Namotaji trofaznog generatora povezani su u zvijezdu. Opcije za povezivanje namotaja trofaznih generatora

Prilikom spajanja namotaja u zvijezdu, krajevi namotaja X, Y, Z su povezani u jednu tačku, koja se naziva nulta tačka ili neutralna točka generatora (Sl. 7-5). U četverožilnom sistemu, neutralna ili neutralna žica je povezana s neutralnom. Tri linearne žice spojene su na početak namotaja generatora.

Naponi između početaka i krajeva faza, ili, što je isto, naponi između svake od linearnih žica i neutralne žice nazivaju se fazni naponi i označavaju se ili opšti pogled

Zanemarujući pad napona u namotajima generatora, možemo smatrati fazne napone jednake odgovarajućem e. d.s. indukovana u namotajima generatora.

Naponi između početaka namotaja, ili, što je isto, između linearnih žica, nazivaju se linearni naponi i označavaju se ili općenito

Uspostavimo odnos između linearnog i faznog napona pri povezivanju namotaja generatora sa zvijezdom.

Rice. 7-5. Dijagram spajanja namotaja generatora u zvijezdu.

Rice. 7-6. Vektorski dijagram napona trofaznih kola.

Pošto je kraj prve faze X povezan ne sa početkom druge faze, već sa njenim krajem Y, što je slično kontra-vezi dva izvora energije. d.s. pri konstantnoj struji, tada će trenutna vrijednost linearnog napona između žica A i B biti jednaka razlici odgovarajućih faznih napona, tj.

slične trenutne vrijednosti drugih linearnih napona

Dakle, trenutna vrijednost linearnog napona jednaka je algebarskoj razlici trenutnih vrijednosti odgovarajućih fazni naponi.

Budući da se mijenjaju prema sinusoidnom zakonu i imaju istu frekvenciju, linearni naponi će se također mijenjati sinusoidno, i efektivne vrednosti linearni naponi se mogu odrediti iz vektorskog dijagrama (sl. 7-6):

Iz navedenog proizilazi da je linearni vektor napona jednak razlici između vektora odgovarajućih faznih napona.

Fazni naponi su pomaknuti jedan od drugog za 120°. Da biste odredili linearni vektor napona, morate geometrijski oduzeti vektor od vektora napona, ili, što je isto, dodati vektor - jednak po veličini i suprotnog predznaka.

Slično, dobijamo linearni vektor napona kao razliku između vektora napona i vektor linearnog napona kao razliku između vektora i OA.

Spuštanjem okomice sa kraja proizvoljnog vektora faznog napona, na primjer, na vektor linearnog napona, dobijamo pravokutni trokut OHM, iz čega slijedi da

Rice. 7-7. Vektorski dijagram napona pri povezivanju namotaja generatora sa zvijezdom.

Iz vektorskog dijagrama (sl. 7-6) i zadnje formule proizilazi da je efektivna vrijednost linearnog napona nekoliko puta veća od efektivne vrijednosti faznog napona i da je linearni napon 30° ispred faznog napona. ; pod istim uglom linearni napon vodi fazni napon i napon-fazni napon

Susedni, linearni naponi se pomeraju jedan u odnosu na drugi pod istim uglovima (120°) kao i susedni fazni naponi. Zvijezda linearnih vektora napona je rotirana u pozitivnom smjeru u odnosu na zvijezdu vektora faznog napona pod uglom od 30°.

Potrebno je obratiti pažnju na činjenicu da se dobijeni odnosi između linearnih i faznih napona odvijaju samo kod simetričnog naponskog sistema.

Pošto su linearni vektori napona definisani kao razlike između vektora faznog napona, povezivanjem krajeva vektora faznog napona u zvezdu dobijamo trougao vektora linearnog napona (sl. 7-7).

Primjer 7-1. Odredite linearni napon generatora ako je njegov fazni napon 127 i 220 V.

Ako je fazni napon 220 V, onda

§ 63. Priključci namotaja generatora

Na sl. Na slici 68 prikazan je dijagram generatora koji ima tri nezavisna, međusobno izolirana jednofazna kola. E.m.f. u ovim krugovima su identični, imaju iste amplitude i pomjereni su u fazi za 1/3 perioda. Žice koje dovode struju do opterećenja mogu se spojiti na svaki par terminala namotaja statora generatora. Isplativije je kombinovati ove tri faze u jedan zajednički trofazni sistem. Da biste to učinili, namoti generatora su međusobno povezani zvijezdom ili trokutom.

zvijezda(Sl. 69) završava sve tri faze X, Y I Z(ili počeo A, IN I WITH) međusobno se spajaju, a od početaka (ili krajeva) se izvode žice, ispuštajući energiju u mrežu. Tako dobijene tri žice nazivaju se linearno, a napon između bilo koje dvije linearne žice je linearni napon U l. Od zajednička tačka spajanje krajeva (ili početaka) tri faze (od nulte tačke zvijezde), četvrta žica, tzv. nula. Napon između bilo koje od tri linearne žice i neutralne žice jednak je naponu između početka i kraja jedne faze, tj. U f.
Obično su sve faze namotaja generatora identične tako da efektivne vrijednosti e. d.s. u fazama su jednake, tj. E A = E B = E C. Ako je opterećenje spojeno na krug svake faze generatora, tada će struje teći kroz te krugove. U slučaju iste veličine i prirode otpora sve tri faze prijemnika, tj. simetričnog (ujednačenog) opterećenja, struje u fazama će biti jednake jačine i pomerene u fazi u odnosu na njihove fazne napone za isti ugao φ. I maksimalne i efektivne vrijednosti faznih napona pod ravnomjernim opterećenjem su jednake, tj. U A = U B = U c. Ovi naponi su 120° van faze kao što je prikazano vektorski dijagram(Sl. 70).

Napon između bilo koje tačke kola (vidi sliku 69) odgovara vektorima (vidi sliku 70) između istih tačaka. Tako, na primjer, napon između tačaka A I O kola (fazni napon U A) je predstavljen vektorom JSC dijagrami i napon između linearnih žica A I B kolo - linearni vektor napona AB dijagrami. Koristeći vektorski dijagram, lako je uspostaviti odnos između linearnog i faznog napona. Iz trougla AOa možemo napisati sljedeću relaciju:

odnosno kada su namotaji generatora povezani sa zvijezdom, linearni napon je puta veći od faznog napona (sa ujednačenim opterećenjem).
Iz dijagrama (vidi sliku 69) jasno je da kada su namoti generatora povezani sa zvijezdom, struja u linearnoj žici jednaka je struji u fazi generatora, tj. I l = I f.
Na osnovu prvog Kirchhofovog zakona možemo zapisati da struja u neutralna žica jednak geometrijskom zbiru struja u fazama generatora, tj.

Kod ravnomjernog opterećenja, struje u fazama generatora su jednake po veličini, ali su pomaknute u fazi jedna u odnosu na drugu za 1/3 perioda. Geometrijski zbir struja tri faze u ovom slučaju je nula, tj. u neutralnoj žici neće biti struje. Stoga, kada simetrično opterećenje neutralna žica možda nedostaje. Budući da struja u neutralnoj žici nastaje samo zbog asimetrije opterećenja, a obično je ta asimetrija mala, u većini slučajeva neutralna žica ima manji poprečni presjek od linearnih.
Prilikom spajanja namotaja generatora trougao(Sl. 71) početak (ili kraj) svake faze namotaja generatora povezan je sa krajem (ili početkom) namotaja druge faze. Dakle, tri faze generatora formiraju zatvoreni krug u kojem djeluje električna struja. d.c., jednako geometrijskom zbroju e. d.s. indukovane u fazama generatora, tj. . Od e. d.s. u fazama generatora su jednake i pomerene za 1/3 perioda u fazi, onda je njihov geometrijski zbir jednak nuli, pošto su vektori od e. d.s. formiraju zatvoreni trougao i stoga u zatvorenoj petlji trofazni sistem, spojena trouglom, neće nastati unutrašnja struja.

Linearne žice, kada su spojene u trokut, povezane su na priključne točke početka jedne faze i kraja druge. Napon između vodova jednak je naponu između početka i kraja jedne faze. Dakle, kada su namotaji generatora povezani trouglom, linearni napon je jednak faznom naponu, tj. U l = U f.

Kod ravnomjernog opterećenja u fazama namotaja generatora teku jednake struje, pomjerene u odnosu na fazne napone za jednake uglove φ, tj.

I AB = I BC = I CA.

Na sl. 72, a prikazan je vektorski dijagram koji prikazuje vektore faznih napona i struja.

Priključne tačke za fazne i linearne žice A, IN I WITH su tačke grananja; linijske struje nisu jednake faznim. Uzimajući pozitivan smjer faznih i linearnih struja prikazanih na sl. 70, na osnovu Kirchhoffovog prvog zakona za trenutne trenutne vrijednosti struje, mogu se napisati sljedeći izrazi:

Budući da su struje u zavojnicama sinusoidne, zamjenjujemo algebarsko oduzimanje trenutnih vrijednosti struje geometrijskim oduzimanjem vektora koji prikazuje njihove efektivne vrijednosti.

Da bi se smanjio broj žica između generatora i potrošača, fazni namoti moraju biti međusobno povezani na određeni način, kako u generatoru tako i kod potrošača. Namotaji generatora su označeni: U1 – U2,

V1 – V2, W1 – W2 (faze A, B, C). Indeks 1 označava početak namotaja, indeks 2 označava kraj.

Priključci namotaja generatora

Prilikom spajanja namota generatora sa zvijezdom (Sl. 69), krajevi sve tri faze X, Y i Z (ili počeci A, B i C) se međusobno spajaju, a žice se izvlače iz početaka. (ili završava), ispuštajući energiju u mrežu. Tri žice dobijene na ovaj način nazivaju se linearnim, a naponi između bilo koje dvije linearne žice se nazivaju linearni naponi Ul. Iz zajedničke tačke spajanja krajeva (ili početaka) tri faze (od nulte tačke zvijezde) može se povući četvrta žica, nazvana neutralna. Napon između bilo koje od tri linearne žice i neutralne žice jednak je naponu između početka i kraja jedne faze, odnosno faznom naponu Uph.
Obično su sve faze namotaja generatora identične tako da efektivne vrijednosti e. d.s. u fazama su jednake, tj. EA = EB = EC. Ako je opterećenje spojeno na krug svake faze generatora, tada će struje teći kroz te krugove. U slučaju iste vrijednosti i prirode otpora sve tri faze prijemnika, tj. simetričnog (ujednačenog) opterećenja, struje u fazama će biti jednake jačine i pomjerene u fazi u odnosu na njihove fazne napone za isti ugao φ. I maksimalne i efektivne vrijednosti faznih napona sa ujednačenim opterećenjem su jednake, tj. UA = UB = Uc. Ovi naponi su 120° van faze, kao što je prikazano na dijagramu faza (Sl. 70).

Napon između bilo koje tačke kola (vidi sliku 69) odgovara vektorima (vidi sliku 70) između istih tačaka. Tako je, na primjer, napon između tačaka A i O kola (fazni napon UA) predstavljen vektorom AO dijagrama, a napon između linearnih žica A i B kola predstavljen je vektorom linearni napon AB dijagrama. Koristeći vektorski dijagram, lako je uspostaviti odnos između linearnog i faznog napona. Iz trougla AOa možemo napisati sljedeću relaciju:

odnosno kada su namotaji generatora povezani sa zvijezdom, linearni napon je puta veći od faznog napona (sa ujednačenim opterećenjem).
Iz dijagrama (vidi sliku 69) jasno je da kada su namotaji generatora povezani sa zvijezdom, struja u linearnoj žici jednaka je struji u fazi generatora, tj. Il = Iph.
Na osnovu Kirchhoffovog prvog zakona možemo napisati da je struja u neutralnoj žici jednaka geometrijskom zbiru struja u fazama generatora, tj.

Zvezdasta veza

Ako su fazni namoti generatora ili potrošača povezani tako da su krajevi namota spojeni u jednu zajedničku točku, a počeci namota spojeni na linearne žice, tada se takva veza naziva zvjezdasta veza i označava se konvencionalni znak Y. Na sl. 1 namotaji generatora i potrošača povezani su zvijezdom. Tačke u kojima su spojeni krajevi faznih namotaja generatora ili potrošača nazivaju se nulte tačke generatora (0) i potrošača (0’). Obje tačke 0 i 0’ povezane su žicom koja se zove neutralna, ili neutralna žica. Preostale tri žice trofaznog sistema, koje idu od generatora do potrošača, nazivaju se linearne žice. Dakle, generator je povezan sa potrošačem pomoću četiri žice. Stoga se ovaj sistem naziva četverožičnim sistemom trofazna struja.

Upoređujući nepovezane i četverožične trofazne strujne sisteme, vidimo da u prvom slučaju ulogu povratne žice obavljaju tri žice sistema, au drugom - jedna neutralna žica. Kroz neutralnu žicu teče struja jednaka geometrijskom zbiru struja:
IA, IB i IC, tj. Ī0= ĪA + ĪB + ĪC.
Naponi izmjereni između početaka faza generatora (ili potrošača) i nulte tačke (ili neutralne žice) nazivaju se fazni naponi i označavaju se UA, UB i UC, ili općenito Uph. Često su specificirane vrijednosti emf. fazni namotaji generatora. Oni su označeni EA, EB i EC, ili Ef. Ako zanemarimo otpor namota generatora, možemo napisati:
EA= UA, EB= UB, EC= UC.
Naponi mjereni između početaka dvije faze: A i B, B i C, C i A - generatora ili potrošača, nazivaju se linearni naponi i označavaju se UAB, UBC, UCA, ili općenito Ul. Na sl. 1, strelice pokazuju odabrani pozitivni smjer struje, koja se u linearnim žicama uzima od generatora do potrošača, au neutralnoj žici - od potrošača do generatora.

Ako spojite stezaljke voltmetra na tačke A i B, pokazat će se linearni napon UAB. Budući da se pozitivni smjerovi faznih napona UA, UB i UC biraju od početaka faznih namotaja do njihovih krajeva, linearni vektor napona UAB će biti jednak geometrijskoj razlici vektora faznog napona UA i UB:
ŪAB=ŪA- ŪB.
Slično možemo napisati:
ŪVS=ŪV- ŪS;
ŪCA=ŪC- ŪA.
Inače, možemo reći da je trenutna vrijednost linijskog napona jednaka razlici trenutnih vrijednosti odgovarajućih faznih napona. Na sl. 2 oduzimanje vektora se zamjenjuje sabiranjem vektora:
UA i - UB; UV i - US; UC i - UA.
Iz vektorskog dijagrama može se vidjeti da linearni vektori napona čine zatvoreni trokut.

Odnos između linearnog i faznog napona:
UBC=2UBcos30o, pošto je cos30o=√3/2, onda je UBC=√3UB,
ili u opštem obliku Ul=√3Uf.
Stoga, kada je spojen zvijezdom, linijski napon je √3 puta veći od faznog napona.

Struja koja teče kroz fazni namotaj generatora ili potrošača naziva se fazna struja i općenito se označava Iph. Struja koja teče kroz linearnu žicu naziva se linearna struja i općenito se označava Il. Na sl. 1 može se vidjeti da kada je spojena zvijezdom, linearna struja je jednaka fazna struja, tj.
Il=Iph.

Razmotrimo slučaj kada je opterećenje u fazama potrošača isto i po veličini i po prirodi. Takvo opterećenje se naziva uniformno ili simetrično. Ovaj uslov se izražava jednakošću
z1= z2= z3.
Opterećenje neće biti ravnomjerno ako je, na primjer, z1= r1=0,5 oma; z2=ωL2=0,5 oma i z3=1/ωC3=0,5 oma, pošto je ovdje ispunjen samo jedan uslov - jednakost faznih otpora potrošača po veličini, dok je priroda otpora različita (r1 - aktivni otpor, ωL2 - induktivna reaktancija, 1/ωC3 - kapacitivna reaktancija).

Sa simetričnim opterećenjem
IA=UA/zA; IV=UV/zV; IS=UC/zS; IA=IB=IC.
Fazni faktori snage zbog jednakosti otpora i iste prirode njihove prirode bit će isti:
cosφ1=rA/zA; cosφ2=rB/zB; cosφ3=rC/zC; cosφ1=cosφ2=cosφ3.
Geometrijski zbir struja sve tri faze mora teći u neutralnoj žici. Ako pogledamo krivulje promjena struje pod simetričnim opterećenjem trofaznog sistema, vidjet ćemo da su maksimalne vrijednosti za sve tri strujne sinusoide iste. Budući da je kod simetričnog opterećenja zbir trenutnih vrijednosti struje trofaznog sistema nula, stoga će struja u neutralnoj žici biti nula.

Odbacivanjem neutralne žice u četverožilnom sistemu, prelazimo na trožični trofazni strujni sistem. Ako postoji simetrično opterećenje, kao npr trofazni motori naizmjenična struja, trofazna struja, trofazne peći, trofazni transformatori itd., tada su samo tri žice spojene na takvo opterećenje. Potrošači povezani zvijezdom s asimetričnim faznim opterećenjem zahtijevaju neutralnu žicu.

Kod simetričnog opterećenja, fazni naponi pojedinih faza su međusobno jednaki. Sa asimetričnim opterećenjem na trofaznom sistemu, simetrija struja i napona je narušena. Međutim, u četverožičnim krugovima, mala asimetrija faznih napona se često zanemaruje. U ovim slučajevima postoji veza između linearnog i faznog napona
Ul=√3Uf.

§ 62. PRIKLJUČAK NAMOTAJA GENERATORA

Na sl. Na slici 65 prikazan je dijagram generatora koji ima tri nezavisna monofazna kola. E.m.f. u ovim krugovima su identični, imaju iste amplitude i pomjereni su u fazi za 1/3 perioda. Žice koje dovode struju do opterećenja mogu se spojiti na svaki par terminala namotaja statora generatora. Isplativije je kombinovati ove tri faze u jedan zajednički trofazni sistem. Da biste to učinili, namoti generatora su međusobno povezani zvijezdom ili trokutom.

Prilikom povezivanja namotaja generatora sa zvijezdom (Sl. 66), krajevi sve tri faze X, Y i Z (ili počeci A, B i C) su međusobno povezani, a žice se izvode od početka. (ili završava), ispuštajući energiju u mrežu. Tako dobijene tri žice nazivaju se linearnim, a napon između bilo koje dvije linearne žice je linearni naponi U l. Od zajedničke tačke spajanja krajeva (ili početaka) tri faze (od nulte tačke zvezde) može

treba dodijeliti četvrtu žicu, koja se zove neutralna. Napon između bilo koje od tri linearne žice i neutralne žice jednak je naponu između početka i kraja jedne faze, odnosno faznom naponu U f.

Obično su sve faze namotaja generatora identične tako da efektivne vrijednosti e. d.s. u fazama su jednake, tj. E A = E B = E C. Ako je opterećenje uključeno u krug svake faze generatora,

tada će struje teći kroz ova kola. U slučaju iste vrijednosti i prirode otpora sve tri faze prijemnika, tj. sa ujednačenim opterećenjem, struje u fazama su jednake po jačini i pomiču se u fazi u odnosu na svoje napone za isti ugao j . I maksimalne i efektivne vrijednosti faznih napona pod ravnomjernim opterećenjem su jednake, tj. U A = U B = U C . Ovi naponi su van faze za 120°, kao što je prikazano na dijagramu faza (Sl. 67). Napon između bilo koje tačke kola (vidi sliku 66) odgovara vektorima (slika 67) između istih tačaka. Tako, na primjer, napon između tačaka A i O kola (fazni napon U A) odgovara vektoru A-O dijagrami, a napon između linearnih žica A i B kola - na vektor linearnog napona AB dijagrama. Koristeći vektorski dijagram, lako je uspostaviti odnos između linearnog i faznog napona. Iz trougla AO A možemo napisati sljedeću relaciju:

tj., kada su namotaji generatora povezani sa zvijezdom, linearni napon je = 1,73 puta veći od faznog napona (sa ujednačenim opterećenjem).

Iz dijagrama (vidi sliku 66) jasno je da kada su namotaji generatora povezani sa zvijezdom, struja u linearnoj žici jednaka je struji u fazama generatora, tj. Il = Iph.

Na osnovu Kirchhoffovog prvog zakona možemo napisati da je struja u neutralnoj žici jednaka geometrijskom zbiru struja u fazama generatora, tj.

Kod ravnomjernog opterećenja, struje u fazama generatora su međusobno jednake i pomjerene su u fazi za 1/3 perioda. Geometrijski zbir struja tri faze u ovom slučaju je nula, tj. u neutralnoj žici neće biti struje. Stoga, sa simetričnim opterećenjem, neutralna žica može izostati. Kod asimetričnog opterećenja struja u neutralnoj žici nije nula, ali obično neutralna žica ima manji poprečni presjek od linearnih.

Prilikom povezivanja namotaja generatora sa trouglom (slika 68), početak (ili kraj) svake faze je povezan sa krajem (ili početkom) druge faze. Dakle, tri faze generatora formiraju zatvoreni krug u kojem djeluje električna struja. d.s, jednako geometrijskom zbroju e. d.s indukovane u fazama generatora, tj. Ea + Eb + Ec. Od e. d.s. u generatoru su faze jednake i pomaknute

za 1/3 perioda u fazi, tada je njihov geometrijski zbir nula i, stoga, u zatvorenoj petlji trofaznog sistema povezanog trouglom, neće biti struje u odsustvu vanjskog opterećenja.

Linearne žice u trokutastom spoju povezane su na spojne točke između početka jedne faze i kraja druge. Napon između linearnih žica jednak je naponu između početka i kraja jedne faze.Tako je pri spajanju namotaja generatora trouglom linearni napon jednak faznom naponu, tj.

Kod ravnomernog opterećenja, u fazama namotaja generatora teku jednake struje, pomerene u odnosu na fazne napone za jednake uglove j, tj. I AB = I BC = I CA

Na sl. 69, a prikazan je vektorski dijagram koji prikazuje vektore faznih napona i struja.

Priključne tačke faza i linijskih žica A, B i C su tačke grananja, a strujne linije nisu jednake faznim strujama. Uzimajući pozitivan smjer faznih i linearnih struja prikazanih na sl. 69, na osnovu Kirchhoffovog prvog zakona za trenutne trenutne vrijednosti struje, mogu se napisati sljedeći izrazi:

i A = i AB - i CA ; i B = i BC - i AB ; i C = i CA - i BC

Budući da su struje sinusoidalne, zamjenjujemo algebarsko oduzimanje trenutnih vrijednosti struja geometrijskim oduzimanjem vektora koji prikazuje njihove efektivne vrijednosti:

Struja linearne žice AI A određena je geometrijskom razlikom: vektori fazne struje I AB i I CA.

Da bismo konstruisali vektor linearne struje I A, prikazaćemo vektor fazne struje I AB (slika 69.6), od čijeg kraja ćemo konstruisati vektor -I CA, jednak i suprotno usmeren vektoru I CA. Vektor koji povezuje početak vektora I AB sa krajem vektora -I CA je vektor linearne struje I A. Slično, mogu se konstruisati linearni strujni vektori I B i IC.