Výpočet fázových a liniových hodnot třífázového proudu

Třífázový generátor má tři jednofázová nezávislá statorová vinutí, jejichž začátek a konec jsou posunuty o 120 el. krupobitím, nebo rozštěpením na 2/3 pólů, tzn. se 2/3 vzdálenosti mezi středy protilehlých pólů (obr. 1). V každém ze tří vinutí je generován jednofázový střídavý proud. Proudy jednofázového vinutí jsou vzájemně kompenzovány o 120 el. kroupy, tedy po 2/3 období. Třífázový proud jsou tedy tři jednofázové proudy posunuté v čase o 2/3 periody (120 °).

V každém okamžiku je algebraický součet tří okamžitých: hodnot a. atd. c. jednotlivé fáze jsou nulové. Místo šesti svorek (pro tři nezávislá jednofázová vinutí) jsou proto na generátoru vyrobeny pouze tři svorky, nebo čtyři, když je indikován nulový bod. Podle toho, jak jsou jednotlivé fáze zapojeny a jak jsou zapojeny do sítě, lze získat zapojení do hvězdy nebo do trojúhelníku.

Začátky cívek jsou níže označeny písmeny A, B, C a jejich konce písmeny X, Y, Z.

Rýže. 1. Třífázový generátor

a) Hvězdicové spojení.

Při zapojení do hvězdy se spojí konce fází X, Y, Z (obr. 2) a uzel spojení se nazývá nulový bod. Uzel může mít koncovku — tzv. nulový vodič (obr. 272), znázorněný čárkovaně — nebo může být bez koncovky.

Při připojení k hvězdě s neutrálním vodičem můžete získat dvě napětí: síťové napětí Ul mezi vodiči jednotlivých fází a fázové napětí Uf mezi fázovým a nulovým vodičem (obr. 2). Vztah mezi síťovým a fázovým napětím je vyjádřen následovně: Ul = Uph ∙ √3.

Rýže. 2. Hvězdicové spojení

Proud, který protéká drátem (sítí), protéká i fázovým vinutím (obr. 2), tzn. Il = Iph.

b) Spojení v trojúhelníku.

Spojení fází v trojúhelníku získáme spojením konců a začátku fází podle obr. 3, tzn. AY, BZ, CX. V takovém zapojení není nulový vodič a fázové napětí se rovná síťovému napětí mezi dvěma vodiči vedení Ul = Uf. Proud ve vedení Il (síť) je však větší než proud ve fázi Iph, a to: Il = Iph ∙ √3.

Rýže. 3. Delta připojení

V třífázovém systému v každém okamžiku, pokud proud v jedné cívce teče od konce ke konci, pak v ostatních dvou teče od konce ke konci. Například na OBR. 2 ve střední cívce probíhá AX od A do X a ve vnějších cívkách od Y do B a od Z do C.

Schéma (obr. 4) ukazuje, jak jsou tři stejná vinutí připojena ke svorkám motoru do hvězdy nebo trojúhelníku.

Rýže. 4. Zapojení vinutí do hvězdy a trojúhelníku

Příklady výpočtů

1. Generátor s připojeným statorovým vinutím, jak je znázorněno na Obr. 5 obvod, při síťovém napětí 220 V napájí proudem tři stejné výbojky s odporem 153 Ohm.Jaké napětí a proud má každá lampa (obr. 5)?

Rýže. 5.

Podle zapojení mají lampy fázové napětí Uf = U / √3 = 220 / 1,732 = 127 V.

Proud lampy If = Uph / r = 127/153 = 0,8 A.

2. Určete obvod pro rozsvícení tří žárovek na obr. 6, napětí a proud každé lampy s odporem 500 Ohm, připojené k síťovému zdroji se síťovým napětím 220 V.

Proud lampy I = Ul / 500 = 220/500 = 0,45 A.

Rýže. 6.

3. Kolik voltů by měl ukázat voltmetr 1, pokud voltmetr 2 ukazuje napětí 220 V (obr. 7)?

Rýže. 7.

Fázové napětí Uph = Ul / √3 = 220 / 1,73 = 127 V.

4. Jaký proud ukazuje ampérmetr 1, pokud ampérmetr 2 ukazuje proud 20 A při zapojení do trojúhelníku (obr. 8)?

Rýže. osm.

Jestliže = Il / √3 = 20 / 1,73 = 11,55 A.

V zapojení do trojúhelníku je proud ve fázi spotřebiče menší než ve vedení.

5. Jaké napětí a proud ukáží měřicí přístroje 2 a 3 připojené k fázi, jestliže voltmetr 1 ukazuje 380 V a odpor fáze spotřebiče je 22 Ohm (obr. 9)?

Rýže. devět.

Voltmetr 2 ukazuje fázové napětí Uf = Ul / √3 = 380 / 1,73 = 220 V. a ampérmetr 3 ukazuje fázový proud If = Uf / r = 220/22 = 10 A.

6. Kolik ampérů ukazuje ampérmetr 1, je-li odpor jedné fáze spotřebiče 19 ohmů s úbytkem napětí na ní 380 V, což ukazuje voltmetr 2, zapojený podle obr. deset.

Rýže. deset.

Fázový proud Iph = Uph / r = Ul / r = 380/19 = 20 A.

Uživatelský proud podle odečítání ampérmetru 1 Il = Iph ∙ √3 = 20 ∙ 1,73 = 34,6 A. (Fáze, tedy strana trojúhelníku, může představovat vinutí stroje, transformátoru nebo jiného odporu.)

7. Asynchronní motor na Obr.2 má vinutí zapojené do hvězdy a je připojeno do třífázové sítě se síťovým napětím Ul = 380 V. Jaké bude fázové napětí?

Fázové napětí bude mezi nulovým bodem (svorky X, Y, Z) a kteroukoli ze svorek A, B, C:

Uph = Ul / √3 = 380 / 1,73 = 219,4≈220 V.

8. Vinutí indukčního motoru předchozího příkladu se uzavře do trojúhelníku spojením svorek stínění motoru podle obr. 3 nebo 4. Ampérmetr připojený k vodiči vedení ukazuje proud Il = 20 A. Jaký proud teče statorovým vinutím (fází)?

Síťový proud Il = Iph ∙ √3; Jestliže = Il / √3 = 20 / 1,73 = 11,56 A.