Derzeit ist das so genannte Drei-Phasen-System wechselstrom1888 von dem russischen Elektroingenieur Dolivo-Dobrovolsky erfunden und entwickelt. Er war der erste, der einen dreiphasigen Generator, einen dreiphasigen asynchronen Elektromotor und eine dreiphasige Stromübertragungsleitung entwarf und baute. Dieses System bietet die vorteilhaftesten Bedingungen für die Übertragung von elektrischer Energie durch die Drähte und ermöglicht den Aufbau von einfach in der Vorrichtung und einfach zu bedienenden Elektromotoren.
Ein dreiphasiges System von elektrischen Schaltungen ist ein System, das aus drei Schaltungen besteht, in denen die EMK-Variablen der gleichen Frequenz zueinander um 1/3 der Periode (j = 120 °) phasenverschoben sind. Jede Schaltung eines solchen Systems wird als Phase bezeichnet, und ein System von drei phasenverschobenen Wechselströmen in solchen Schaltungen wird als Dreiphasenstrom bezeichnet.
Die Aufrechterhaltung einer konstanten Phasenverschiebung zwischen den Spannungsschwankungen am Ausgang von drei unabhängigen Generatoren ist eine ziemlich komplizierte technische Aufgabe. In der Praxis werden dreiphasige Generatoren verwendet, um drei Ströme zu erhalten, die in der Phase verschoben sind. Die Induktivität im Generator ist ein Elektromagnet, dessen Wicklung mit einem konstanten Strom gespeist wird. Der Induktor ist ein Rotor und der Anker des Generators ist ein Stator. Jede Wicklung des Generators ist ein unabhängiger Stromgenerator. Indem wir die Drähte an die Enden von jedem von ihnen anschließen, wie in der Figur gezeigt, würden wir drei unabhängige Kreise erhalten, von denen jeder bestimmte Empfänger erregen könnte, zum Beispiel elektrische Lampen. In diesem Fall, um die gesamte von den Empfängern absorbierte Energie zu übertragen, sechs Drähte. Es ist jedoch möglich, die Wicklungen des Generators zu verbinden drehstrommit vier oder sogar drei Drähten zu tun, das heißt, eine Menge Verdrahtung zu sparen.
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Bei einer gleichmäßigen Belastung aller drei Phasen ist der Strom im Nullleiter Null und kann entfallen. bei nicht symmetrische Belastung Der Strom im Nullleiter ist nicht Null, aber viel schwächer als der Strom in den linearen Drähten. Daher kann der Neutralleiter dünner als der Phasenleiter sein.
Die Wicklungen des Drehstromgenerators können durch ein Dreieck verbunden sein. Das Ende jeder Wicklung ist mit dem Anfang der nächsten verbunden, so dass sie ein geschlossenes Dreieck bilden, und die linearen Drähte sind mit den Eckpunkten verbunden
von diesem Dreieck zu den Punkten A, B und C. Es ist leicht zu sehen, dass, wenn ein Dreieck verbunden ist, die Netzspannung des Generators gleich seiner Phasenspannung ist. Um die gewünschte Netzspannung zu erhalten, muss daher jede Wicklung des Generators ausgelegt sein größerer Stress, als im Falle der Vereinigung der Windungen des Generators vom Stern. Dies führt zu einer Erhöhung der Kosten des Generators. Außerdem ist die Belastung selten vollständig symmetrisch. In dieser Hinsicht sind die Generatorwicklungen in der Regel durch einen Stern verbunden. Liste der verwendeten Literatur.
1. GS Landsberg, "Elementares Lehrbuch der Physik."
2. A. A. Pinsky "Physik-11".
Der Drehstromgenerator hat drei einphasige Selbstwicklungen auf dem Stator, deren Anfang und Ende jeweils um 120 e verschoben sind. Grad oder 2/3 der Polteilung, dh 2/3 des Abstandes zwischen den Zentren der gegenüberliegenden Pole (Abbildung 1). In jeder der drei Wicklungen gibt es einen einphasigen Wechselstrom. Die einphasigen Ströme der Wicklungen sind gegeneinander um 120 el verschoben. Hagel, d. h. 2/3 des Zeitraums. Somit ist der Dreiphasenstrom drei einphasiger Strom, zeitlich verschoben um 2/3 der Periode (120 °).
Zu jedem Zeitpunkt ist die algebraische Summe aller drei Momentanwerte von a. usw. mit. der einzelnen Phasen ist Null. Daher hat der Generator anstelle von sechs Anschlüssen (für drei separate einphasige Wicklungen) nur drei Anschlüsse oder vier Ausgänge, wenn ein Nullpunkt ausgegeben wird. Abhängig davon, wie Sie die einzelnen Phasen verbinden und wie Sie sie mit dem Netzwerk verbinden, können Sie eine Verbindung zu einem Stern oder einem Dreieck herstellen.
Die Anfänge der Wicklungen sind im folgenden mit den Buchstaben A, B, C und deren Enden mit den Buchstaben X, Y, Z bezeichnet.
Abb. 1.
Wenn sie mit einem Stern verbunden sind, sind die Enden der Phasen X, Y, Z (Fig. 2) verbunden und der Verbindungspunkt wird der Nullpunkt genannt. Ein Knoten kann einen Pin haben - den sogenannten Nullleiter (Abbildung 272), der gestrichelt dargestellt ist, oder ohne Ausgang sein.
Bei Anschluss an einen Stern mit Nullleiter erhalten Sie: die Netzspannung Ul zwischen den Adern der einzelnen Phasen und die Phasenspannung Uph zwischen Phase und Nullleiter (Bild 2). Die Beziehung zwischen den linearen und den Phasenspannungen wird wie folgt ausgedrückt: Uh = Uf ≥ 3.
Abb. 2. Dem Stern beitreten
Der Strom, der durch den Draht (das Netzwerk) fließt, passiert die Wicklung der Phase (2), d.h. Ih = Iph.
Die Phasenverbindung in einem Dreieck ergibt sich durch Verbinden der Enden und der Phasen, die gemäß Fig. 3, das heißt AY, BZ, CX. Bei dieser Verbindung gibt es keinen Nullleiter und die Phasenspannung ist gleich der Leitungsspannung zwischen den beiden Adern der Leitung Uh = Uph. Der Strom in der Leitung II (Netz) ist jedoch größer als der Strom in der Phase I, nämlich: I & sub1; = I & sub3;
Abb. 3. Verbindung in einem Dreieck
Bei einem dreiphasigen System zu jedem Zeitpunkt, wenn der Strom in einer Wicklung von einem Ende zum anderen fließt, wird er in den anderen beiden von Anfang bis Ende gerichtet. Zum Beispiel in Abb. 2 in der mittleren Wicklung AX geht von A nach X, und im Extremfall - von Y nach B und von Z nach C.
Das Diagramm (Bild 4) zeigt, wie drei identische Wicklungen in einem Stern oder Dreieck mit den Motorklemmen verbunden sind.
Abb. 4. Verbindung von Wicklungen in einem Stern und einem Dreieck
Beispiele für Berechnungen
1. Ein Generator mit einer Statorwicklung, die durch den in Fig. 1 gezeigten verbunden ist. 5-Schaltung, mit einer Netzspannung von 220 V, speist es drei identische Lampen mit einem Widerstand von 153 Ohm. Welche Spannung und welchen Strom hat jede Lampe (Bild 5)?
Abb. 5.
Entsprechend dem Einschluss der Lampe muss eine Phasenspannung Uph = U / √3 = 220 / 1.732 = 127 V sein.
Der Lampenstrom Iph = Uph / r = 127/153 = 0,8 A.
2. Bestimmen Sie das Schema zum Einschalten der drei Lampen in Abb. 6, die Spannung und Strom jeder Lampe mit einem Widerstand von 500 Ohm, an ein Stromnetz mit einer Netzspannung von 220 V angeschlossen
Der Strom in der Lampe beträgt I = U / 500 = 220/500 = 0,45 A.
Abb. 6.
3. Wie viel Volt sollte das Voltmeter 1 anzeigen, wenn das Voltmeter 2 eine Spannung von 220 V zeigt (Bild 7)?
Abb. 7.
Phasenspannung Uf = Uil / √3 = 220 / 1,73 = 127 V.
4. Welcher Strom zeigt das Amperemeter 1, wenn das Amperemeter 2 bei Anschluss an ein Dreieck einen Strom von 20 A zeigt (Abbildung 8)?
Abb. 8.
Iph = I l / √ 3 = 20 / 1,73 = 11,55 A.
Bei Verbindung mit einem Dreieck ist der Strom in der Verbraucherphase geringer als in der Leitung.
5. Welche Spannung und Strom wird angezeigt messgeräte 2 und 3, enthalten in der Phase, wenn das Voltmeter 1 zeigt 380 V und der Verbraucher Phasenwiderstand von 22 Ohm (Abbildung 9)?
Abb. 9.
Voltmeter 2 zeigt die Phasenspannung Uf = Uil / √3 = 380 / 1,73 = 220 V. Und Amperemeter 3 - Phasenstrom Iph = Uf / r = 220/22 = 10 A.
6. Wie viele Ampere zeigt Amperemeter 1, wenn der Widerstand einer Phase des Verbrauchers 19 Ohm ist mit einem Spannungsabfall von 380 V, der einen Voltmeter 2 zeigt, der gemäß Fig. 6 eingeschaltet ist. 10.
Abb. 10.
Der Strom in der Phase Iph = Uph / r = Ul / r = 380/19 = 20 A.
Der Strom des Verbrauchers, wie durch das Amperemeter 1 angezeigt, ist = Iph ∙ √3 = 20 ∙ 1,73 = 34,6 A. (Die Phase, dh die Seite des Dreiecks, kann eine Maschinenwicklung, ein Transformator oder ein anderer Widerstand sein.)
7. Der Induktionsmotor in Abb. 2 hat eine Wicklung mit einem Stern verbunden und ist in enthalten drei-Phasen-Netzwerk mit einer Netzspannung UL = 380 V. Was ist die Phasenspannung?
Die Phasenspannung liegt zwischen dem Nullpunkt (Klemmen X, Y, Z) und einer der Klemmen A, B, C:
Uf = Uil / √3 = 380 / 1,73 = 219,4 ÷ 220 V.
8. Die Wicklung des Asynchronmotors aus dem vorherigen Beispiel wird in einem Dreieck geschlossen und verbindet die Klemmen an der Motorabschirmung gemäß Abb. 3 oder 4. Ein in einem Lineardraht befindliches Amperemeter zeigte einen Strom von I = 20 A. Wie fließt der Strom durch die Statorwicklung (Phase)?
Linearer Strom Iл = Iф ∙ √3; Iph = I l / √ 3 = 20 / 1,73 = 11,56 A.
3.1.Die Hauptdefinitionen.Das Dreiphasensystem von emf
Drei-Phasen-Schaltung ist eine Sammlung von drei elektrischen Schaltungen, in denen sinusförmige EMFs der gleichen Frequenz und Amplitude in der Phase um 120 ° relativ zueinander verschoben sind. Der Abschnitt des Dreiphasensystems, über den der gleiche Strom fließt, wird als Phase bezeichnet.
Die dreiphasige Schaltung besteht aus einem Drehstromgenerator, verbindungsdrähte und Empfänger oder Lasten, die einphasig oder dreiphasig sein können. Ein Drehstromgenerator ist eine Synchronmaschine. Der Stator des Generators enthält eine dreiphasige Wicklung, die aus drei Wicklungen besteht, deren Achsen räumlich um 120 ° gegeneinander versetzt sind . Das Magnetfeld im Generator wird durch einen rotierenden Rotor erzeugt, auf dem sich die von einem Gleichstrom gespeiste Erregerwicklung befindet. Nach dem Gesetz der elektromagnetischen Induktion wird ein symmetrisches Dreiphasen-EMF-System in den Phasen des Generators induziert, in denen die EMK in der Größe identisch sind und sich in der Phase um 120 ° unterscheiden.
In der Energietechnik werden heute vor allem Dreiphasensysteme eingesetzt. Bei einem Drehstrom arbeiten alle großen Kraftwerke und Verbraucher, was mit einer Reihe von Vorteilen von dreiphasigen Stromkreisen vor einphasigen Stromkreisen verbunden ist, von denen die wichtigsten sind:
Wirtschaftliche Übertragung von Elektrizität über große Entfernungen;
Das zuverlässigste und wirtschaftlichste, das die Anforderungen eines industriellen elektrischen Antriebs erfüllt, ist ein Induktionsmotor mit einem Kurzschlussläufer;
Die Möglichkeit, mit festen zu erhalten drei-Phasen-Wicklungen rotierendes Magnetfeld, auf dem die Arbeit von Synchron- und Asynchronmotoren beruht, sowie einer Reihe anderer elektrischer Geräte;
Leistungsgleichgewicht von symmetrischen Dreiphasensystemen, in denen die Gesamtsumme momentanleistung von allen Phasen bleibt konstant und unabhängig von der Zeit.
Ein mehrphasiges System von EMFs (Spannungen, Ströme) wird genannt symmetrisch, wenn es besteht aus m gleich im absoluten Wert eMF-Vektoren (Spannungen, Ströme), phasenverschoben um den gleichen Winkel. Das Dreiphasensystem der EMF wird wie folgt bezeichnet: - EMF mit der Anfangsphase, - EMF, die 120 0 nacheilt, - EMF, die um 120 0 vorrückt. Die Reihenfolge des Durchlassens der EMK durch dieselben Werte (beispielsweise Nullwerte) wird aufgerufen eine Sequenz von Phasen.
Graphen von Momentanwerten (Abb. 3.1, a) und die entsprechenden Abbildungen der Effektivwerte des Dreiphasen-EMF-Systems in der komplexen Ebene (Abb. 3.1, b), werden durch die folgenden Gleichungen beschrieben:
, , ;
| |
Abb. 3.1
Komplexe Werte phasen-EMK symmetrisches Dreiphasensystem bilden einen symmetrischen Stern, und ihre Summe ist Null:
Dementsprechend ist die Summe der Momentanwerte zu jedem Zeitpunkt ebenfalls Null
.
Anschlusspläne für dreiphasige Schaltungen
In den Diagrammen der Drehstromkreise wird der Anfang der Phasen durch die ersten Buchstaben des lateinischen Alphabets (A, B, C) und die Enden durch die letzten Buchstaben ( X, Y, Z ). Emf Richtungen zeigen vom Ende der Wicklungsphase des Generators bis zu seinem Anfang an. Jede Lastphase ist durch zwei Drähte mit der Generatorphase verbunden: vorwärts und rückwärts. Dies führt zu einem unverbundenen Dreiphasensystem, in dem sechs Verbindungsdrähte vorhanden sind. Um die Anzahl der Anschlussdrähte zu reduzieren, werden Dreiphasenschaltungen verwendet, die durch einen Stern oder ein Dreieck verbunden sind. Wenn die Enden aller Phasen des Generators mit einem gemeinsamen Knoten verbunden sind und die Phasen mit der Last verbunden sind, die den Dreistrahl-Widerstandsstern bildet, wird eine Dreiphasenschaltung erhalten, die durch eine Stern-Stern-Schaltung verbunden ist. In diesem Fall werden drei Rückleitungen durch eine ersetzt, die als Null oder Neutral bezeichnet wird (Dreiphasensystem, wenn es mit einem Stern verbunden ist, ohne dass ein Neutraldraht genannt wird dreidraht, mit Neutralleiter - vier-Draht.
Eine vieradrige Dreiphasenschaltung, die durch eine Stern-Stern-Schaltung mit Nullleiter verbunden ist, ist in Fig. 3.2 gezeigt.
Abb. 3.2.
Die Spannungen zwischen den Phasenanfängen oder zwischen linearen Leitungen werden genannt lineare Spannungen. Sie werden beispielsweise mit zwei Indizes bezeichnet (Netzspannung zwischen den Punkten A und B). Das Netzspannungsmodul ist mit bezeichnet U l.
Spannungen zwischen dem Anfang und dem Ende der Phase oder zwischen den linearen und neutrale Drähte werden Phasenspannungen (,,) genannt.
Die Ströme in den linearen Drähten werden genannt linear Ströme (,,). Die positive Richtung der Ströme wird vom Generator zur Last genommen. Module von linearen Strömen bezeichnen Ich l. Die Ströme in den Phasen des Empfängers oder der Quelle werden Phasenströme genannt Ich n, und die Belastungen auf sie durch Phasenspannungen U f.
Wenn ein Stern angeschlossen ist, sind die Leitungsdrähte in Reihe mit den Phasen der Quelle und des Empfängers geschaltet, so dass die Leitungsströme beide Phasenströme sind Ich l = Ich f.
Wenn es einen neutralen Draht gibt, ist der Strom im Neutralleiter
. (3.2)
In Übereinstimmung mit dem zweiten Kirchhoff-Gesetz schreiben wir die Kopplungsgleichungen zwischen linearen und Phasenspannungen auf:
; 
; 
. (3.3)
Es ist offensichtlich, dass 
- als eine Summe von Spannungen entlang einer geschlossenen Kontur.
Abb.3.3
Abbildung 3.3 zeigt ein Vektordiagramm für ein symmetrisches Stresssystem. Wie seine Analyse zeigt (Strahlen phasenspannungen bilden Sie die Seiten von gleichschenkligen Dreiecken mit Ecken an der Basis gleich 30 0), in diesem Fall.
Normalerweise wird es in den Berechnungen angenommen 
. Dann für den Fall eines direkten Phasenwechsels. Unter Berücksichtigung dieser Tatsache können Komplexe linearer Spannungen auf der Grundlage von Beziehungen bestimmt werden (3.3). Unter der Symmetrie der Spannungen lassen sich diese Größen jedoch leicht direkt aus dem Vektordiagramm bestimmen (Abb. 3.3). Indem man die reelle Achse des Koordinatensystems entlang des Vektors richtet (seine Anfangsphase ist Null), messen wir die Phasenverschiebungen der linearen Spannungen in Bezug auf diese Achse und bestimmen ihre Moduli in Übereinstimmung mit:
, 
, 
.
Wenn das Ende jeder Phase der Wicklung des Generators mit dem Beginn der nächsten Phase verbunden ist, wird eine Verbindung in dem Dreieck gebildet. Verbinden Sie mit den Verbindungspunkten der Wicklungen drei lineare Drähte, die zur Last führen (Abb. 3.4).
Abb. 3.4.
Wie aus Abb. 3.4, in einer Dreiphasenschaltung, die durch ein Dreieck verbunden ist, sind die Phasen- und Linearspannungen die gleichen U l = U f. Linear ( I A, I B, I C) und Phase ( Ich bin, ich bc, ich ca) Die Lastströme sind durch das erste Kirchhoff-Gesetz miteinander verknüpft:
In Abb. 3.5 zeigt ein Vektordiagramm einer Dreiphasenschaltung, die durch ein Dreieck verbunden ist, mit einer symmetrischen Last, die aus aktiven Widerständen besteht. In diesem Fall fallen die Phasenstromvektoren in Richtung mit den Vektoren der entsprechenden Phasenspannungen zusammen.
Aus dem Vektordiagramm folgt, dass die Strahlen der Phasenströme für eine symmetrische Belastung die Seiten von gleichschenkligen Dreiecken mit Ecken an der Basis gleich 30 0 bilden. In diesem Fall ist die Beziehung zwischen den linearen und Phasenströmen.
Dreiphasenschaltungen, die durch einen Stern verbunden sind, sind verbreiteter als Dreiphasenschaltungen, die durch ein Dreieck verbunden sind. Dies liegt an der Tatsache, dass erstens in einer Kette, die durch einen Stern verbunden ist, es möglich ist, zwei Spannungen zu erhalten: linear und Phase. Zweitens treten bei einer asymmetrischen Last in den Generator- oder Transformatorphasen, die durch ein Dreieck verbunden sind, zusätzliche Null-Sequenz-Ströme in der Wicklung auf. Solche Ströme fehlen in den Phasen der elektrischen Maschine, die durch das "Sternen" -System verbunden sind.
Zusammenfassend stellen wir fest, dass zusätzlich zu den betrachteten dreiphasigen Stern-Dreieck-Stern-Dreieck-Schaltungen in der Praxis auch Stern-Dreieck- und Stern-Dreieck-Schaltungen verwendet werden, deren Schemata in Abb. 3.2, 3.3.
Berechnung von dreiphasigen Stromkreisen
Dreiphasenkreise sind eine Art von Ketten eines sinusförmigen Stromes, und deshalb erstrecken sich alle vorher in Betracht gezogenen Methoden der Berechnung und Analyse in einer symbolischen Form vollständig auf sie. Die Analyse von Dreiphasensystemen wird bequem unter Verwendung von vektordiagramme, die es ermöglichen, die Phasenverschiebungen zwischen komplexen Spannungen und Strömen ganz einfach zu bestimmen.
Stern-Stern-Schema mit Null-Draht
Die Dreiphasenschaltung in dieser Schaltung (Fig. 3.2) hat zwei Knoten und drei unabhängige Schaltungen, so dass es am bequemsten ist, sie unter Verwendung der Zwei-Knoten-Methode zu berechnen. Im allgemeinen Fall, bei einer asymmetrischen Last und unter Berücksichtigung des Widerstands des Neutralleiters, entsteht eine Knotenspannung oder eine neutrale Vorspannung zwischen den neutralen Punkten der Quelle und der Last. Diese Spannung wird durch die Formel bestimmt
, (3.5)
wo ist der komplexe Leitwert der Lastphasen; - komplexe Leitfähigkeit des Nulldrahtes.
Kraftwerke produzieren dreiphasiger Wechselstrom. Der Drehstromgenerator ist sozusagen drei Wechselstromgeneratoren, die miteinander verbunden sind, so dass der Strom (und die Spannung) nicht gleichzeitig, sondern mit einer Verzögerung von 1/3 der Periode mit ihnen variiert. Dies geschieht durch Verschieben der Spulen der Generatoren um 120 ° zueinander (Bild rechts).
Jeder Teil der Generatorwicklung wird aufgerufen
phase. Daher werden Generatoren, die eine Wicklung aus drei Teilen haben, genanntdreiphasig
.
Es sollte angemerkt werden, dass der Ausdruck " phase"In der Elektrotechnik hat zwei Bedeutungen: 1) als eine Größe, die zusammen mit der Amplitude den Zustand des Schwingungsprozesses zu einer gegebenen Zeit bestimmt; 2) im Sinne des Namens des Teils elektrische Schaltung AC (z. B. Teil der Wicklung einer elektrischen Maschine).
Eine bestimmte visuelle Darstellung des Auftretens eines dreiphasigen Stroms ist durch den in Fig. 3 gezeigten Aufbau gegeben. auf der linken Seite.
Drei Spulen eines Abwickelwandlers mit Kern sind um den Umfang in einem Winkel von 120 ° zueinander angeordnet. Jede Spule ist mit einer Demo verbunden galvanometer. In der Mitte des Kreises auf der Achse ist ein gerader Magnet verstärkt. Wenn Sie den Magneten drehen, erscheint in jedem der drei "Spulen-Galvanometer" -Schaltungen ein Wechselstrom. Mit einer langsamen Drehung des Magneten können Sie sehen, dass die größten und kleinsten Werte der Ströme und ihrer Richtungen in jedem Moment in allen drei Kreisen unterschiedlich sind.
Somit repräsentiert der Dreiphasenstrom den kombinierten Effekt von drei Wechselströmen mit der gleichen Frequenz, jedoch in der Phase um 1/3 der Periode relativ zueinander verschoben.
Jede Wicklung des Generators kann mit seinem Verbraucher verbunden werden, wodurch ein nicht verwandtes Dreiphasensystem gebildet wird. Aus einer solchen Verbindung ergibt sich kein Vorteil gegenüber drei separaten Wechselstromgeneratoren, da die Übertragung der elektrischen Energie mit Hilfe von sechs Drähten erfolgt (Bild rechts).
In der Praxis haben wir zwei weitere Methoden zur Kopplung der Wicklungen eines Drehstromgenerators erhalten. Die erste Verbindungsmethode wurde aufgerufen sterne (Abbildung links, a), und die zweite - dreieck (Abbildung b).
Beim Verbinden
stern Die Enden (oder Anfänge) aller drei Phasen sind mit einem gemeinsamen Knoten verbunden, und von den Anfängen (oder Enden) gehen Drähte zu Verbrauchern. Diese Drähte werden genannt lineare Drähte. Der gemeinsame Punkt, an dem die Enden der Phasen des Generators (oder Verbrauchers) verbunden sind, werden aufgerufen nullpunktoder neutral. Ein Draht, der die Nullpunkte des Generators und des Verbrauchers verbindet, wird aufgerufen neutralleiter. Null-Kabel Es wird verwendet, wenn das Netzwerk eine ungleiche Belastung der Phasen verursacht. Es ermöglicht Ihnen, die Spannung in den Phasen des Verbrauchers auszugleichen.
Null-Kabelwird in der Regel in Beleuchtungsnetzen verwendet. Sogar mit der gleichen Anzahl von Lampen gleiche Kraft In allen drei Phasen wird die gleichmäßige Belastung nicht erhalten, da die Lampen eingeschaltet, nicht gleichzeitig in allen Phasen abgeschaltet werden können, ausbrennen können und dann die Gleichmäßigkeit der Phasenbelastung gestört wird. Daher wird für ein Beleuchtungsnetzwerk eine Sternverbindung verwendet, die vier Drähte anstelle von sechs für ein nicht verbundenes Dreiphasensystem aufweist.
Bei der Verbindung mit einem Stern gibt es zwei Arten von Spannung: phase und linear. Die Spannung zwischen jeder Leitung und Neutralleiter ist gleich der Spannung zwischen den Anschlüssen der entsprechenden Phase des Generators und heißt Phase ( U f ), und die Spannung zwischen den beiden linearen Leitungen ist eine Netzspannung ( U l ).
Da im Nullleiter bei symmetrischer Belastung der Strom Null ist, ist der Strom im Linearleiter gleich dem Strom in der Phase.
Bei einer ungleichmäßigen Phasenbelastung durchläuft ein Ausgleichsstrom von relativ kleiner Größe den Nulleiter. Daher muss der Querschnitt dieses Drahtes viel kleiner sein als der eines linearen Drahtes. Dies ist zu sehen, wenn Sie vier Amperemeter in die linearen und neutralen Drähte einbeziehen. Als eine Last ist es bequem, gewöhnlich zu verwenden glühbirnen (rechts abgebildet).
Bei gleicher Last in den Phasen ist der Strom im Nulleiter Null und es ist kein Draht erforderlich (z. B. erzeugen Elektromotoren eine gleichmäßige Last). In diesem Fall wird eine Verbindung zu einem "Dreieck" hergestellt, bei dem es sich um eine Reihenschaltung der Anfänge und Enden der Spulen des Generators handelt. Der Nullleiter fehlt in diesem Fall.
Beim Anschluss der Generatorwicklungen und Verbraucher " dreieck"Phasen- und Linearspannungen sind gleich,
dh. U L
= U F
und der lineare Strom in √3
mal mehr Phasenstrom Ich L = √3 .
Ich F
Verbindung dreieck Es wird sowohl für Beleuchtungs- als auch für Stromlasten verwendet. Zum Beispiel können in einer Schulwerkstatt Werkzeugmaschinen in einem Stern oder einem Dreieck enthalten sein. Die Wahl dieser oder jener Verbindungsart wird durch den Wert der Netzspannung und bestimmt nennspannung Empfänger von elektrischer Energie.
Im Prinzip können Sie das Dreieck und die Phasen des Generators verbinden, aber normalerweise nicht. Der Punkt ist, dass, um eine gegebene lineare Spannung zu erzeugen, jede Phase des Generators, wenn sie durch ein Dreieck verbunden ist, für eine Spannung ausgelegt sein muss, die mal größer ist als im Fall einer Sternverbindung. Mehr als hochspannung in der Phase des Generators erfordert eine Erhöhung der Anzahl der Windungen und verstärkten Isolierung für wickeldraht, was die Größe und die Kosten von Maschinen erhöht. Daher die Phasen drehstromgeneratoren fast immer mit einem Stern verbunden. Die Motoren starten manchmal den Stern im Moment des Starts und wechseln dann zu einem Dreieck.
Elektromotoren.
Elektromotor ist eine elektrische Maschine (elektromechanischer Wandler), in der elektrische Energie in eine mechanische umgewandelt wird, ein Nebeneffekt ist die Freisetzung von Wärme.
Funktionsprinzip
Das Prinzip der elektromagnetischen Induktion beruht auf der Arbeit jeder elektrischen Maschine. Die elektrische Maschine besteht aus einem Stator (fester Teil) und einem Rotor (Anker bei einer Gleichstrommaschine) (beweglicher Teil), stromschlag (oder auch Permanentmagnete), in denen stationäre und / oder rotierende Magnetfelder erzeugt werden.
Stator - fester Teil des Motors, meistens - extern. Je nach Motortyp kann er ein unbewegliches Magnetfeld erzeugen und besteht aus Permanentmagneten und / oder Elektromagneten oder erzeugt ein rotierendes Magnetfeld (und besteht aus AC-betriebenen Wicklungen).
Rotor - Beweglicher Teil des Motors, meistens im Inneren des Stators.
Der Rotor kann bestehen aus:
§ Permanentmagnete;
§ Wicklungen auf dem Kern (verbunden durch eine Bürstenkollektoreinheit);
§ kurzgeschlossene Wicklung ("Eichrädchen" oder "Käfigläufer"), in der die Ströme unter der Wirkung des rotierenden Magnetfelds des Stators auftreten).
Das Zusammenwirken der Magnetfelder von Stator und Rotor erzeugt ein Drehmoment, das den Motorrotor antreibt. Dies wandelt die den Motorwicklungen zugeführte elektrische Energie in mechanische (kinetische) Rotationsenergie um. Die resultierende mechanische Energie kann durch Antriebsmechanismen genutzt werden.
Klassifizierung von Elektromotoren
§ DC-Motor - ein Elektromotor, der mit Gleichstrom betrieben wird;
§ Gleichstrom-Kollektormotoren. Sorten:
§ Anregung durch Permanentmagnete;
§ C parallele Verbindung Wicklungsanregung und Anker;
§ C serielle Verbindung Wicklungsanregung und Anker;
§ Mit einer gemischten Verbindung der Erregerwicklungen und des Ankers;
§ Bürstenlose Gleichstrommotoren (Torantriebe) - Elektromotoren, die in Form eines geschlossenen Systems mit einem Rotorstellungssensor (DPR), einer Steuerung (Koordinatenwandler) und einem Leistungshalbleiterwandler (Umrichter) hergestellt werden.
§ Wechselstrommotor - ein Elektromotor, der mit Wechselstrom betrieben wird, hat zwei Varianten:
§ Synchronelektromotor - ein Elektromotor mit Wechselstrom, dessen Rotor synchron mit der Magnetfeldzuführungsspannung rotiert;
§ Hysteresemotor
§ Ein Asynchronmotor ist ein Wechselstrommotor, bei dem die Rotordrehzahl von der Frequenz des von der Versorgungsspannung erzeugten rotierenden Magnetfelds abweicht.
§ Einphasig - Start manuell, oder haben eine Startwicklung oder Phasenschaltung Schaltung
§ Zweiphasig - einschließlich Kondensatoren.
§ Dreiphasig
§ Mehrphase
§ Schrittmotoren - Motoren mit einer endlichen Anzahl von Rotorpositionen. Die spezifizierte Position des Rotors wird durch Zuführen von Energie zu den entsprechenden Wicklungen festgelegt. Der Übergang in eine andere Position erfolgt, indem die Versorgungsspannung von einer Wicklung abgezogen und auf die andere übertragen wird.
Rotierendes Magnetfeld
§ Universeller Kollektormotor (DCM) - Kollektormotor, der arbeiten kann gleichstrom und Wechselstrom.
Wechselstrommotoren, die von einem industriellen Netzwerk mit 50 Hz versorgt werden, erlauben keine Geschwindigkeit über 3000 U / min. Daher Hochfrequenz-Kommutatormotor zu erhalten verwendet, die neben einfacher ist, zu erhalten und weniger Wechselstrommotor mit gleicher Leistung, oder Sondergetriebe notwendig, um uns, welchem Wechselmechanismus kinematische Parameter gelten (Multiplikatoren). Wenn Frequenzumrichter oder das Vorhandensein eines Hochfrequenznetzes (100, 200, 400 Hz) verwendet werden, sind Wechselstrommotoren leichter und kleiner als Kollektormotoren (der Kollektorknoten nimmt manchmal die Hälfte des Raums ein). Die Ressourcen von AC-Induktionsmotoren sind viel höher als die von Kollektormotoren und werden durch den Zustand der Lager und die Isolierung der Wicklungen bestimmt.
Ein Synchronmotor mit einem Rotorpositionssensor und einem Inverter ist ein elektronisches Analog eines DC-Kollektormotors.
Arten von Waschmaschinen.
Waschen auf wissenschaftliche Art und Weise.
Das Dreiphasen-Wechselstromsystem ist weit verbreitet und wird auf der ganzen Welt verwendet. Mit Hilfe eines Drei-Phasen-Systems werden optimale Bedingungen für die Übertragung über elektrische Leitungen für lange Distanzen sichergestellt, die Fähigkeit, einfache, leicht zu bedienende und bequeme Elektromotoren zu schaffen.
Drehstrom-System
Ein System, bestehend aus drei Schaltungen mit wirkenden elektromotorischen Kräften (EMF) der gleichen Frequenz wird als System bezeichnet. Diese EMFs sind gegeneinander um ein Drittel phasenverschoben. Jede einzelne Kette im System wird als Phase bezeichnet. Das ganze System von drei phasenverschobenen Wechselströmen wird als Drehstrom bezeichnet.
Praktisch alle Generatoren, die in Kraftwerken installiert sind, sind Drehstromgeneratoren. Drei Einheiten sind in einer Einheit verbunden. Die in ihnen induzierten elektromotorischen Kräfte sind, wie bereits erwähnt, um ein Drittel der Periode gegeneinander verschoben.
Wie funktioniert der Generator?
Im Drehstromgenerator sind drei separate Anker am Stator des Gerätes angeordnet. Sie haben eine Verschiebung von 1200 miteinander. In der Mitte der Vorrichtung dreht sich ein Induktor, der den drei Ankern gemeinsam ist. Variable EMF der gleichen Frequenz wird in jeder Spule induziert. Die Momente des Übergangs von diesen elektromotorische Kräfte durch Null in jeder dieser Spulen sind um 1/3 Periode verschoben, da der Induktor in der Nähe jeder Spule 1/3 später als der vorherige durchläuft.
Alle Wicklungen sind unabhängige Stromgeneratoren und Stromquellen. Wenn Sie die Drähte an die Enden jeder Wicklung anschließen, werden drei unabhängige Schaltungen erhalten. In diesem Fall benötigt die Übertragung der gesamten Elektrizität sechs Drähte. Bei anderen Anschlüssen der Wicklungen kann man jedoch 3-4 Drähte verwenden, was eine große Einsparung der Drähte ergibt.
Verbindung - ein Stern
Die Enden aller Wicklungen sind an einem Punkt des Generators, dem sogenannten Nullpunkt, verbunden. Als nächstes wird die Verbindung mit den Verbrauchern mit dem Vierdraht - drei linearen Leitern, die von Anfang an der Laufwicklung 1, 2, 3, einer - eine Null (neutral) Draht von dem Punkt null des Generators kommen. Dieses System wird auch als Vier-Draht-System bezeichnet.
Verbindung in einem Dreieck
In diesem Fall ist das Ende der vorhergehenden Wicklung mit dem Beginn der nachfolgenden Wicklung verbunden, wodurch ein Dreieck gebildet wird. Lineare Drähte verbinden sich mit den Ecken des Dreiecks - Punkte 1, 2, 3. Mit dieser Verbindung sind die gleichen. Im Vergleich zu einer Sternschaltung reduziert eine Dreiecksverbindung die Netzspannung um etwa das 1,73-fache. Es ist nur unter der Bedingung der gleichen Phasenlast erlaubt, sonst kann es in den Windungen zunehmen, was eine Gefahr für den Generator darstellt.
Einzelne Verbraucher (Lasten), die aus getrennten Adernpaaren gespeist werden, können auch auf die gleiche Weise entweder mit einem Stern oder einem Dreieck verbunden werden. Als Ergebnis wird eine Situation erhalten, die dem Generator ähnlich ist: wenn sie durch ein Dreieck verbunden sind, sind die Lasten unter einer linearen Spannung, wenn der Stern verbunden ist, ist die Spannung 1,73 mal geringer.