KAPITEL V

DREIPHASIGES STROMSYSTEM

§ 61. DREIPHASIGE GENERATOREN

Oben haben wir die Eigenschaften von Einphasen betrachtet wechselstrom. Ein einphasiges System ist jedoch aufgrund von Fehlern in einphasigen elektrischen Maschinen unwirtschaftlich. So zum Beispiel mit den gleichen Abmessungen, Gewichten der aktiven Materialien (Stahl und Kupfer)! und Energieverluste, die Leistung einer einphasigen Maschine ist 1,5-mal weniger als die einer dreiphasigen Maschine. Daher werden Dreiphasen-Wechselstromsysteme verwendet, um Elektrizität über Fernleitungen mit geringeren Energieverlusten zu übertragen.

Ein dreiphasiges Wechselstromsystem oder einfach ein dreiphasiges System ist ein Stromkreis oder ein Wechselstromnetz, in dem drei e. usw. mit. der gleichen Frequenz, aber gegeneinander phasenweise um ein Drittel der Periode vorgespannt.

Die einzelnen Schaltungen, die das Dreiphasensystem bilden, werden genannt phasen.

Wenn e. usw. mit. In allen drei Phasen haben die gleiche Amplitude, dann heißt dieses Dreiphasensystem symmetrisch.

Zum ersten Mal in der Welt, Übertragung drehstrom  wurde 1891 vom russischen Wissenschaftler MO Dolly-Dobrovolsky durchgeführt.

In Abb. 63 zeigt die Schaltung des einfachsten zweipoligen Drehstromgenerators. In den Statornuten (fester Teil der Maschine) befinden sich

drei Spulen A - X, B - Y und C - Z, im Raum um 1/3 eines Kreises (120 °) verschoben. Innerhalb des Stators ist ein Rotor (rotierender Teil der Maschine) angeordnet, der ein bipolarer Elektromagnet ist, der von einem Gleichstrom gespeist wird, der das Magnetfeld erregt. Der Rotor wird von einem Motor in Rotation versetzt. Die magnetischen Leitungen, die sich zusammen mit dem Rotor drehen, schneiden die Leiter der in den Statornuten eingebetteten Spulen und induzieren Spulen in diesen Spulen. s, sich sinusförmig ändernd. Die sinusförmige Ed. mit. Die Phasen A, B und C werden um 1/3 Periode gegeneinander verschoben (Abbildung 64).

Lass das positive Maximum der EMK. E m in der Spule A-X kommt zu einer Zeit, wenn die Seite A der Mitte des Nordpols gegenüberliegt und die Seite X der Mitte des Südpols gegenüberliegt. Positives maximales e. usw. mit. E m in Spule B - Y kommt zu einer Zeit, wenn der Mittelpunkt des Nordpols unter dem Leiter B liegt,

und der Mittelpunkt des Südpols ist unterhalb des Y-Leiters.Zu diesem Zweck sollte der Rotor 1/3 eines Kreises (120 °) drehen, was einer Zeit entspricht, die 1/3 der Periode entspricht. Positives maximales e. usw. mit. E m in der Spule C - Z tritt nach 1/3 der Periode nach dem gleichen Maximum in der Spule B - Y auf, was einer weiteren Drehung des Rotors um 1/3 des Umfangs entspricht.

Wenn der Generator an den Klemmen der Spulen A-X, B-Y und C-Z anliegt, phase. In Abwesenheit von Last (im Leerlauf) sind die Phasenspannungen gleich der ED. s, in den Phasen der Statorwicklung induziert.

Das System von drei Phasenströmen, die um 1/3 der Periode von Wechselströmen verschoben sind, wird als Dreiphasenstrom bezeichnet.

Ein solcher Strom kann mittels eines speziellen Generators erhalten werden. Betrachten wir seine Konstruktion.

(Abbildung 23). Auf dem Stator befinden sich drei unabhängige Wicklungen, die auf 1/3 eines Kreises (120 °) versetzt sind. In der Mitte der elektrischen Maschine wird ein Induktor gedreht, der in Form eines Permanentmagneten im Diagramm dargestellt ist.

In jeder Wicklung (Spule) wird eine variable EMK der gleichen Frequenz induziert, aber die Durchtrittsmomente dieser EMF durch Null (oder durch ein Maximum) in jeder der Spulen werden um 1/3 Umdrehung relativ zueinander verschoben, weil der Induktor durchläuft jede Spule 1/3 einer Periode später als nach   vorheriges. Ein solcher Generator ist im Wesentlichen eine Verbindung in einer elektrischen Maschine von drei Wechselstromgeneratoren, die so ausgelegt sind, dass die in ihnen induzierte EMK erzeugt wird. sind gegeneinander um ein Drittel der Periode verschoben. Grafisches Bild  Drehstrom ist in Abb. 24. Irgendeine der Phasenwicklungen des Generators

drehstrom ist unabhängig

quelle von elektrischer Energie und dazu

kann mit Ihrem Empfänger verbunden werden. In der

in diesem Fall werden drei unabhängige Schaltungen erhalten (Abbildung 25). Ein solches Schema wird aufgerufen "Unrelated dreiphasiges System" benötigt es sechs Drähte zur Übertragung von elektrischer Energie.

In der Praxis sind solche Systeme nicht anwendbar. Die Phasenwicklungen von Drehstromgeneratoren und Transformatoren und die Empfänger von elektrischer Energie werden nach dem Schema "Stern" oder "Dreieck" verbunden. In diesem Fall können Sie vier oder sogar drei Drähte verwenden.

Verbindung "Stern" ist, dass die Enden der Phasenwicklungen mit einem Punkt des Generators (Abbildung 26) verbunden sind, der Nullpunkt oder Null genannt wird, und der Generator mit den Empfängern durch vier Drähte verbunden wird: drei lineare, vom Anfang der Wicklungen beginnend, und Null- oder Nullleiter gehen vom Nullpunkt des Generators. Ein solches Buchungssystem wird aufgerufen vier-Draht.

Bei gleichmäßiger Belastung aller drei Phasen des Generators, dh bei jeweils etwa gleichen Strömen ist der Strom im Nullleiter Null. Daher können Sie in diesem Fall den Nullleiter abschaffen und zu einem wirtschaftlicheren wechseln dreidraht system (Abb. 27). Alle Verbraucher sind zwischen den entsprechenden Leitungspaaren und dem Nullpunkt der Last eingeschaltet.

Wenn sie durch ein "Dreieck" (Fig. 28) verbunden sind, ist das Ende jeder Wicklung mit dem Anfang der nächsten verbunden, so dass sie ein geschlossenes Dreieck bilden, und die linearen Drähte sind mit den Scheitelpunkten dieses Dreiecks verbunden.

Ein gewöhnlicher Verbraucher mit Elektrizität kollidiert, heilt jeden Tag das Licht und schaltet das eine oder andere Gerät in die Steckdose ein. Schalter unterscheiden sich ein wenig voneinander, aber bei Steckdosen ist alles viel komplizierter. Versuchen wir herauszufinden, wie die Rosette funktioniert.

Beginnen wir mit dem, der vor 10 bis 15 Jahren gebaut und installiert wurde. Es ist nur mit zwei Drähten verbunden. Die Isolierung eines der Drähte muss bläulich oder blau sein. So wird der Arbeitsleiter bestimmt. Der Strom kommt nicht von der Quelle, sondern vom Verbraucher. Dieser Draht ist ziemlich harmlos, und wenn Sie danach greifen, ohne den zweiten zu berühren, dann wird nichts Schreckliches und Schreckliches passieren.

Aber der zweite Draht, dessen Farbe beliebig sein kann, außer Blau, Blau, Gelbgrün in Streifen und Schwarz, gefährlicher und heimtückischer. Es wird als Phasenleiter bezeichnet.

Wenn Sie diesen Draht berührt haben, können Sie eine schöne Entladung bekommen. Und das ist kein Witz, denn die Spannung haushaltsnetzwerk  AC 220 V, und jeder Strom, dessen Spannung 50 V überschreitet, tötet eine Person in wenigen Sekunden. Das Vorhandensein von Spannung an den Phasenleitern kann durch spezielle Indikatoren bestimmt werden. In Abb. 1.12 zeigt einen dieser Indikatoren. Es ist in Form eines gewöhnlichen Schraubenziehers mit einem flachen Schlitz (meet indikator Schraubendreher mit einem kreuzförmigen Schlitz). Der Griff, in dem die Leuchtdiode eingebaut ist, besteht aus lichtdurchlässigem Kunststoff. Der obere Teil des Griffs ist aus Metall. Berühren Sie den Arbeitsteil des Indikators mit dem Leiter und den Daumen der Hand mit dem Metallteil am Griff. Wenn die Diode Feuer gefangen hat, ist es nicht notwendig, dieses Kabel zu berühren - es ist jetzt unter Spannung. Beachten Sie, dass wenn Sie berühren nullleiter  die LED leuchtet nicht auf (natürlich, wenn dieser Leiter nicht mit dem Phasenleiter in Kontakt kommt).

Viele haben so kryptische Wörter wie eine Phase, drei Phasen, Null, Boden oder Erde gehört und wissen, dass dies wichtige Begriffe in der Welt der Elektrizität sind. Jedoch versteht nicht jeder, was sie meinen. Trotzdem ist es notwendig, dies zu wissen. Ohne auf technische Details einzugehen, die für den Heim-Master nicht notwendig sind, können wir sagen, dass ein Drei-Phasen-Netzwerk eine solche Übertragungsart ist elektrischer Strom, wenn ein Wechselstrom durch drei Drähte fließt und einer zurückgeht. Das obige sollte ein wenig erklärt werden. Irgendwelche elektrische Schaltung  besteht aus zwei Drähten. Einer nach dem anderen geht der Strom zum Verbraucher (zum Beispiel zum Kessel), und auf der anderen Seite kommt er zurück. Wenn eine solche Schaltung geöffnet wird, wird der Strom nicht gehen. Das ist die ganze Beschreibung einphasiger Schaltkreis. Der Draht, durch den der Strom fließt, wird Phase oder einfach Phase genannt und durch die er zurückgeführt wird - Null oder Null. Drei-Phasen-Schaltung  besteht aus drei Phasenleitern und einem Reverse. Dies ist möglich, weil die AC-Phase in jedem der drei Drähte gegenüber dem benachbarten Draht um 120 ° verschoben ist (Abbildung 1.13). Mehr Details zu dieser Frage werden helfen, das Lehrbuch zur Elektromechanik zu beantworten. Die Übertragung von Wechselstrom erfolgt genau mit Hilfe von Drehstromnetzen. Es ist wirtschaftlich vorteilhaft - zwei weitere werden nicht benötigt null Drähte. Bei Annäherung an den Verbraucher ist der Strom in drei Phasen unterteilt, von denen jede durch Null gegeben ist. In dieser Form findet er sich normalerweise in Wohnungen und Häusern wieder, obwohl manchmal ein dreiphasiges Netzwerk direkt in das Haus gepflanzt wird. Allgemein, es ist  über den privaten Sektor, und dieser Zustand hat seine Vor- und Nachteile.

Wie der Name schon sagt, besteht das Drehstromsystem aus drei Stromquellen und drei angeschlossenen Stromkreisen gemeinsame Drähte  Übertragungsleitungen.

Die Energiequelle für alle Phasen ist drehstromgenerator, bedingt in Abb. 1.14 und Abb. 1,15 in Form von drei Wicklungen: AX, VU und CZ.

Abb. 1.12. Der einfachste Indikator

Abb. 1.16. Verbindungsschema eines dreistöckigen Gebäudes

Die Wicklungen der Phasen des Generators könnten durch sechs Drähte (Fig. 1.14) mit den Lasten Z A, Z B, Z c verbunden sein und somit drei unabhängige Phasenschaltungen erhalten. Aber wenn Sie die Enden der Wicklungen der Phasen des Generators X, Y, Z mit den Enden von drei Lasten durch eine Leitung verbinden, können Sie zwei sparen verbindungsdrähte  (Abbildung 1.15). Diese Art der Verbindung wird als Sternverbindung bezeichnet. Dieser gemeinsame Draht wird als neutral oder einfach neutral bezeichnet.

Da sich die Reihenfolge des Anschlusses von Drehstrommotoren als Last als unerläßlich für die Festlegung der Drehrichtung erweist, ist folgendes Bedingung farbbezeichnungen  Phasen: A - gelbe Isolierung; B - grün; C - rot und neutral - schwarz.

Abb. 1.17. Elektrische Schaltung  Verbindungen in einem Dreieck

Bei der Verbindung mit einem Stern, außer gleicher Stress  an den Terminals jeder Phase ( phasenspannung  zwischen der Phase und gemeinsamer Draht  - (Vph) gibt es auch eine Spannung zwischen verschiedenen Phasen, die lineare Spannung - / "genannt wird. Die lineare Spannung ist in diesem Fall um einen Faktor von n3 größer als die Phasenspannung.

Wenn der Strom in allen Phasen derselbe ist (eine solche Last wird als symmetrisch bezeichnet, ein Beispiel ist ein dreiphasiger Motor), dann gibt es keinen Strom in der neutralen Leitung und diese Leitung wird nicht benötigt. Aber andere verbundene Lasten sind für sie asymmetrisch neutralleiter  ist notwendig. In Abb. 1.16 zeigt ein Beispiel für den Anschluss der Stromversorgung eines dreistöckigen Hauses.

Etwas weniger als eine Sternverbindung, in drei-Phasen-Netzwerke  Verwenden Sie die Verbindung in einem Dreieck (Abbildung 1.17). Wickeln der Quellphasen elektromotorische Kraft  In diesem Fall sind sie so verbunden, dass das Ende von eins mit dem Anfang des nächsten verbunden ist, und so weiter.

Der Vorteil der Verbindung der Phasen mit einem Dreieck ist, dass, sogar mit asymmetrische Belastung  es besteht keine Notwendigkeit, den vierten Draht zu verwenden. In Abb. 1.18 ist ein Diagramm des Beleuchtungsnetzes eines Wohnhauses, wenn die Phasen der Empfänger durch ein Dreieck verbunden sind. Beachten Sie, dass die Verbindung von Lasten im Falle einer Spannungsversorgung von der Quelle durch die Dreiecksmethode sowohl durch ein Dreieck als auch durch einen Stern erzeugt werden kann.

Abb. 1.18. Diagramm des Beleuchtungsnetzes beim Verbinden von Phasen in einem Dreieck