príprava

Prúd pri pripojení k trojuholníku. Trojuholníkové pripojenie trojfázového generátora alebo sekundárneho vinutia transformátora

Okrem pripojenia hviezd, generátorov alebo spotrebiteľov tri fázový prúd   môžu byť zahrnuté v trojuholníku.

Na obr. 187 znázorňuje neprepojený trojfázový systém. Spojením drôtov nespojeného šesťvodičového systému v pároch a pripojením fáz prechádzame na trojfázový trojvodičový systém spojený trojuholníkom.

Ako je zrejmé z obr. 188, delta sa vykonáva takým spôsobom, že koniec fázy A je spojený so začiatkom fázy B, fáza B je spojený s koncom na začiatok fázy C a fázy C je pripojený ku koncu na začiatku fázy lineárneho vodiče sú pripojené k fázová spojenie miest.


Ak sú vinutia generátora spojené trojuholníkom, potom ako je zrejmé z obr. 188, každé fázové vinutie vytvára sieťové napätie. U spotrebiča pripojeného trojuholníkom je sieťové napätie pripojené k svorkám s fázovým odporom. V dôsledku toho, keď je spojený trojuholníkom, je fázové napätie lineárne:

Definujte vzťah medzi fázovými a lineárnymi prúdmi pri pripojení trojuholníkom, ak je fázové zaťaženie rovnaké v rozsahu a charaktere. Vytvárame rovnice prúdov


Preto je jasné, že lineárne prúdy   sa rovnajú geometrickému rozdielu fázových prúdov. Pri rovnomernom zaťažení sú fázové prúdy rovnaké v rozsahu a posunuté o 120 °. Odčítaním vektorov fázových prúdov podľa získaných rovníc získame prúdové vedenie (obrázok 189). Vzťah medzi fázovými a lineárnymi prúdmi pri pripojení k trojuholníku je znázornený na obr. 190.


Na obr. 191 vektorový diagram   prúdy a napätia s jednotnou aktívnou indukčnou záťažou spojenou trojuholníkom. Diagram je zostavený nasledovne. Vo zvolenom meradle zostavujeme rovnostranný trojuholník napätí U U AB, U BC a U AC, ktoré sa rovnajú fázovým napätiam spotrebiteľa. Na okraj zaostávania za rohmi   sieťové napätie U AB, U BC, a U CA postaviť na škále od vektorov AB fázových prúdov I, I BC, a ja CA Potom, ako bolo uvedené vyššie, definujeme riadok prúdy I A, I B, I C a

Príklad 2. Lineárne napätie aplikované na trojfázový elektrický motor je 220 voltov. Navíjanie motora má celkový odpor r, ktorý sa rovná 10 ohmom. Určte prúdy v kábloch vodiča a vo vinutí motora, ak je pripojený trojuholníkom (Obrázok 192, a).

Ohmovým zákonom

Keďže, keď je U spojený trojuholníkom U = Uφ, potom

Fázová izolácia motora je navrhnutá pre napätie 220 voltov a časť fázového navíjania sa vypočíta vykurovaním na 22 a.

Pri pripájaní s trojuholníkom = 22-1.73 = 38 a.

Ten istý motor môže byť zapnutý a sieťové napätie 380 V, prepínanie vinutia motora hviezdou (obr. 192, b).


Pri motoroch a ostatných spotrebiteľoch trojfázového prúdu vo väčšine prípadov sa všetky šesť koncov troch závitov vyvedie zvonka, čo sa môže v prípade potreby spojiť buď hviezdou alebo trojuholníkom. Zvyčajne je doska z izolačného materiálu (svorkovnica) pripojená k trojfázovému stroju, ku ktorému sú odstránené všetky šesť koncov.

Na obr. Obrázok 193 je schéma zapojenia kontaktov na svorkovnici s koncami vinutí trojfázového stroja. Medené prepojky umožňujú ľahko meniť zapojenie vinutí.

Ak máme motor, na ktorého pas je napísaný 127/220 in, potom tento motor môže byť použitý pre dve napätia: 127 a 220 voltov.

Ak je sieťové napätie 127 V, potom musia byť vinutia motora zapnuté trojuholníkom (Obrázok 193, b). Potom navíjanie fázy motora spadá pod napätie 127 V. Pri napätí 220 V vo vinutí motora je potrebné zapnúť hviezdu (obrázok 193, a), potom bude fázové vinutie tiež napätie 127 V.

Pri pripojení alternátora fázové vinutie trojuholník začínajúcich H "jedna fáza je spojený s koncom" druhé, na začiatku ďalšieho N (obrázok 1). "- V tretej konca" "a začiatku tretieho N" "fázy sú spojené s koncom prvého H '.

Fázové vinutia generátora tvoria uzavretú slučku s malým vnútorným odporom. Ale so symetrickým e. atď. (Rovnaké veľkosti a rovnomerne posunuté voči sebe navzájom) vo fázach sa vypne a vonkajší obvod prúd v tomto obvode je nula, pretože súčet troch symetrické e. atď. kedykoľvek je nulová. S týmto pripojením sú napätia medzi vodičmi vodičov rovnaké ako napätia na fázových vinutíach:

Ak sú všetky tri fázy generátora zaťažené úplne rovnakým, potom v prietoku lineárnych vodičov rovnaké prúdy, Každý z týchto lineárnych prúdov sa rovná geometrickému rozdielu prúdov v dvoch susedných fázach. Lineárny prúdový vektor Ic sa teda rovná geometrickému súčtu vektorov vo fázach Ia a Ibb (obrázok 2, a). Vektory fázových prúdov sú navzájom posunuté o uhol 120 ° (obrázok 2, b).

Obr. 1. Pripojenie vinutia generátora v trojuholníku.

Z obrázku 2b vyplýva, že absolútna veľkosť lineárneho prúdu

Podobne ako vinutia generátora trojfázové zaťaženie   je to možné a trojuholník.

Obr. 2. Vektorový diagram prúdov.

Preto sú trojfázové elektromotory určené na pripojenie vinutia v závislosti od napätia v sieti v hviezde Y alebo v trojuholníku Δ.

Ak sieť nemá nulový drôt a spotrebiteľ má teda k dispozícii tri napätie, môže to umelo vytvoriť fázové napätie, Na tento účel sú v sieti podľa plánu hviezd zahrnuté tri rovnaké odpory (zaťaženia). Každé z týchto záťaží sa zapne fázovým napätím (obrázok 3):

Spojenie vinutia generátora podľa schémy trojuholníka sa používa hlavne v mobilných elektrárňach s malou kapacitou s obmedzenou sieťou (elektrárne atď.).

V štvorvodičovom trojfázovom systéme neutrálny drôt   Je spoľahlivo uzemnený na elektrárni, na vetvách siete a cez určité vzdialenosti pozdĺž linky. Tento drôt sa používa na uzemnenie kovových krytov kolektorov prúdu v spotrebiči.

Obr. 3. Zahrnutie troch rovných v odporových pantografoch podľa hviezdnej schémy do troch lineárnych drôtov.

Obr. 4. Schéma zapojenia do trojfázovej štvorvodičovej siete osvetlenia (220 V) a výkonu (380 V).

Obrázok 4 znázorňuje schému zapojenia do trojfázovej štvorvodičovej siete svetelných a výkonových záťaží. Zaťaženie osvetlenia je zapnuté na fázovom napätí 220 V. Snažia sa rovnomerne zaťažiť všetky tri fázy pri jednofázovom zaťažení. Na tento účel, jedna ulica osídlenie   pre osvetlenie sa vykoná jedinej fázy s nulovým vodičom, na druhej strane - druhá fáza a nulový vodič, ako tretina - tretí a nulového vodiča, atď napájanie záťaže (elektromotory, transformátory zváracie), ako aj výkonný ohrev fázy zariadenia zahŕňajú na sieťové napätie ...

Ak je koniec každej fázy vinutia generátora pripojený na začiatok ďalšej fázy, vytvorí sa spojenie v trojuholníku. Do bodov vinutia pripojte tri lineárne vodiče vedúce k zaťaženiu. Na obr. 7.3 Je reprezentovaný trojfázový obvod pripojený trojuholníkom. Ako je zrejmé z obr. 7.3, v trojfázovom obvode spojenom trojuholníkom sú fázové a lineárne napätia rovnaké.

U l   = U f

I A, I B, I C - lineárne prúdy;

I ab, I bc, Ja sú fázové prúdy.

Lineárne a fázové zaťažovacie prúdy sú prepojené prvým Kirchhoffovým zákonom pre uzly a, b, c.


Lineárny prúd sa rovná geometrickému rozdielu zodpovedajúcich fázových prúdov.

Pridáme ľavú a pravú stranu systému rovníc (3.20), ktoré získame

Ia + ib + ic = 0,

tj súčet komplexov lineárnych prúdov sa rovná nule pre symetrické, ako aj pre symetrické zaťaženie.

Na obr. Obrázok 7.4 znázorňuje vektorový diagram trojfázového obvodu spojeného trojuholníkom za symetrického zaťaženia. Zaťaženie je symetrický, ak je odpor fázy rovnaký. Vektory fázových prúdov sa zhodujú v smere s vektormi príslušných fázových napätí, pretože záťaž pozostáva z aktívnych odporov.

So symetrickým zaťažením

Z   ab = Z   bc = Z   ca = Ze jφ,

tj Z ab = Z bc = Z ca = Z, φ ab = φ bc = φ ca = φ.

Pretože lineárne (rovnaké fázy) napätia U AB, U BC, U CA sú symetrické, fázové prúdy tvoria symetrický systém

İab = Úab / Zab; İbc = Úbc / Zbc; İca = Úca / Zca.

Ich absolútne hodnoty sú rovnaké a fázové posuny voči sebe sú 120 °.

Lineárne prúdy

İa = İab - İca; ib = İbc - İab; ic = İca-ibc;

tiež tvorí symetrický systém prúdov (obr. 3.13, 3.14).

Na vektorovom diagrame (obr. 3.14) fázové prúdy zaostávajú za fázovými napätiami pod uhlom φ (predpokladáme, že fázy prijímača sú indukčné, tj φ\u003e 0 °). Tu sa predpokladá, že napätie U AB má nulovú fázu. Z diagramu vyplýva, že akýkoľvek lineárny prúd je väčší ako fázový prúd o jeden faktor. Lineárny prúd İ A zaostáva za fázovým prúdom ab ab o 30 °, rovnakým uhlom İ B od İ bc, İ C z İ ca.

Takže keď je spojený trojuholníkom, efektívna hodnota lineárneho prúdu pre symetrické zaťaženie je čas väčší ako efektívna hodnota fázového prúdu a U = U Φ; I A = I F.

Pri rovnomernom zaťažení fázami môže byť výpočet trojfázového obvodu pripojeného trojuholníkom znížený na výpočet jednej fázy.

Fázové napätie U = U. Fázový prúd I = UΦ / ZΦ, lineárny prúd I λ = Iφ, uhol fázového posunu φ = arctg (XΦ / RΦ).

Z vektorového diagramu je jasné, že

,

ja l   = √3 I f   so symetrickým zaťažením.

Trojfázové obvody spojené hviezdou sa stali rozšírenejšími ako trojfázové obvody pripojené trojuholníkom. Je to spôsobené tým, že po prvé v reťazci spojenom hviezdou je možné získať dve napätia: lineárne a fázové. Po druhé, ak sú fázy vinutia elektrického stroja spojeného trojuholníkom v nerovnakých podmienkach, navíjajú sa ďalšie prúdy, ktoré ho načítajú. Takéto prúdy chýbajú vo fázach elektrického stroja, ktoré sú spojené so schémou "hviezda". Preto sa v praxi vyhýbajte pripojeniu vinutia trojfázových elektrických strojov v trojuholníku.

Vo všeobecnosti platí pre asymetrické zaťaženie Z ab ≠ Z bc ≠ Z ca. Zvyčajne sa vyskytuje pri napájaní trojfázovou sieťou jednofázových prijímačov. Napríklad pre zaťaženie, obr. 3.15, fázové prúdy, uhly fázového uhla a fázové sily budú vo všeobecnosti odlišné.

Vektorový diagram prípadu, keď je aktívna záťaž vo fáze ab, aktívna indukčná fáza vo fáze bc a aktívna kapacitná fáza v ca je znázornená na obr. 3.16, topografický diagram je na obr. 3.17.

Konštrukcia vektorov lineárneho prúdu sa uskutočňuje v súlade s výrazmi

Pripojte koniec x   navíjanie sekera   s začiatkom b   navíjanie podľa, koniec y   navíjanie podľa   s začiatkom c   navíjanie cz, koniec z   navíjanie cz   s začiatkom   navíjanie sekera   tak ako je znázornené na obrázku 1. Takéto spojenie vyzerá ako trojuholník, odkiaľ pochádza jeho meno. Lineárne drôty sú pripevnené na vrcholoch trojuholníka.

Obrázok 1. Pripojenie ku generátoru trojuholníka.

Základné vzťahy:
  1. Pri pripojení trojuholníkového lineárne a fázová napätia sú rovnaké, pretože každý dva (ako je vidieť na obrázku 1) sú pripojené na začiatku a na konci jednej z fázových vinutia, a všetky fázové vinutia sú identické.
  2. Lineárne prúdy ja   l viac fázy ja   ф v √3 = 1,73 krát.

Ako to dokázať ja   l = 1,73 × ja   f? Použite na toto číslo 2.

Obrázok 2. Určenie lineárnych prúdov pri pripojení k trojuholníku.

Fázové prúdy ja   ab, ja   bc, ja   ca v troch elektrických prijímačoch FL   (Obrázok 2, a) sú reprezentované vektorovým diagramom (obrázok 2, b), ktorý sa získa prenosom vektorov rovnobežných sami na seba z obr. 2, a, vrcholy trojuholníkové zaťaženia , b   a c   sú uzlové body. Preto podľa

ja   a + ja   ca = ja   ab, odkiaľ ja   a = ja   ab - ja   CA;
ja   b + ja   ab = ja   bc, odkiaľ ja   b = ja   bc - ja   ab;
ja   c + ja   bc = ja   ca, odkiaľ ja   c = ja   ca - ja   bc.

Je zrejmé, že tieto rovnosti geometria, takže odčítanie sa musí vykonať podľa pravidiel odpočtu vektorov, ktoré sú uvedené na obrázku 2, b, Priame meranie dĺžok vektorov alebo výpočtov podľa pravidiel geometrie ukazuje, že lineárne prúdy ja   a, ja   b a ja   c viac fázových prúdov ja   ab, ja   bc a ja   ca v √3 = 1,73 krát.

Na obrázku 2, b   Je tiež vidieť vektorový diagram symetrických lineárnych prúdov ja   a, ja   b a ja   c sa posunie o 30 ° na stranu, inverzné   otáčanie vektorov vzhľadom na diagram fázového prúdu ja   ab, ja   bc a ja   ca. Inými slovami, súčasný ja   a je 30 ° za prúdom ja   ab. prúd ja   b zaostáva 30 ° od prúdu ja   bc, aktuálne ja   c zaostáva o 30 ° od prúdu ja   ca.
  Poradie indexov pri označovaní fázových prúdov udáva poradie. V našom príklade je poradie nasledujúcich (rotačných) fáz: , b, c.

Na obrázku 2, v   zobrazené vinutia generátora   alebo sekundárne, Súčasné vektory ja   ba, ja   ac, ja   cb, prechádzajúce vinutiam generátora (sekundárne vinutia transformátora) a vektorov prúdu v záťaži ( ja   ab, ja   ca, ja   bc) sú paralelné, ale otočené o 180 °. Dôvod tohto usporiadania vektorov bude jasný, ak kombinujete obrázok 2, v   s pravou časťou obrázka 2, a, ako bolo urobené na obrázku 2, g.

Pozornosť sa venuje skutočnosti, že všetky tri vinutia vnútri   generátor (transformátor) sú zapojené do série a tvoria uzavretý okruh. Podobné spojenie v zariadeniach by viedlo k. Pri inštalácii trojfázového prúdu z dôvodu, že elektromotorické sily   (emf) sú posunuté o 120 °, prúd v tejto uzavretej slučke chýba, pretože v každom okamžiku súčet e. atď. tri vinutia sú rovnaké.

Spojenie v trojuholníku vinutí transformátorov v dvoch variantoch je znázornené na obr. 3. V detaile je otázka pripojení vinutí transformátorov zvážená v článku " Skupiny pripojenia transformátora ".


Obrázok 3. Pripojenie k trojuholníku transformátorov.

Pripojenie trojúhelníka elektrických prijímačov a kondenzátorových batérií.

Spojenie v trojuholníku vinutí elektromotorov je znázornené na obr. 4, av, V tomto prípade na obrázku 4, a   Vinutia sú spojené a usporiadané v trojuholníku; na obr. 4, b   vinutia, ale sú umiestnené ľubovoľne; na obr. 4, v   Vinutia sú umiestnené v hviezde, ale sú spojené v trojuholníku. Na obrázku 4, g   Vinutia sú usporiadané v trojuholníku, ale.

Obrázok 4. Pripojenie elektrických prijímačov v trojuholníku.

Všetky tieto údaje zdôrazňujú, že nie je v spôsobe, akým je obraz elektrických spotrebičov na obrázkoch (hoci sú často vhodne likvidované v súlade s názorom pripojenia), a že to, čo je pripojený: konce (začiatok) vinutia k sebe alebo na konci jedno vinutie na začiatok druhej. V prvom prípade sa zlúčenina všeobecného hviezdy, druhý - trojuholník.

Trojuholníkové pripojenie kondenzátorových bánk je znázornené na obr. 4, d.

Na obrázku 4, e   Zobrazí sa spojenie v trojuholníku svietidiel. Aj keď sú lampy teritoriálne rozptýlené v rôznych apartmánoch, ale sú skombinované najprv do skupín v každom byte, potom do skupín stúpajúcich 2   a nakoniec, tieto skupiny sú spojené na trojuholníku na vstupnom štíte 1 , Poznámka: pred vstupným štítom je zaťaženie trojfázové, po vstupnom štíte (v stúpačoch a apartmánoch) je jednofázové, aj keď je zahrnuté medzi obidve fázy.

Na akom základe je zaťaženie napájané z dvoch fáz nazývaných jednofázové? Na základe toho, že súčasné zmeny v oboch vodičoch, ku ktorým je pripojené zaťaženie, sa vyskytujú rovnako, to znamená, že v každom okamihu prechádza prúd cez rovnaké fázy.

Video 1. Spojenie trojuholníkom

1 Neprítomnosť prúdu v uzavretej slučke neznamená, že vo fázovom vinutí nie je žiadny prúd. Prúdy vo fázových vinutíach zodpovedajú ich zaťaženiam.