Proračun faznih i linijskih vrijednosti trofazne struje

Trofazni generator ima tri jednofazna neovisna namota statora čiji su počeci i krajevi pomaknuti za 120 el. tuča, ili cijepanjem na 2/3 pola, odn. s 2/3 razmaka između središta suprotnih polova (slika 1). U svakom od tri namota stvara se jednofazna izmjenična struja. Struje jednofaznog namota međusobno su pomaknute za 120 el. tuča, odnosno za 2/3 perioda. Dakle, trofazna struja je tri jednofazne struje pomaknute u vremenu za 2/3 razdoblja (120 °).

U bilo kojem trenutku vremena, algebarski zbroj tri trenutne: vrijednosti a. itd. c. pojedinačne faze su nula. Stoga se umjesto šest stezaljki (za tri neovisna jednofazna namota) na generatoru izrađuju samo tri stezaljke ili četiri kada je naznačena nulta točka. Ovisno o tome kako su pojedine faze spojene i kako su spojene na mrežu, može se dobiti spoj u zvijezdu ili trokut.

Počeci zavojnica označeni su slovima A, B, C, a krajevi slovima X, Y, Z.

Riža. 1. Trofazni generator

a) Spoj u zvijezdu.

Kada su spojeni u zvijezdu, spojeni su krajevi faza X, Y, Z (slika 2) i spojni čvor se naziva nulta točka. Čvor može imati stezaljku - takozvanu neutralnu žicu (Sl. 272), prikazanu isprekidanom linijom - ili biti bez stezaljke.

Kada ste spojeni na zvijezdu s neutralnom žicom, možete dobiti dva napona: linijski napon Ul između vodiča pojedinih faza i fazni napon Uf između faznog i neutralnog vodiča (slika 2). Odnos između mrežnog i faznog napona izražava se na sljedeći način: Ul = Uph ∙ √3.

Riža. 2. Spajanje u zvijezdu

Struja koja teče u žici (mreži) teče i kroz fazni namot (slika 2), t.j. Il = Iph.

b) Veza u trokut.

Spoj faza u trokut dobiva se spajanjem krajeva i početaka faza prema sl. 3, tj. AY, BZ, CX. U takvom spoju nema neutralnog vodiča i fazni napon je jednak linijskom naponu između dva vodiča voda Ul = Uf. Međutim, struja u vodu Il (mreža) veća je od struje u fazi Iph, naime: Il = Iph ∙ √3.

Riža. 3. Delta spoj

U trofaznom sustavu, u bilo kojem trenutku, ako struja u jednoj zavojnici teče od kraja do kraja, tada u druga dva teče od kraja do kraja. Na primjer, na Sl. 2 u srednjoj zavojnici AX vodi od A do X, a u vanjskim zavojnicama od Y do B i od Z do C.

Dijagram (slika 4) pokazuje kako su tri identična namota spojena na stezaljke motora u zvijezdu ili trokut.

Riža. 4. Spajanje namota u zvijezdu i trokut

Primjeri proračuna

1. Generator sa spojenim namotom statora kako je prikazano na sl. 5 krug, pri mrežnom naponu od 220 V, strujom napaja tri identične žarulje s otporom od 153 Ohma.Koliki napon i struju ima svaka žarulja (sl. 5)?

Riža. 5.

Prema spoju, žarulje imaju fazni napon Uf = U / √3 = 220 / 1,732 = 127 V.

Struja žarulje If = Uph / r = 127/153 = 0,8 A.

2. Odredite strujni krug za paljenje triju svjetiljki na si. 6, napon i struja svake žarulje s otporom od 500 Ohma, spojene na mrežno napajanje s mrežnim naponom od 220 V.

Struja žarulje I = Ul / 500 = 220/500 = 0,45 A.

Riža. 6.

3. Koliko volta treba pokazati voltmetar 1 ako voltmetar 2 pokazuje napon 220 V (slika 7)?

Riža. 7.

Fazni napon Uph = Ul / √3 = 220 / 1,73 = 127 V.

4. Koju struju pokazuje ampermetar 1 ako ampermetar 2 pokazuje struju od 20 A kada je spojen u trokut (slika 8)?

Riža. osam.

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

U spoju trokut struja u fazi potrošača je manja nego u vodu.

5. Koliki će napon i struju pokazati mjerni uređaji 2 i 3 spojeni na fazu, ako voltmetar 1 pokazuje 380 V, a otpor faze potrošača je 22 Ohma (slika 9)?

Riža. devet.

Voltmetar 2 pokazuje fazni napon Uf = Ul / √3 = 380 / 1,73 = 220 V. a ampermetar 3 pokazuje faznu struju If = Uf / r = 220/22 = 10 A.

6. Koliko ampera pokazuje ampermetar 1 ako je otpor jedne faze potrošača 19 ohma uz pad napona na njemu od 380 V, što pokazuje voltmetar 2, spojen prema sl. deset.

Riža. deset.

Fazna struja Iph = Uph / r = Ul / r = 380/19 = 20 A.

Korisnička struja prema očitanju ampermetra 1 Il = Iph ∙ √3 = 20 ∙ 1,73 = 34,6 A. (Faza, tj. stranica trokuta, može predstavljati namot stroja, transformatora ili drugog otpora.)

7. Asinkroni motor na sl.2 ima namot spojen u zvijezdu i priključen je na trofaznu mrežu mrežnog napona Ul = 380 V. Koliki će biti fazni napon?

Fazni napon bit će između nulte točke (priključci X, Y, Z) i bilo kojeg od priključaka A, B, C:

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

8. Namot asinkronog motora iz prethodnog primjera je zatvoren u trokut spajanjem stezaljki oklopa motora prema sl. 3 ili 4. Ampermetar spojen na linijski vodič pokazuje struju Il = 20 A. Kolika struja teče kroz namot statora (fazu)?

Linijska struja Il = Iph ∙ √3; Ako je = Il / √3 = 20 / 1,73 = 11,56 A.