Trofazni generator struje namotaja. Povezivanje namotaja generatora i potrošača električne energije sa zvijezdom

§ 62. VEZE NAMOTAJA GENERATORA

Na sl. 65 prikazan je dijagram generatora koji ima tri nezavisna monofazna kola. emf u ovim krugovima su isti, imaju iste amplitude i pomereni su u fazi za 1/3 perioda. Svaki par terminala namotaja statora generatora može se spojiti na žice koje opskrbljuju struju opterećenju. Pogodnije je kombinovati ove tri faze u jedan zajednički trofazni sistem. Za to su namoti generatora međusobno povezani zvijezdom ili trokutom.

Prilikom spajanja namotaja generatora sa zvijezdom (Sl. 66), krajevi sve tri faze X, Y i Z (ili počeci A, B i C) se međusobno spajaju, a žice se uklanjaju iz početak (ili krajeve) koji preusmjeravaju energiju u mrežu. Tako dobijene tri žice nazivaju se linearnim, a napon između bilo koje dvije linearne žice je linijski naponi U l. Od zajedničke tačke spajanja krajeva (ili početaka) tri faze (od nulte tačke zvezde) može

biti dodijeljena četvrta žica, nazvana nula. 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 iste 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 u ovim krugovima. U slučaju iste veličine i prirode otpora sve tri faze prijemnika, odnosno sa ujednačenim opterećenjem, struje u fazama su jednake jačine i fazno su pomerene 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 120° van faze kao što je prikazano na vektorskom dijagramu (Slika 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 je linearni vektor napona AB dijagrama. Koristeći vektorski dijagram, lako je uspostaviti odnos između linearnog i faznog napona. Iz trougla AO A možemo napisati sljedeću relaciju:

t, 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) može se vidjeti da kada su namoti generatora povezani zvijezdom, struja u linearnoj žici jednaka je struji u fazama generatora, tj. Il \u003d If.

Na osnovu prvog Kirchhoffovog 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 jednak je nuli, odnosno neće biti struje u nultoj žici. Stoga, kada simetrično opterećenje neutralna žica možda nedostaje. Kod neuravnoteženog opterećenja struja u neutralnoj žici nije jednaka nuli, 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 e. d.s., jednako geometrijskom zbiru e. d.s. indukovane u fazama generatora, tj. Ea + Ev + Ec. Od e. d.s. u fazama generatora su jednake i pomaknute

za 1/3 perioda u fazi, tada je njihov geometrijski zbir jednak nuli i, stoga, u zatvorenom kolu trofaznog sistema povezanog trouglom, neće biti struje u odsustvu vanjskog opterećenja.

Linearne žice kada su povezane trokutom povezane su na priključne točke početka jedne faze i kraja druge. Napon između linearnih žica jednak je naponu između početka i kraja jedne faze.Tako, kada su namotaji generatora spojeni u trougao, linearni napon je jednak faznom naponu, tj.

S jednoličnim opterećenjem, jednake struje teku u fazama namota generatora, pomaknute u odnosu na fazne napone za iste kutove j, tj. I AB = I BC = I CA

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

Priključne tačke faza i linijskih žica A, B i C su tačke grananja i linijske struje nisu jednake fazi. Uzimajući za pozitivan smjer fazne i linearne struje prikazane na sl. 69, na osnovu Kirchhoffovog prvog zakona, mogu se napisati sljedeći izrazi za trenutne vrijednosti struja:

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

Budući da su struje sinusoidalne, zamijenit ćemo algebarsko oduzimanje trenutnih vrijednosti struja geometrijskim oduzimanjem vektora koji predstavljaju njihove efektivne vrijednosti:

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

Za konstruisanje vektora linearne struje I A nacrtajte vektor fazne struje I AB (slika 69.6), od čijeg kraja konstruišemo vektor -I CA, jednak i suprotan 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 I C.

Tokom rada 3-faznog generatora, u svakom njegovom namotu stvara se EMF u obliku sinusne oscilacije. Svi vektori su razmaknuti za 120° po kutu rotacije i mogu se opisati formulama:

e A = E m sinωt, E A = Efe j0 °;
e B \u003d E m sin (ωt-120 °), E B = Efe -j120 °;
e C \u003d E m sin (ωt-240 °) = E m sin (ωt + 120 °), E C \u003d Efe j120 °.

Za povezivanje namotaja generatora na povezani sistem koristi se jedna od dvije sheme:

- “zvijezda” (Y);
- “trougao” (Δ).

"zvijezda". Za krug "zvijezda", svi izlazi faznih namotaja statora povezani su na jedan zajednička tačka N, nazvana neutralna ili nulta tačka. Ulazni (početni) namotaji svake faze A, B i C spojen na priključne stezaljke generatora.

"trougao". Za ovu šemu povezivanja formiraju se izlazne faze:

- "A" izlazni priključak namotaja A na ulaz namotaja C;
- "IN" izlazni priključak namotaja IN na ulaz namotaja A;
- "SA" izlazni priključak namotaja WITH na ulaz namotaja IN.

Priključne tačke A, B i C koriste se kao linijski terminali na generatoru.

Vektorske karte. Za radni generator, čiji su namotaji povezani prema shemi "zvijezda", vektorski dijagram napona ima oblik jednakostraničnog trokuta sa središtem u početku i smještenom simetrično oko y-ose.

Njegove strane su predstavljene linearnim vektorima naprezanja sa smjerom rotacije suprotnim od smjera kazaljke na satu. Vektori faznog napona povezuju centar trougla sa vrhovima u pravcu od početka.

Pod pojmom fazni napon podrazumijeva se razlika potencijala između zajedničkog terminala N i linearnog A, B ili WITH i označi: U A, U B, U C. Naponi u fazama generatora jednaki su EMF-u namotaja: E A \u003d U A, E B = U B, E C \u003d U C.

Linearni napon generatora se mjeri između bilo koja dva njegova izlaza i označen je imenom odabranih faza: U AB, U BC, U CA. Veličina vektora linearnog napona određena je geometrijskom razlikom vektora odgovarajućih faza:

U AB \u003d U A -U B;
U BC \u003d U B -U C;
U CA \u003d U C -U A.

Za generator s namotima povezanim prema shemi „trokuta“, vektorski dijagram napona također ima oblik jednakostraničnog trokuta, ali se rotira za 30 ° u odnosu na središte koordinata u smjeru kazaljke na satu.

Omjer linearnog i faznog napona za generator sastavljen prema shemi "trokut" ostaje isti kao i za generator koji radi prema shemi "zvijezda".

Proračuni parametara trofazne mreže izvode se matematičkim metodama (npr. kompleksna metoda) i metodama geometrijskih sabiranja.

Da biste to učinili, odaberite jedan od vektora kao početni, orijentirajte ga u kompleksnoj ravni, uzimajući u obzir smjer i veličinu. Preostali vektori su kompletirani prema uglovima njihovog faznog pomaka u odnosu na odabrani početni vektor, uzimajući u obzir njihove vrijednosti.

Lakše je započeti uobičajene proračune za zvjezdastu vezu određivanjem napona faznog vektora A, koji u ovom sistemu napušta ishodište kompleksne ravni u pravcu severa. Izrazi faznih napona u složen oblik za takav izračun opisani su formulama:

U A \u003d Ufe j0 °;
U B \u003d Ufe -j120 °;
U C \u003d Ufe j120 °.

Formule za linearni vektori imati sljedeći pogled:

U AB \u003d Ule j30 °;
U BC \u003d Ule -j90 °;
U SA \u003d Ule j150 °.

Za šeme „trougla“, linearni vektor napona se uzima kao početna referenca UAB. Formule za izračunavanje vektora faznog napona imaju izraze:

U A \u003d Ufe -j30 °;
U B \u003d Ufe -j150 °;
U C \u003d Ufe j90 °.

Vektori linearnog napona su opisani formulama:

U AB \u003d Ule j0 °;
U BC \u003d Ule -j120 °;
U SA \u003d Ule j120 °.

Nakon što smo izvršili geometrijske proračune, nije teško odrediti linearnu vrijednost vektora po vrijednosti faze:

U l \u003d 2U f cos30 ° \u003d 2U f √3/2 = U f √3.

Bitan! Shema povezivanja namotaja "trokut" za generator praktički nije prikladna za stvarnu upotrebu, stoga je zabranjena upotreba.

U fazama kola "trokut" formira se zajednički krug u kojem postoji ukupni EMF Σe=e AB +e BC +e CA. Vrijednosti impedanse u namotima su male, pa čak i mala vrijednost ukupnog EMF-a Σe>0 uzrokuje cirkulirajuće struje u vodovima “trougla”, koje su uporedive sa nominalnom vrijednošću struje u generatoru. To stvara veliki gubici energije i značajno smanjuje efikasnost generatora.

Energetičari imaju definiciju nazivni napon za 3-fazni sistem. Oni se nazivaju linearni naponi, koji se izražavaju u kilovoltima (kV, kV). Oni su predstavljeni vrijednostima 0,4; 1.1; 3.5; 6.3; 10.5; 22; 35; 63; 110; 220; 330; 500; 750.

Za potrošače električne energije, nazivna vrijednost 3-faznog napona može biti naznačena omjerom linearnog i faznog napona U L / U F. Za električnu mrežu od 0,4 kV to će izgledati: 380/220 volti.

Da li ste znali, šta je misaoni eksperiment, gedanken eksperiment?
To je nepostojeća praksa, onostrano iskustvo, mašta o onome što zapravo ne postoji. Misaoni eksperimenti su poput sanjarenja. Oni rađaju čudovišta. Za razliku od fizičkog eksperimenta, koji je eksperimentalni test hipoteza, “misaoni eksperiment” magično zamjenjuje eksperimentalni test željenim, neprovjerenim zaključcima, manipulirajući logičkim konstrukcijama koje zapravo narušavaju samu logiku korištenjem nedokazanih premisa kao dokazanih, tj. zamjena. Dakle, glavni zadatak aplikanata "misaonih eksperimenata" je prevariti slušaoca ili čitaoca zamjenom stvarnog fizičkog eksperimenta njegovom "lutkicom" - fiktivnim obrazloženjem na uvjetnoj slobodi bez same fizičke provjere.
Ispunjavanje fizike imaginarnim, "misaonim eksperimentima" dovelo je do apsurdne, nadrealne, zbunjujuće slike svijeta. Pravi istraživač mora razlikovati takve "zamote" od stvarnih vrijednosti.

Relativisti i pozitivisti tvrde da je "misaoni eksperiment" vrlo koristan alat za testiranje teorija (koji se također pojavljuju u našim umovima) za konzistentnost. Time obmanjuju ljude, jer bilo kakvu provjeru može izvršiti samo izvor neovisno o objektu provjere. Podnosilac hipoteze sam po sebi ne može biti test svoje tvrdnje, jer je razlog za ovu tvrdnju odsustvo kontradiktornosti vidljivih podnosiocu zahtjeva u izjavi.

To vidimo na primjeru SRT-a i GR-a, koji su se pretvorili u neku vrstu religije koja upravlja naukom i javnim mnijenjem. Nijedna količina činjenica koja im je u suprotnosti ne može nadvladati Ajnštajnovu formulu: "Ako činjenica ne odgovara teoriji, promijenite činjenicu" (U drugoj verziji, "Zar činjenica ne odgovara teoriji? - Tim gore po činjenicu ").

Maksimum koji "misaoni eksperiment" može da tvrdi je samo unutrašnja konzistentnost hipoteze u okviru sopstvene, često nipošto istinite, logike. Usklađenost s praksom to ne provjerava. Pravi test se može održati samo u stvarnom fizičkom eksperimentu.

Eksperiment je eksperiment, jer on nije usavršavanje misli, već test misli. Misao koja je u sebi dosljedna ne može se testirati. To je dokazao Kurt Gödel.

Prilikom spajanja namotaja sa zvijezdom, krajevi namotaja X, Y, Z su povezani u jednu tačku, koja se naziva nulta tačka ili neutralna generatorska (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 nule nazivaju se fazni naponi i označavaju se ili u opštem obliku

Zanemarujući pad napona u namotajima generatora, možemo pretpostaviti da su fazni naponi jednaki odgovarajućim e. d.s., indukovana u namotajima generatora.

Naponi između početaka namota ili, što je isto, između linearnih žica, nazivaju se linearni naponi i označavaju se ili u opštem obliku

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

Rice. 7-5. Šema povezivanja namotaja generatora sa zvijezdom.

Rice. 7-6. vektorski dijagram napon trofaznog 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 e. d.s. pri jednosmernoj struji, tada će trenutna vrijednost linearnog napona između žica A i B biti jednaka razlici između odgovarajućih faznih napona, tj.

slične trenutne vrijednosti drugih linijskih napona

Dakle, trenutna vrijednost linijskog napona jednaka je algebarskoj razlici trenutnih vrijednosti odgovarajućih faznih napona.

Budući da se mijenjaju po sinusoidalnom zakonu i imaju istu frekvenciju, linijski naponi će se mijenjati i sinusoidno, a efektivne vrijednosti linijskih napona mogu se odrediti iz vektorskog dijagrama (sl. 7-6):

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

Fazni naponi su pomaknuti jedan od drugog za 120°. Da bi se odredio linearni vektor napona, potrebno je geometrijski oduzeti vektor od vektora napona, ili, što je isto, dodati vektor jednake veličine i recipročnog predznaka -.

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

Spuštanjem okomice sa kraja proizvoljno uzetog vektora faznog napona, na primjer, na linearni vektor napona, dobijamo pravokutni trokut ONM, iz kojeg 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 mrežnog napona nekoliko puta veća efektivna vrijednost fazni napon i da je linijski napon 30° ispred faznog napona; pod istim uglom, linijski napon vodi fazni napon i napon-fazni napon

Susedni, linearni naponi se pomeraju jedan u odnosu na drugi za iste uglove (120°) kao i susedni fazni naponi. Zvijezda linearnih vektora napona okrenuta je u pozitivnom smjeru u odnosu na zvijezdu vektora faznog napona za ugao 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 vektora faznog napona, onda spajanjem krajeva vektora faznog napona koji formiraju 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