Feszültség, áram és teljesítmény értékek csillag és delta csatlakozásokhoz

A nagy Faraday-féle törvényszerűség felfedezése: amikor egy vezeték keresztezi a mágneses tér erővonalait, a vezetékben elektromotoros erő indukálódik, amely áramot idéz elő abban az áramkörben, amelybe ez a vezeték belép, és ez szolgált a létrehozás alapjául. forgó rotorral rendelkező elektromos generátorok - mágnes. Ebben az esetben EMF indukálódik az állórész tekercseiben (lásd - Faraday elektromágneses indukció törvényének gyakorlati alkalmazása).

A kapott feszültségek nagyon eltérőek lehetnek: mindez a generátor kialakításától, az állórészben lévő tekercsek számától és a csatlakoztatás módjától függ. A gyakorlati elektrotechnikában azonban a legelterjedtebb a háromfázisú szinuszos áramrendszer, amelyet a kiváló orosz mérnök, M. O. javasolt. Dolivo-Dobrovolsky 1888-ban (57 évvel Faraday felfedezése után).

Az összes többfázisú rendszer közül a háromfázisúak biztosítják az elektromos energia leggazdaságosabb átvitelét nagy távolságokon, és lehetővé teszik megbízható és könnyen használható generátorok, motorok és transzformátorok létrehozását.De három tekercs kétféleképpen csatlakoztatható: «háromszög» (1. ábra) és «csillag» (2. ábra).

Rizs. 1

Rizs. 2

A fázis az egy tekercs által létrehozott Uph feszültség, a lineáris Ul pedig a két lineáris vezető közötti feszültség. Más szavakkal, fázisfeszültség Az egyes vonalvezetékek és a nulla vezeték közötti feszültség.

Egy szimmetrikus generátor csillagba kapcsolásakor a hálózati feszültség 1,73-szor nagyobb, mint a fázisfeszültség, azaz. Uk = 1,73 • Uph. Ez abból következik, hogy Ul egy egyenlő szárú háromszög alapja 30°-os hegyesszögekkel: Ul = UAB = Uf2 cos 30° = 1,73 • Uph.

Csillagba kapcsolva és terhelve a megfelelő vezetékáram megegyezik a terhelés fázisáramával. Ha a háromfázisú terhelés szimmetrikus, akkor a nulla vezetékben az áram 0 lesz. Ebben az esetben a nulla vezeték szükségessége teljesen megszűnik, és a háromfázisú áramkör háromvezetékessé válik. Ezt a kapcsolatot "csillagcsillagnak nullavezető nélkül" nevezik. Szimmetrikus fázisterhelés mellett a vonali áramok 1,73-mal nagyobbak, mint a fázisáramok, Il = 1,73 • 3If.

Háromfázisú generátor csillaghoz való csatlakoztatásakor két feszültséget használnak, ami előnyösen megkülönbözteti ezt a kapcsolatot a delta csatlakozástól. De ha a terhelés delta-csatlakozású, minden fázis a hálózati feszültség azonos számértéke alatt van, függetlenül a fázisellenállástól, ami fontos a terhelések - izzólámpák - megvilágításához.

Háromfázisú, nulla vezetékes rendszert használnak a vevők két feszültséggel való ellátására, amelyek 1,73-szor különböznek egymástól, például a fázisfeszültségre csatlakoztatott lábak és a hálózati feszültségre csatlakoztatott motorok.

A névleges feszültséget a generátorok felépítése és tekercseinek csatlakoztatásának módja határozza meg.

A 3. ábra azokat az összefüggéseket mutatja be, amelyek meghatározzák a váltóáramú áramkör teljesítményértékét csillag- és delta-kapcsolatokban.

Rizs. 3.

Látszólag a képletek megegyeznek, úgy tűnik, nincs teljesítménynövekedés vagy veszteség e két típusú áramkör esetében. De ne vonj le elhamarkodott következtetéseket.

Deltáról csillagra visszakapcsolva 1,73-szor kisebb a feszültség minden fázistekercsnél, bár a hálózati feszültség változatlan marad. És mégis - ha deltában vannak csatlakoztatva, a vonali áram 1,73-szor nagyobb volt, mint a fázisáram, és most ezek az áramok egyenlőek. Ennek eredményeként a vonal árama egy csillaghoz való visszakapcsoláskor 1,73 x 1,73 = 3-szorosára csökken.

Az új teljesítmény valóban ugyanazzal a képlettel van kiszámítva, de más értékeket helyettesít!

Amikor egy villanymotort deltáról egy csillagra csatlakoztatunk, és ugyanabból a hálózatból tápláljuk, a motor által kifejlesztett teljesítmény 3-szorosára csökken. Amikor a generátorok csillagról delta tekercsére vagy a transzformátorok szekunder tekercsére váltunk, a hálózati feszültség 1,73-szorosára csökken, például 380-ról 220 V-ra.

A generátor vagy a transzformátor teljesítménye változatlan marad, mert a feszültség és az áram az egyes fázistekercsekben megmarad, annak ellenére, hogy a vezetékek árama 1,73-szorosára nő.A generátorok tekercseinek vagy a transzformátorok szekunder tekercseinek deltáról csillagra való átkapcsolásakor ellenkező jelenségek lépnek fel: a hálózat hálózati feszültsége 1,73-szorosára nő, a fázistekercsek áramai változatlanok maradnak, a vezetékek árama csökken. 1,73-szorosával.