Vrednosti napetosti, toka in moči za povezave zvezda in trikot

Veliko Faradayevo odkritje zakonov: ko žica prečka silnice magnetnega polja, se v žici inducira elektromotorna sila, ki povzroči tok v tokokrogu, v katerega ta žica vstopi, kar je služilo kot osnova za nastanek električnih generatorjev z vrtljivim rotorjem - magnetom. V tem primeru se v statorskih navitjih inducira EMF (glej — Praktična uporaba Faradayevega zakona elektromagnetne indukcije).

Nastale napetosti so lahko zelo različne: vse je odvisno od zasnove generatorja, števila navitij v statorju in njihove povezave. V praktični elektrotehniki pa je najbolj razširjen sistem trifaznega sinusnega toka, ki ga je predlagal izjemni ruski inženir M.O. Dolivo-Dobrovolsky leta 1888 (57 let po Faradayevem odkritju).

Od vseh večfaznih sistemov trifazni zagotavljajo najbolj ekonomičen prenos električne energije na velike razdalje in vam omogočajo ustvarjanje zanesljivih in enostavnih generatorjev, motorjev in transformatorjev.Toda tri navitja je mogoče povezati na dva načina: "trikotnik" (slika 1) in "zvezda" (slika 2).

riž. 1

riž. 2

Faza je napetost Uph, ki jo ustvari eno navitje, linearna Ul je napetost med dvema linearnima vodnikoma. Z drugimi besedami, fazna napetost Ali je napetost med vsakim vodnikom in nevtralno žico.

Pri vezavi simetričnega generatorja v zvezdo je omrežna napetost 1,73-krat večja od fazne napetosti, tj. Uk = 1,73 • Uph. To izhaja iz dejstva, da je Ul osnova enakokrakega trikotnika z ostrimi koti 30 °: Ul = UAB = Uf2 cos 30 ° = 1,73 • Uph.

Ko je povezan in obremenjen v zvezdi, je ustrezni linijski tok enak faznemu toku bremena. Če je trifazna obremenitev simetrična, bo tok v nevtralni žici enak 0. V tem primeru potreba po nevtralni žici popolnoma izgine in trifazno vezje postane trižično. Ta povezava se imenuje "zvezda-zvezda brez nevtralnega vodnika". Pri simetrični fazni obremenitvi so linijski tokovi za 1,73 višji od faznih tokov, Il = 1,73 • 3If.

Pri priključitvi trifaznega generatorja na zvezdo se uporabljata dve napetosti, kar ugodno razlikuje to povezavo od trikotnika. Ko pa je obremenitev povezana v trikotniku, so vse faze pod isto številčno vrednostjo omrežne napetosti, ne glede na fazni upor, kar je pomembno za razsvetljavo obremenitev - žarnice z žarilno nitko.

Trifazni sistem z nevtralno žico se uporablja za napajanje sprejemnikov z dvema napetostama, ki se razlikujeta s faktorjem 1,73, na primer noge, priključene na fazno napetost, in motorji, priključeni na omrežno napetost.

Nazivna napetost je določena s konstrukcijo generatorja in načinom povezovanja njegovih navitij.

Slika 3 prikazuje razmerja, ki določajo vrednost moči za vezje izmeničnega toka v povezavah zvezda in trikot.

riž. 3.

Na videz sta formuli enaki, zdi se, da za ti dve vrsti vezij ni povečanja ali izgube moči. Vendar ne sklepajte prehitro.

Pri ponovni povezavi iz trikotnika v zvezdo je napetost za vsako fazno navitje 1,73-krat nižja, čeprav napetost omrežja ostane enaka.Zmanjšanje napetosti povzroči, da se tok v navitjih zmanjša za enakih 1,73-krat. Pa vendar — ko sta povezana v trikot, je bil omrežni tok 1,73-krat večji od faznega, zdaj pa sta ti tokovi enaki. Posledično se linijski tok ob ponovni povezavi z zvezdo zmanjša za 1,73 x 1,73 = 3-krat.

Nova moč je res izračunana po isti formuli, vendar nadomešča druge vrednosti!

Pri ponovnem povezovanju elektromotorja iz trikotnika v zvezdo in napajanju iz istega omrežja se moč, ki jo razvije ta motor, zmanjša za 3-krat. Pri prehodu z zvezde na trikot navitja generatorjev ali sekundarnih navitij transformatorjev se omrežna napetost zmanjša za 1,73-krat, na primer s 380 na 220 V.

Moč generatorja ali transformatorja ostane enaka, ker se napetost in tok v vsakem faznem navitju ohranita, čeprav se tok v vodnikih poveča za 1,73-krat.Pri preklopu navitij generatorjev ali sekundarnih navitij transformatorjev iz trikotnika v zvezdo pride do nasprotnih pojavov: napetost omrežja se poveča za 1,73-krat, tokovi v faznih navitjih ostanejo enaki, tokovi v vodnikih se zmanjšajo. za 1,73-krat.