KAPITOLA V

TRIFÁZOVÝ BEŽNÝ SYSTÉM

§ 61. GENERÁTORY TROJFÁZOVÉ

Vyššie uvedené sme považovali za vlastnosti jednofázového striedavý prúd, Avšak jednofázový systém je nehospodárny z dôvodu nedokonalostí v jednofázových elektrických strojoch. Takže napríklad s rovnakými rozmermi hmotnosť aktívnych materiálov (oceľ a meď)! a energetických strát je výkon jednofázového stroja 1,5 násobne nižší ako trojfázový stroj. Preto sa trojfázové systémy striedavého prúdu používajú na prenos elektriny cez dlhé drôty s menším energetickým stratám.

Trojfázový striedavý prúdový systém alebo jednoducho trojfázový systém je obvod alebo sieť so striedavým prúdom, v ktorej sú tri e. atď. s rovnakou frekvenciou, ale vo fáze sa navzájom zaujali o jednu tretinu obdobia.

Sú nazývané jednotlivé obvody tvoriace trojfázový systém fázy.

Ak e. atď. vo všetkých troch fázach má rovnakú amplitúdu, potom sa volá tento trojfázový systém symetrický.

Po prvýkrát na svete prenos trojfázový prúd   uskutočnil ruský vedec MO Dolly-Dobrovolsky v roku 1891.

Na obr. 63 znázorňuje obvod najjednoduchšieho dvojpólového trojfázového generátora. V statorových drážkach (pevná časť stroja) sú umiestnené

tri cievky A - X, B - Y a C - Z, posunuté v priestore o 1/3 kružnice (120 °). Vo vnútri statora je umiestnený rotor (rotačná časť stroja), čo je bipolárny elektromagnet, ktorý je napájaný jednosmerným prúdom vzrušujúcim magnetické pole. Rotor sa otáča motorom. Magnetické vedenia, ktoré sa otáčajú spolu s rotorom, pretínajú vodiče cievok zapustené do statorových štrbín a indukujú cievky v týchto cievkach. s, meniace sa sinusoidne. Avšak, sínusový ed. a. fázy A, B a C budú posunuté jedna vo vzťahu k druhej počas 1/3 obdobia (Obrázok 64).

Nech pozitívne maximum emf. E m v cievke A-X prichádza v čase, keď je strana A oproti stredu severného pólu a strana X je proti stredu južného pólu. Pozitívne maximum e. atď. E m v cievke B - Y príde v čase, keď je stred severného pólu pod vodičom B,

a stred južného pólu - vodiče Y. Pre to, že rotor musí obrátiť na 1/3 kruhu (120 °), čo zodpovedá časový interval, sa rovná 1/3 obdobie. Pozitívne maximum e. atď. E m cievka C - Z prechádza 1/3 obdobie po rovnakej výšky cievky B - Y, ktorý zodpovedá ďalšiemu otáčania rotora o 1/3 kruhu.

Keď generátor načíta na svorky cievky A-X, B-Y a C-Z, fázy, Pri absencii zaťaženia (pri voľnobehu) sa fázové napätie rovná ed. s, indukované vo fázach navíjania statora.

Systém trojfázových prúdov posunutých o 1/3 obdobia striedavého prúdu sa nazýva trojfázový prúd.

Takýto prúd sa dá získať pomocou špeciálneho generátora. Pozrime sa na jeho konštrukciu.

(Obrázok 23). Na statoru sú tri nezávislé vinutia, posunuté na 1/3 kružnice (120 °). V strede elektrického stroja sa otáča induktor, ktorý je znázornený na diagrame vo forme permanentného magnetu.

V každej vinutia (cievky) indukuje striedavé emf rovnakej frekvencii, ale okamihy priechodu cez nulu elektromotorické sily (alebo maximálny) v každej z cievok budú posunuté o 1/3 otáčky vzhľadom k sebe navzájom, ako je induktor prechádza každou cievkou o 1/3 obdobia neskôr ako o   predchádzajúca. V podstate je takýto generátor pripojený v jednom elektrickom stroji tromi generátormi striedavého prúdu, ktoré sú navrhnuté takým spôsobom, aby vznikol emf indukovaný v nich. sú navzájom posunuté o jednu tretinu periódy. Grafický obrázok   trojfázový prúd je znázornený na obr. 24. Každé fázové vinutie generátora

trojfázový prúd je nezávislý

zdroj elektrickej energie a na ňu

môžete pripojiť k vášmu prijímaču. V

v tomto prípade sa získavajú tri nezávislé obvody (obrázok 25). Takáto schéma sa nazýva "Nesúvisiaci trojfázový systém" , vyžaduje šesť drôtov na prenos elektrickej energie.

V praxi sa takéto systémy nevzťahujú. Fázové vinutia trojfázových generátorov a transformátorov a prijímačov elektrickej energie sú spojené podľa schémy "hviezda" alebo "trojuholník". V tomto prípade môžete urobiť so štyrmi alebo dokonca tromi drôtmi.

zlúčenina "Star" spočíva v tom, že konce fázových vinutia pripojené k jednému generátora bod (obrázok 26), ktorá sa nazýva nulového bodu alebo neutrálne, a generátor je pripojený k prijímaču elektriny štyri vodiče: tri lineárne prebiehajúca od začiatku navíjanie, a nula alebo neutrálny vodič, dosiahnutie od nulového bodu generátora. Takýto vysielací systém sa nazýva štvorvodičové.

V prípade, že rozloženie nákladu všetky tri fázy generátora, tj. E. Pri približne rovnakých prúdov v každom z nich prúdu v strednom vodiči je nula. Preto môžete v tomto prípade zrušiť nulový vodič a prejsť na úspornejšie trojvodičové systému (obrázok 27). Všetci spotrebitelia sú zapojení medzi zodpovedajúcimi dvojicami vodičov a nulovým bodom zaťaženia.

Pri spájaní "trojuholníku", (obrázok 28) koniec každej vinutia pripojená k začiatku nasledujúceho tak, že tvorí uzavretý trojuholník, a lineárne vodiče sú pripojené k vrcholov tohto trojuholníka.

Bežný spotrebiteľ s elektrinou sa zrazí, každý deň liečí svetlo a zapne jedno alebo druhé zariadenie do zásuvky. Prepínače sa navzájom trochu líšia, ale so zásuvkami je všetko oveľa komplikovanejšie. Pokúsme sa zistiť, ako funguje rozeta.

Začnime s tým, ktorý bol vyrobený a inštalovaný pred 10 až 15 rokmi. Je pripojený iba na dva drôty. Izolácia jedného z drôtov musí mať modrastú alebo modrú farbu. Takto sa určuje pracovný vodič. Prúd nie je zo zdroja, ale od spotrebiteľa. Tento drôt je úplne neškodný a ak ho chyťte bez toho, aby ste sa dotkli druhého, potom sa nič nestalo a hrozné.

Druhý drôt, ktorého farba môže byť ľubovoľná, s výnimkou modrej, modrej, žlto-zelenej v pruhoch a čiernej, nebezpečnejšej a zákernejšej. Volá sa to fázový vodič.

Keď ste sa dotkli tohto drôtu, môžete získať pekný výtok. A to nie je vtip, pretože napätie sieť domácností   AC 220 V a akýkoľvek prúd, ktorého napätie presahuje 50 V, zabije osobu za niekoľko sekúnd. Prítomnosť napätia na fázových vodičoch môže byť určená špeciálnymi indikátormi. Na obr. 1.12 ukazuje jeden z týchto indikátorov. Vyrába sa vo forme bežného skrutkovača s plochým otvorom (stretni sa indikačné skrutkovače s priečnym tvarom štrbiny). Rukoväť, do ktorej je vybudovaná svetelná dióda, je vyrobená z priesvitného plastu. Horná časť rukoväte je kovová. Dotknite sa pracovnej časti indikátora na vodiča a palec ruky na kovovú časť na rukoväti. Ak sa dióda zapálila, nie je potrebné sa dotýkať tohto drôtu - je teraz pod napätím. Upozorňujeme, že keď sa dotknete nulový vodič   LED sa nerozsvieti (samozrejme, ak tento vodič nepríde do kontaktu s fázovým vodičom).

Mnohí počuli také tajuplné slová ako jedna fáza, tri fázy, nula, zem alebo zem a vedia, že ide o dôležité pojmy vo svete elektrickej energie. Nie všetci však chápu, čo znamenajú. Napriek tomu je potrebné to vedieť. Bez toho, aby sme sa dostali do technických detailov, ktoré nie sú potrebné pre majstra domova, môžeme povedať, že trojfázová sieť je takýmto spôsobom prenosu elektrického prúdu, keď prúdi striedajúci prúd cez tri drôty a jeden sa vráti späť. Vyššie uvedené je potrebné vysvetliť trochu. akýkoľvek elektrický obvod   pozostáva z dvoch drôtov. Jeden po druhom prúd pre spotrebiteľa (napríklad pre kanvicu) a na druhej strane sa vráti. Ak je takýto okruh otvorený, potom prúd nebude. To je celý popis jednofázový obvod, Drôt, cez ktorý prúd prúdi, sa nazýva fáza alebo jednoducho fáza a ktorým sa vráti - nula alebo nula. Trojfázový obvod   pozostáva z troch fázových vodičov a jedného spätného vedenia. To je možné, pretože AC fáza v každom z troch drôtov je posunutá o 120 ° vzhľadom na priľahlý drôt (obr. 1.13). Viac podrobností o tejto otázke pomôže odpovedať na učebnicu o elektromechanike. Prenos striedavého prúdu prebieha práve s pomocou trojfázových sietí. Je ekonomicky výhodné - ďalšie dve nie sú potrebné nulové vodiče, Priblížením sa k spotrebiteľovi je prúd rozdelený do troch fáz a každý z nich je daný nulou. V tejto forme sa zvyčajne ocitá v bytoch a domoch, aj keď niekedy sa do domu vkladá trojfázová sieť. Spravidla platí, to je   o súkromnom sektore a tento stav má svoje klady a zápory.

Ako naznačuje názov, trojfázový systém pozostáva z troch zdrojov napájania a troch napojených obvodov bežné drôty   prenosových vedení.

Zdrojom energie pre všetky fázy je trojfázový generátor, podmienene znázornené na obr. 1.14 a obr. 1.15 vo forme troch vinutí: AX, VU a CZ.

Obr. 1.12. Najjednoduchší indikátor

Obr. 1.16. Schéma pripojenia trojpodlažnej budovy

Vinutia fáz generátora môžu byť pripojené šiestimi vodičmi (obr. 1.14) so ​​záťažami ZA, ZB, Zc a získané tri nezávislé fázové obvody. Ak však spojíte konce vinutia fáz generátora X, Y, Z na konce troch záťaží pomocou jedného drôtu, môžete ušetriť dve pripojovacie vodiče   (Obrázok 1.15). Tento typ pripojenia sa nazýva hviezdicové pripojenie. Tento spoločný vodič sa nazýva neutrálny alebo jednoducho neutrálny.

Vzhľadom na to, že postupnosť pripojenia trojfázových motorov ako záťaže je pre stanovenie smeru ich otáčania nevyhnutná, farebné označenia   fázy: A - žltá izolácia; B - zelená; C - červená a neutrálna - čierna.

Obr. 1.17. Elektrický okruh   spojenia v trojuholníku

Pri pripájaní s hviezdičkou, okrem rovnaký stres   na termináloch každej fázy ( fázové napätie   medzi fázou a spoločný drôt   - (Vph) existuje aj napätie medzi rôznymi fázami, nazývané lineárne napätie - / ". Lineárne napätie v tomto prípade je väčšie ako napätie fázy faktorom n3.

Ak je prúd vo všetkých fázach rovnaký (takéto zaťaženie sa nazýva symetrické, príkladom je trojfázový motor), v neutrálnom drôte nie je žiadny prúd a tento drôt nie je potrebný. Ale iné pripojené záťaže sú asymetrické, takže pre nich neutrálny drôt   je potrebné. Na obr. Obrázok 1.16 ukazuje príklad pripojenia napájania trojpodlažného domu.

O niečo menej ako hviezdné pripojenie v roku 2009 trojfázových sietí   použite spojenie v trojuholníku (Obrázok 1.17). Navádzanie zdrojových fáz elektromotorická sila   zatiaľ čo prepojené tak, že jeden koniec je pripojený na začiatok ďalšej, a tak ďalej. d.

Výhodou spojenia fáz s trojuholníkom je, že aj s asymetrické zaťaženie   nie je potrebné používať štvrtý vodič. Na obr. 1.18 ukazuje schéma osvetľovacie siete obytných domoch pri pripájaní prijímačov fázy trojuholník. Všimnite si, že pripojenie záťažou v prípade sčítacieho zdrojom napätia znamená, že trojuholník môže byť vyrobený ako trojuholník a hviezda.

Obr. 1.18. Schéma osvetľovacej siete pri pripojení fáz v trojuholníku