نجمة نجمية بسلك صفر.
التين. 3.2
تسمى الفولتية بين الطور أو بين الأسلاك الخطية الضغوط الخطية. يشار إليها من قبل اثنين من المؤشرات ، على سبيل المثال (خط الجهد بين النقطتين A و B). وحدة خط الجهد تدل عليها U ل.
الفولتية بين بداية ونهاية المرحلة أو بين الخطية والخطية أسلاك محايدة تسمى الفولتية المرحلة (،).
تسمى التيارات الموجودة في الأسلاك الخطية خطي التيارات (،). يتم أخذ الاتجاه الإيجابي للتيارات من المولد إلى الحمل. وحدات من التيارات الخطية تشير إلى أنا ل. تسمى التيارات في مراحل المستقبِل أو المصدر تيارات المرحلة أنا ф ، والضغط عليها من خلال الضغوط المرحلة U و.
عندما يكون النجم متصلاً ، يتم توصيل أسلاك الخط في سلسلة مع أطوار المصدر والمستقبل ، لذلك تكون تيارات الخط من تيارات الطور. أنا ل = أنا و.
إذا كان هناك سلك محايد ، فإن التيار في السلك المحايد
. (3.2)
وفقا لقانون Kirchhoff الثاني ، نكتب معادلات الاقتران بين الفولتية الطولية والجهوية:
; 
; 
. (3.3)
من الواضح ذلك 
- كمجموع للضغوط على طول كفاف مغلق.
الشكل 3.3
يوضح الشكل 3.3 مخططًا متجهًا لنظام الإجهاد المتماثل. كما يظهر تحليلها (الأشعة الفولتية المرحلة تشكل جانبي المثلثات متساوي الساقين مع زوايا في القاعدة تساوي 30 0) ، في هذه الحالة.
عادة ما يفترض في الحسابات 
. ثم لحالة التناوب المباشر للمراحل ،. مع أخذ هذا في الاعتبار ، يمكن تحديد مجمعات الضغوط الخطية على أساس العلاقات (3.3). ومع ذلك ، في ظل تناظر الضغوط ، يتم تحديد هذه الكميات بسهولة مباشرة من مخطط المتجه (الشكل 3.3). من خلال توجيه المحور الحقيقي لنظام الإحداثيات على طول الموجه (الطور الأولي له هو صفر) ، نقوم بقياس نوبات الطور للجهود الفولتية الخطية فيما يتعلق بهذا المحور ، وتحديد معادلاتها وفقًا لما يلي:
, 
, 
.
إذا تم توصيل نهاية كل مرحلة من لف المولد ببداية المرحلة التالية ، يتم تكوين اتصال في المثلث. الاتصال بنقاط الاتصال من اللفات ثلاثة أسلاك خطية تؤدي إلى الحمل (الشكل 3.4).
التين. 3.4
كما يتبين من الشكل. 3.4 ، في دائرة ثلاثية الطور موصولة بمثلث ، تكون الطور والجهد الخطي متماثلة U ل = يو و. خطي ( I A، I B، I C) والطور ( أنا أب ، أنا قبل الميلاد ، أنا كاليفورنيا) ترتبط التيارات الحمل مع بعضها البعض بموجب القانون الأول من كيرخوف:
في الشكل. يوضح الشكل 3.5 مخططًا متجهًا لدائرة ثلاثية الطور متصلة بمثلث ، مع حمولة متناظرة مكونة من مقاومات نشطة. في هذه الحالة ، تتزامن نواقل تيار المرحلة في الاتجاه مع متجهات الفولتية في المرحلة المقابلة.
ويستنتج من الرسم البياني للمتجه أنه بالنسبة إلى الحمل المتماثل ، تشكل أشعة تيارات الطور جوانب جوانب مثلث متساوي الساقين مع زوايا عند القاعدة تساوي 30 0. في هذه الحالة ، العلاقة بين التيارات الخطية والطور.
أصبحت الدوائر ثلاثية الطور المتصلة بنجم أكثر انتشارًا من الدوائر ثلاثية الطور المتصلة بمثلث. ويرجع ذلك إلى حقيقة أنه ، في البداية ، في سلسلة متصلة بنجم ، من الممكن الحصول على فولتيتين: خطية ومرحلة. ثانياً ، مع وجود حمل غير متماثل في المولد أو مراحل المحول المتصلة بمثلث ، تظهر تيارات ذات تتابع صفري إضافي في اللف. هذه التيارات غائبة في مراحل الآلة الكهربائية ، متصلة بواسطة مخطط "النجوم".
وأخيرا، نلاحظ أنه، بالإضافة إلى المركبات تعتبر من ثلاث مراحل نجوم - النجم ومثلث - مثلث، في الممارسة العملية أيضا تطبيق واي - دلتا ودلتا - نجم الدائرة التي يمثلها بسهولة من مثال الشكل 3.2 و 3.3.
حساب الدوائر ثلاثية الطور
الدوائر ثلاثية الطور هي نوع من سلاسل التيار الجيبي ، وبالتالي ، فإن جميع طرق الحساب والتحليل المذكورة سابقاً في شكل رمزي تمتد بالكامل إليهم. يتم تنفيذ تحليل نظم ثلاثية الطور بشكل ملائم باستخدام الرسوم البيانية ناقلات، مما يجعل من الممكن تحديد ببساطة التحولات المرحلة بين الفولتية والتيارات المعقدة.
مخطط نجم نجم مع سلك صفر
تشتمل الدائرة ثلاثية الطور في هذه الدائرة (الشكل 3.2) على عقدتين وثلاث دوائر مستقلة ، لذلك يكون من الأنسب حسابها باستخدام طريقة العقدين. في الحالة العامة ، مع الحمل غير المتماثل ومراعاة مقاومة السلك المحايد ، ينشأ جهد عقدة أو جهد محايد متحيز بين النقاط المحايدة في المصدر والحمل. يتم تحديد هذا الجهد عن طريق الصيغة
, (3.5)
أين التصرف المعقد لمراحل التحميل ؛ - التوصيل المعقد للسلك صفر.
محطات توليد الطاقة تنتج التيار المتناوب على ثلاث مراحل. المولدات الحالية ثلاثية المراحل هي ، كما كانت ، ثلاث مولدات تيار متردد موصلة معًا ، بحيث يتغير التيار (والجهد) مع بعضها في وقت واحد ، ولكن مع تأخر قدره 1/3 من الفترة. ويتم ذلك عن طريق تحويل ملفات المولدات 120 درجة بالنسبة لبعضها البعض (الشكل على اليمين).
يتم استدعاء كل جزء من لفائف المولد
مرحلة. لذلك ، يتم استدعاء المولدات ، التي تحتوي على لف متكون من ثلاثة أجزاءثلاث مراحل
.
تجدر الإشارة إلى أن المصطلح " مرحلة"في الهندسة الكهربائية واثنين من المعاني: 1) ككمية تحدد ، مع السعة ، حالة العملية التذبذبية في وقت معين ؛ 2) بمعنى اسم الجزء الدائرة الكهربائية AC (على سبيل المثال ، جزء من آلة كهربائية متعرجة).
يتم إعطاء تمثيل مرئي معين لحدوث تيار ثلاثي الطور من خلال الإعداد الموضح في الشكل. على اليسار.
يتم وضع ثلاثة ملفات من محول قابل للفك في المدرسة مع النوى حول محيط بزاوية 120 درجة فيما يتعلق ببعضها البعض. يتم توصيل كل ملف إلى العرض التوضيحي المقياس الكلفاني. في وسط الدائرة على المحور ، يتم تقوية المغناطيس المستقيم. إذا قمت بتدوير المغناطيس ، يظهر تيار متناوب في كل من دوائر "الجلفانومتر" الثلاثة. مع الدوران البطيء للمغناطيس ، يمكنك أن ترى أن أعظم وأقل قيم التيارات وتوجهاتها ستكون مختلفة في كل لحظة في الدوائر الثلاث.
وهكذا ، فإن التيار ثلاثي الطور يمثل التأثير المشترك لثلاثة تيارات متناوبة من نفس التردد ، ولكنه يتحول في الطور بنسبة 1/3 من الفترة بالنسبة لبعضها البعض.
يمكن توصيل كل لفة من المولد لمستهلكه ، وتشكيل نظام ثلاثي غير ذي صلة. لا يوجد أي مكسب من مثل هذا الاتصال فيما يتعلق بثلاثة مولدات تيار متناوبة منفصلة ، حيث يتم تنفيذ نقل الطاقة الكهربائية بمساعدة ستة أسلاك (الشكل على اليمين).
في الممارسة العملية ، حصلنا على طريقتين أخريين لربط اللفات لمولد من ثلاث مراحل. تم استدعاء الأسلوب الأول للاتصال نجمة (الشكل على اليسار ، أ) ، والثاني - مثلث (الشكل ب).
عند الاتصال
نجمة ترتبط نهايات (أو بدايات) جميع المراحل الثلاث بعقدة واحدة مشتركة ، ومن البدايات (أو الغايات) تذهب إلى الأسلاك للمستهلكين. تسمى هذه الأسلاك أسلاك خطية. يتم استدعاء النقطة المشتركة التي يتم فيها ربط أطراف مراحل المولد (أو المستهلك) نقطة الصفرأو محايد. يسمى سلك يربط النقاط صفر للمولد والمستهلك صفر سلك. سلك صفر يتم استخدامه في حالة قيام الشبكة بإنشاء حمل غير متساوي على المراحل. يسمح لك بتعديل الجهد في مراحل المستهلك.
سلك صفر، كقاعدة عامة ، يستخدم في شبكات الإضاءة. حتى مع نفس العدد من المصابيح قوة متساوية في المراحل الثلاث ، لا يتم حفظ الحمل المنتظم ، بما أنه يمكن تشغيل المصابيح وإيقاف تشغيلها في وقت واحد في جميع المراحل ، حيث يمكن أن يحترق ، ومن ثم يتم تعطيل انتظام حمولة الطور. لذلك ، بالنسبة لشبكة الإضاءة ، يتم استخدام اتصال النجمة ، والذي يحتوي على أربعة أسلاك بدلاً من ستة لنظام غير ثلاثي متصل.
عند الاتصال بنجمة ، هناك نوعان من الجهد: المرحلة والخطية. الجهد بين كل خط وسلك محايد يساوي الجهد بين أطراف الطور المقابل للمولد ويسمى الطور ( يو و ) ، والجهد بين الأسلاك الخطية هو خط جهد ( يو ل ).
نظرًا لأن التيار في الموصِّل الصفري ذو الحمل المتناظر ، يكون التيار صفرًا ، التيار في الموصل الخطي يساوي التيار في المرحلة.
مع وجود حمل طور غير متساوٍ ، يمر تيار مساوي ذو حجم صغير نسبيًا عبر موصل صفري. لذلك ، يجب أن يكون المقطع العرضي لهذا السلك أصغر بكثير من سلك خطي. يمكن ملاحظة ذلك إذا قمت بتضمين أربعة أميتر في الأسلاك الخطية والمحايدة. كحمل أنها مريحة لاستخدام العادية المصابيح الكهربائية (في الصورة اليمنى).
مع نفس الحمل في المراحل ، فإن التيار في موصل صفر هو صفر وليس هناك حاجة لهذا السلك (على سبيل المثال ، المحركات الكهربائية إنشاء حمولة موحدة). في هذه الحالة ، يتم إجراء اتصال بـ "المثلث" ، وهو اتصال متسلسل مع بعضها البعض من بدايات ونهايات ملفات المولد. السلك صفر غير موجود في هذه الحالة.
عند توصيل اللف المولد والمستهلكين " مثلث"تكون الفولتية الطولية والخطية متساوية مع بعضها البعض ،
أي يو ل
= يو ف
، والتيار الخطي في √3
مرات أكثر مرحلة الحالية أنا L = √3 .
أنا F
مركب مثلث يتم استخدامه لكل من أحمال الإضاءة والطاقة. على سبيل المثال ، في ورشة عمل المدرسة ، يمكن تضمين الأدوات الآلية في نجمة أو مثلث. يتم تحديد اختيار هذه الطريقة أو تلك من قبل قيمة الجهد الشبكة و الجهد المقنن مستقبلات الطاقة الكهربائية.
من حيث المبدأ ، يمكنك توصيل المثلث ومراحل المولد ، ولكن في العادة لا تفعل ذلك. والنقطة هي أنه من أجل إنشاء جهد خطي معين ، يجب تصميم كل طور من المولد ، عندما يكون متصلاً بمثلث ، لجهد أكبر مما هو عليه في حالة اتصال النجم. أكثر من الجهد العالي في مرحلة مولد يتطلب زيادة في عدد المنعطفات والعزلة لعزف سلك متعرج، مما يزيد من حجم وتكلفة الآلات. لذلك ، فإن المراحل مولدات ثلاثية الطور دائما على اتصال دائم بنجم. تبدأ المحركات في بعض الأحيان النجمة لحظة انطلاقها ، ثم تتحول إلى مثلث.
المحركات الكهربائية.
محرك كهربائي هي آلة كهربائية (محول إلكتروميكانيكي) يتم فيها تحويل الطاقة الكهربائية إلى ميكانيكية ، تأثير جانبي هو إطلاق الحرارة.
مبدأ العملية
ويستند مبدأ الحث الكهرومغناطيسي على عمل أي آلة كهربائية. تتكون الماكينة الكهربائية من الجزء الثابت (الجزء الثابت) ودوار (في حالة آلة DC) (جزء متحرك) ، صدمة كهربائية (أو أيضًا مغناطيس دائم) حيث يتم إنشاء حقول مغناطيسية ثابتة و / أو دوارة.
الثابت - جزء ثابت من المحرك ، في أغلب الأحيان - خارجي. اعتمادا على نوع المحرك، لا يزال إنشاء حقل مغناطيسي وتتكون من مغناطيس دائم و / أو الكهربائي توليد حقل مغناطيسي الدورية (وتشمل اللفات المتوفرة مع التيار المتردد).
دوار - جزء متحرك من المحرك ، يقع في الغالب داخل الجزء الثابت.
يمكن أن يتكون الدوار من:
permanent مغناطيس دائم
§ لفات على النواة (متصلة عبر وحدة تجميع الفرشاة) ؛
§ لفائف قصيرة التوجيه ("عجلة سنجاب" أو "قفص السنجاب") ، والتي تحدث فيها التيارات تحت تأثير الحقل المغناطيسي الدوار للجزء الثابت.
يخلق تفاعل الحقول المغناطيسية للجزء الثابت والدوار عزم دوران يقود المحرك الدوار. هذا يحول الطاقة الكهربائية الموردة لملفات المحرك إلى طاقة ميكانيكية (حركية) للتناوب. يمكن استخدام الطاقة الميكانيكية الناتجة عن طريق آليات القيادة.
تصنيف المحركات الكهربائية
§ العاصمة المحرك - محرك كهربائي يعمل بتيار مباشر ؛
محرّكات جامع التيار المباشر. الأنواع:
§ الإثارة بواسطة المغناطيس الدائم ؛
§ ج اتصال متوازي الإثارة متعرجا ومرساة.
§ ج اتصال تسلسلي الإثارة متعرجا ومرساة.
§ مع وصلة مختلطة من اللفات الإثارة و المحرك؛
§ المحركات فرش DC (المحركات فرش) - يقوم AC في نظام مغلق باستخدام جهاز استشعار موقف الدوار (الشمالية)، ونظام التحكم (تنسيق تحويل)، وتحويل الطاقة أشباه الموصلات (العاكس).
§ محرك AC - محرك كهربائي ، يعمل بالطاقة بواسطة تيار متناوب ، لديه نوعان:
· محرك كهربائي متزامن - محرك كهربائي للتيار المتناوب ، يدور الدوار بشكل متزامن مع جهد التغذية الحقلية المغنطيسية ؛
· محرك التخلفية
· المحرك غير المتزامن هو محرك تيار متناوب حيث تختلف سرعة العضو الدوار عن تردد الحقل المغناطيسي الدوار المتولد عن جهد الإمداد.
§ مرحلة واحدة - بدء يدويًا ، أو بدء تشغيل لف ، أو الحصول على دائرة تبديل الطور
§ مرحلتان - بما في ذلك المكثفات.
§ ثلاث مراحل
§ متعدد المراحل
§ محركات السائر - المحركات التي لديها عدد محدد من مواقف الدوار. يتم تحديد الوضع المحدد للدوار من خلال توفير الطاقة لللفات المقابلة. ويتم الانتقال إلى موقع آخر عن طريق إزالة فولطية الإمداد من لف واحد ونقله إلى الآخر.
دوار المجال المغناطيسي
محرك عالمي جامع (DCM) - محرك تجميع ، والذي يمكن أن يعمل عليه تيار مباشر والتناوب الحالي.
محركات التيار المتردد التي تعمل بواسطة شبكة صناعية 50 هرتز لا تسمح بسرعة أعلى من 3000 دورة في الدقيقة. لذلك، للحصول يستخدم عالية التردد العاكس السيارات، وهو إلى جانب سهولة الحصول على أقل محرك AC من نفس السلطة، أو تطبيق علب التروس الخاصة التي تغير آلية المعلمات الحركية اللازمة لنا (مضاعفات). عند استخدام محولات التردد أو وجود شبكة ذات تردد عالٍ (100 ، 200 ، 400 هرتز) ، تكون محركات التيار المتناوب أخف وأصغر من المحركات المجمعة (تشغل عقدة المجمع أحيانًا نصف المساحة). المورد من المحركات الحثية AC هو أعلى بكثير من ذلك لمحركات تجميع ، ويتم تحديده من خلال حالة المحامل وعزل اللفات.
محرك متزامن مع جهاز استشعار موضع دوار وعاكس هو تناظري إلكتروني لمحرك جامع التيار المستمر.
أنواع الغسالات.
الغسل بطريقة علمية.
يستخدم نظام التيار المتناوب ثلاثي المراحل على نطاق واسع ويستخدم في جميع أنحاء العالم. بمساعدة نظام ثلاثي المراحل ، يتم ضمان الظروف المثلى للإرسال عبر الأسلاك الكهربائية لمسافات طويلة ، والقدرة على إنشاء محركات كهربائية بسيطة وسهلة الاستخدام ومريحة.
نظام التيار المتناوب ثلاثي الأطوار
ويسمى النظام الذي يتكون من ثلاث دوائر ذات قوى كهربائية فعالة (نفس) من نفس التردد بنظام. يتم إزاحة هذه المجالات الكهرومغناطيسية بالنسبة لبعضها البعض في المرحلة بمقدار الثلث. كل سلسلة فردية في النظام تسمى مرحلة. يسمى النظام بأكمله من ثلاثة تيارات متغيرة ، تحول في الطور ، تيار ثلاثي الطور.
تقريبا جميع المولدات التي يتم تركيبها في محطات توليد الطاقة هي مولدات التيار ثلاث مراحل. يتم توصيل ثلاث وحدات في وحدة واحدة. وتحولت القوى الكهربائية المستحثة فيها ، كما ذكر آنفا ، بمقدار الثلث من الفترة نسبة إلى بعضها البعض.
كيف يعمل المولد؟
يوجد في المولِّد الحالي ثلاثي المراحل ثلاث نقاط ارتساء منفصلة موجودة على الجزء الثابت للجهاز. لديهم تشريد 1200 مع بعضها البعض. في مركز الجهاز ، يدور مغو ، مشترك بين المراسي الثلاثة. يتم تحفيز متغير المجال الكهرمغنطيسي من نفس التردد في كل ملف. ومع ذلك ، فإن لحظات مرور هذه قوات كهربائية من خلال صفر في كل من هذه الملفات يتم إزاحتها بمقدار 1/3 ، بما أن المحث يمر بالقرب من كل ملف 1/3 في وقت لاحق من الملف السابق.
جميع اللفات هي مولدات تيار مستقلة ومصادر طاقة. إذا قمت بتوصيل الأسلاك إلى طرفي كل لف ، يتم الحصول على ثلاث دوائر مستقلة. في هذه الحالة ، لنقل جميع الكهرباء سوف تحتاج إلى ستة أسلاك. ومع ذلك ، مع وصلات أخرى من اللفات ، يمكن للمرء القيام به مع 3-4 أسلاك ، مما يوفر توفير كبير من الأسلاك.
اتصال - نجم
وترتبط طرفي جميع اللفات في نقطة واحدة من المولد ، ما يسمى نقطة الصفر. بعد ذلك ، يتم الاتصال بالمستهلكين باستخدام أربعة أسلاك: ثلاثة أسلاك خطية تبدأ من بداية أسلاك 1 ، 2 ، 3 ، واحد - صفر (محايد) من نقطة الصفر للمولد. يسمى هذا النظام أيضًا بنظام أربعة أسلاك.
اتصال في مثلث
في هذه الحالة ، يتم توصيل نهاية اللف السابق ببداية اللفة اللاحقة ، وبالتالي تشكيل مثلث. ترتبط الأسلاك الخطية برؤوس المثلث - النقاط 1 ، 2 ، 3. مع هذا الصدد هي نفسها. مقارنةً بتوصيل نجم ، فإن الاتصال الثلاثي يقلل من جهد الخط بمقدار 1.73 مرة تقريبًا. يسمح فقط تحت ظروف حمل الطور نفسه ، وإلا فإنه يمكن أن يزيد في اللفات ، مما يشكل خطرًا على المولد.
كما يمكن توصيل المستهلكين الفرديين (الأحمال) ، الذين يتم تغذيتهم من أزواج منفصلة من الأسلاك ، بنفس الطريقة إما بالنجم أو المثلث. ونتيجة لذلك ، يتم الحصول على حالة مشابهة للمولد: عندما تكون متصلة بمثلث ، تكون الأحمال تحت فولطية خطية ، عندما يكون النجم متصلاً ، يكون الجهد أقل بـ 1.73 مرة.