Izračun faznih in linijskih vrednosti trifaznega toka

Trifazni generator ima tri enofazne neodvisne navitje statorja, katerih začetki in konci so zamaknjeni za 120 el. točo, ali z razcepom na 2/3 polov, tj. z 2/3 razdalje med središči nasprotnih polov (slika 1). Enofazni izmenični tok se ustvari v vsakem od treh navitij. Tokovi enofaznega navitja so medsebojno zamaknjeni za 120 el. toča, torej 2/3 obdobja. Tako so trifazni tok trije enofazni tokovi, premaknjeni v času za 2/3 obdobja (120 °).

V katerem koli trenutku je algebraična vsota treh trenutnih: vrednosti a. itd. c) posamezne faze so enake nič. Zato so namesto šestih priključkov (za tri neodvisne enofazne navitje) na generatorju izdelani le trije priključki ali štiri, ko je navedena ničelna točka. Glede na to, kako so posamezne faze povezane in kako so povezane v omrežje, lahko dobimo povezavo zvezda ali trikot.

Začetki tuljav so spodaj označeni s črkami A, B, C, njihovi konci pa s črkami X, Y, Z.

riž. 1. Trifazni generator

a) Povezava v zvezdico.

Ko so povezani v zvezdo, so konci faz X, Y, Z (slika 2) povezani in povezovalno vozlišče se imenuje ničelna točka. Vozlišče ima lahko priključek - tako imenovano nevtralno žico (slika 272), prikazano s črtkano črto - ali pa je brez priključka.

Ko je priključen na zvezdo z nevtralno žico, lahko dobite dve napetosti: omrežna napetost Ul med vodniki ločenih faz in fazna napetost Uf med faznim in ničelnim vodnikom (slika 2). Razmerje med linijsko in fazno napetostjo je izraženo kot sledi: Ul = Uph ∙ √3.

riž. 2. Povezava zvezda

Tok, ki teče v žici (omrežju), teče tudi skozi fazno navitje (slika 2), t.j. Il = Iph.

b) Povezava v trikotnik.

Povezavo faz v trikotniku dobimo s povezovanjem koncev in začetkov faz po sl. 3, tj. AY, BZ, CX. Pri takšni povezavi ni ničelnega vodnika in je fazna napetost enaka linijski napetosti med vodnikoma voda Ul = Uf. Vendar je tok v liniji Il (omrežje) večji od toka v fazi Iph, in sicer: Il = Iph ∙ √3.

riž. 3. Delta povezava

V trifaznem sistemu v vsakem trenutku, če tok v eni tuljavi teče od konca do konca, potem v drugih dveh teče od konca do konca. Na sl. 2 v srednji tuljavi AX poteka od A do X in v zunanjih tuljavah od Y do B in od Z do C.

Diagram (slika 4) prikazuje, kako so tri enaka navitja povezana na sponke motorja v zvezdi ali trikotu.

riž. 4. Priključitev navitij v zvezdo in trikot

Primeri izračunov

1. Generator s povezanim navitjem statorja, kot je prikazano na sl. 5 vezja, pri omrežni napetosti 220 V, napaja s tokom tri enake svetilke z uporom 153 Ohm.Kakšno napetost in tok ima posamezna svetilka (slika 5)?

riž. 5.

Glede na povezavo imajo sijalke fazno napetost Uf = U / √3 = 220 / 1,732 = 127 V.

Tok svetilke If = Uph / r = 127/153 = 0,8 A.

2. Določite vezje za vklop treh svetilk na sl. 6, napetost in tok vsake svetilke z uporom 500 Ohm, priključene na električno omrežje z omrežno napetostjo 220 V.

Tok žarnice I = Ul / 500 = 220/500 = 0,45 A.

riž. 6.

3. Koliko voltov naj kaže voltmeter 1, če kaže voltmeter 2 napetost 220 V (slika 7)?

riž. 7.

Fazna napetost Uph = Ul / √3 = 220 / 1,73 = 127 V.

4. Kakšen tok kaže ampermeter 1, če ampermeter 2 kaže tok 20 A, ko je priključen v trikotniku (slika 8)?

riž. osem.

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

Pri vezavi trikot je tok v fazi porabnika manjši kot v vodu.

5. Kakšno napetost in tok bodo pokazale merilne naprave 2 in 3, priključene na fazo, če voltmeter 1 kaže 380 V, upornost faze porabnika pa je 22 Ohm (slika 9)?

riž. devet.

Voltmeter 2 kaže fazno napetost Uf = Ul / √3 = 380 / 1,73 = 220 V. ampermeter 3 pa fazni tok If = Uf / r = 220/22 = 10 A.

6. Koliko amperov kaže ampermeter 1, če je upor ene faze porabnika 19 ohmov s padcem napetosti na njej 380 V, kar kaže voltmeter 2, priključen v skladu s sl. deset.

riž. deset.

Fazni tok Iph = Uph / r = Ul / r = 380/19 = 20 A.

Uporabniški tok glede na odčitek ampermetra 1 Il = Iph ∙ √3 = 20 ∙ 1,73 = 34,6 A. (Faza, tj. stranica trikotnika, lahko predstavlja navitje stroja, transformatorja ali drugega upora.)

7. Asinhronski motor na sl.2 ima navitje vezano v zvezdo in je priključeno na trifazno omrežje z omrežno napetostjo Ul = 380 V. Kakšna bo fazna napetost?

Fazna napetost bo med ničelno točko (priključki X, Y, Z) in katerim koli od priključkov A, B, C:

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

8. Navitje indukcijskega motorja prejšnjega primera je zaprto v trikotnik s povezovanjem sponk oklopa motorja v skladu s sl. 3 ali 4. Ampermeter, priključen na omrežni vodnik, kaže tok Il = 20 A. Kolikšen tok teče skozi navitje statorja (faza)?

Linijski tok Il = Iph ∙ √3; Če je = Il / √3 = 20 / 1,73 = 11,56 A.