तीन-तार और चार-तार तीन-चरण विद्युत सर्किट। तीन चरण विद्युत सर्किट

§ 5.1. सामान्य जानकारी।

समान आवृत्ति और आयाम के तीन साइनसॉइडल ईएमएफ, चरण में 120 ° स्थानांतरित होकर, तीन-चरण सममित प्रणाली बनाते हैं। इसी प्रकार, वोल्टेज और धाराओं की तीन-चरण प्रणालियाँ प्राप्त की जाती हैं।

वर्तमान में, तीन-चरण प्रणाली का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, जो मुख्य रूप से निम्नलिखित कारणों से है:

1. समान वोल्टेज, बिजली उपभोक्ताओं और अन्य चीजों के समान होने पर, तीन-चरण धारा की आपूर्ति आपको तीन एकल-चरण लाइनों की तुलना में तार सामग्री में महत्वपूर्ण बचत प्राप्त करने की अनुमति देती है;

2. बाकी सब समान, एक तीन-चरण जनरेटर एक ही चरण के तीन एकल-चरण जनरेटर की तुलना में सस्ता, हल्का और अधिक किफायती है। कुल शक्ति, यही बात तीन-चरण मोटरों और ट्रांसफार्मर पर भी लागू होती है;

3. धाराओं की तीन-चरण प्रणाली तीन निश्चित कुंडलियों का उपयोग करके एक घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र प्राप्त करने की अनुमति देती है, जो तीन-चरण मोटर्स के उत्पादन और संचालन को बहुत सरल बनाती है;

4. एक समान भार के साथ, एक तीन-चरण जनरेटर, एकल-चरण जनरेटर के विपरीत, ड्राइव मोटर शाफ्ट पर एक निरंतर टॉर्क बनाता है, जिसमें शाफ्ट पर शक्ति और टॉर्क दोगुनी वर्तमान आवृत्ति पर स्पंदित होता है।

§ 5.2. तीन-चरण ईएमएफ प्राप्त करने का सिद्धांत। तीन-चरण सर्किट के बुनियादी वायरिंग आरेख।

चित्र 5-1. सबसे सरल तीन-चरण जनरेटर की योजना।

चित्र 5-1 एक साधारण तीन-चरण जनरेटर का आरेख दिखाता है, जिसके साथ तीन-चरण ईएमएफ प्राप्त करने के सिद्धांत को समझाना आसान है। एक समान चुंबकीय क्षेत्र में स्थायी चुंबकतीन फ़्रेम एक स्थिर कोणीय वेग ω के साथ घूमते हैं, जो अंतरिक्ष में एक दूसरे के सापेक्ष 120 ° के कोण से स्थानांतरित होते हैं।

समय t=0 पर, AH फ्रेम क्षैतिज रूप से स्थित होता है और इसमें एक EMF प्रेरित होता है

.

बिल्कुल वही EMF BY फ्रेम में प्रेरित होगा जब यह 120° मुड़ता है और AX फ्रेम की स्थिति लेता है। इसलिए, t=0 पर

इसी तरह से तर्क करते हुए, हम फ्रेम सीजेड में ईएमएफ पाते हैं:

चित्र 5-2 दिखाता है वेक्टर आरेखतीन चरण ईएमएफ प्रणाली।

चित्र.5-2. तीन-चरण ईएमएफ प्रणाली का वेक्टर आरेख।

कोई भी तीन-चरण जनरेटर (औद्योगिक) तीन-चरण सममित ईएमएफ का एक स्रोत है, जिसका अर्थ है समानता:

1. आयाम मानचरणों ए, बी, सी में प्रेरित ईएमएफ;

2. वे सभी e A, e B, e C एक दूसरे के सापेक्ष 120° के कोण पर ऑफसेट हैं।

यदि प्रत्येक फ्रेम AX, BY और CZ से एक लोड जुड़ा हुआ है (ब्रश और स्लिप रिंग के माध्यम से), तो परिणामी सर्किट में धाराएँ दिखाई देंगी।

सममित भार के साथ तीन-चरण वोल्टेज और धाराओं का वेक्टर आरेख चित्र 5-3 में दिखाया गया है।

धाराओं की एक तीन-चरण प्रणाली तीन-चरण सर्किट में प्रवाहित होती है, अर्थात। तीन अलग-अलग चरणों के साथ साइनसोइडल धाराएँ। परिपथ का वह भाग जिसके माध्यम से कोई एक धारा प्रवाहित होती है, कहलाती है तीन-चरण सर्किट का चरण.

जनरेटर वाइंडिंग को लोड से जोड़ने के कई तरीके हैं। चित्र 5-4 एक असंगत तीन-चरण सर्किट दिखाता है जिसमें प्रत्येक जनरेटर वाइंडिंग अपने स्वयं के चरण लोड की आपूर्ति करता है। ऐसा सर्किट, जिसमें 6 कनेक्टिंग तारों की आवश्यकता होती है, व्यावहारिक रूप से उपयोग नहीं किया जाता है।

चित्र.5-4. असंगत तीन-चरण सर्किट।

पर विद्युत आरेखतीन-चरण जनरेटर को आमतौर पर एक दूसरे से 120° के कोण पर स्थित तीन वाइंडिंग के रूप में दर्शाया जाता है।

जब किसी तारे से जोड़ा जाता है (चित्र 5-5), तो इन वाइंडिंग के सिरे एक बिंदु में जुड़ जाते हैं, जिसे जनरेटर का शून्य बिंदु कहा जाता है और इसे O द्वारा दर्शाया जाता है। वाइंडिंग की शुरुआत को अक्षर A द्वारा दर्शाया जाता है। बी, सी.

जब एक त्रिकोण (छवि 5-6) से जुड़ा होता है, तो जनरेटर की पहली वाइंडिंग का अंत दूसरे की शुरुआत से जुड़ा होता है, दूसरे का अंत - तीसरे की शुरुआत से, तीसरे का अंत - पहले की शुरुआत तक. कनेक्टिंग लाइन के तारों को बिंदु A, B, C से जोड़ें।

तीन-चरण सर्किट में, GOST के अनुसार, पावर सर्किट के लिए निम्नलिखित वोल्टेज मान निर्धारित हैं: 127; 220; 380; 660 वी और ऊपर. ये सभी समय के निकटतम आंकड़े से भिन्न हैं।

§ 5.3. जनरेटर और उपभोक्ता की वाइंडिंग का एक स्टार से कनेक्शन।

किसी जनरेटर (उपभोक्ता) को किसी तारे से जोड़ने का अर्थ है एक में जुड़ना आम बातबुलाया व्यर्थ(एन - जनरेटर के लिए, एन' - उपभोक्ता के लिए), जनरेटर (उपभोक्ता) की वाइंडिंग के चरणों के अंत। एबीसी - जनरेटर वाइंडिंग के चरणों की शुरुआत, XYZ - जनरेटर वाइंडिंग के चरणों का अंत।

अवस्थाजनरेटर (उपभोक्ता) के चरण की शुरुआत और अंत के बीच या रैखिक और तटस्थ तार के बीच मापा गया वोल्टेज कहा जाता है।

लाइन का तार- जनरेटर के चरणों की शुरुआत को उपभोक्ता से जोड़ने वाला एक तार।

जनरेटर के शून्य (एन) को उपभोक्ता के शून्य से जोड़ने वाले तार को यू ए, यू बी, यू सी या यू एफ नामित किया गया है।

रेखीयचरणों की शुरुआत के बीच या रैखिक तारों के बीच मापा गया वोल्टेज कहा जाता है। यू एबी, यू बीसी, यू सीए या यू एल नामित।

रैखिक वोल्टेज के चरणों (उनके वेक्टर रूप) के बीच एक संबंध है

जनरेटर के चरण और रैखिक वोल्टेज के वेक्टर आरेख तीन चरण वर्तमान(यह सममित भार वाले तीन चरण वाले उपभोक्ता के लिए भी मान्य है)।

किसी भी भार के लिए वेक्टर आरेख बनाने का क्रम:

आरेख को पैमाने के अनुसार तैयार किया जाना चाहिए। स्केल चुनते समय, यह याद रखना चाहिए कि चरण वर्तमान वैक्टर की लंबाई संबंधित चरण वोल्टेज वैक्टर से थोड़ी कम होनी चाहिए। चार्ट निर्माण शुरू:

1. एक दूसरे के सापेक्ष 120° के कोण पर, चरण वोल्टेज वैक्टर बिछाएं , , ;

2. चरण शिफ्ट कोण φ ए, φ बी, φ सी को ध्यान में रखते हुए, संबंधित चरण वोल्टेज वैक्टर, चरण वर्तमान वैक्टर, , ;

3. तटस्थ तार में वर्तमान वेक्टर (यह एक सममित भार के लिए नहीं पाया जाता है, क्योंकि I N \u003d 0) धाराओं के वेक्टर रूप के लिए पहले किरचॉफ कानून की अभिव्यक्ति से पाया जाता है

.

यहाँ यू ए = यू बी = यू सी; यू एबी =यू बीसी =यू सीए। कोसाइन की परिभाषा के अनुसार , इस तरह , , अर्थात। .

किसी तारे से कनेक्ट होने पर, जनरेटर का रैखिक वोल्टेज चरण वोल्टेज से कई गुना अधिक होता है। यह कथन सममित भार के लिए सत्य है तीन-चरण उपभोक्ताएक तारे से जुड़ा हुआ.

सममितउस लोड को कहा जाता है जिस पर:

1. जेड ए = जेड बी = जेड सी;

2. φ ए = φ बी = φ सी, जहां φ चरण कोण है;

3. प्रत्येक चरण में, वोल्टेज की प्रकृति समान होनी चाहिए, अर्थात। यह सभी चरणों में सक्रिय, कैपेसिटिव, इंडक्टिव, सक्रिय-प्रेरक, सक्रिय-कैपेसिटिव होना चाहिए।

जब किसी तारे से जुड़ा होता है, तो रैखिक और चरण धारा समान धारा होती है

शून्य तार और उसकी भूमिका.

लोड असंतुलित होने पर ऐसी कनेक्शन योजना प्राप्त करना आवश्यक है। का उपयोग करके तटस्थ तारएक असममित भार के साथ, उपभोक्ताओं के चरण वोल्टेज एक दूसरे के साथ बराबर हो जाते हैं। तटस्थ तार की अनुपस्थिति में (टूटना, यांत्रिक क्षति) जहां लोड कम है, वोल्टेज अधिक होगा और इसके विपरीत।

यदि भार सममित है तो तटस्थ तार की आवश्यकता नहीं है। एक प्रमुख उदाहरणऐसा भार तीन-चरण अतुल्यकालिक मोटर्स हैं। तटस्थ तार और रैखिक तार का क्रॉस सेक्शन लगभग समान है।

§ 5.4. जनरेटर और उपभोक्ता की वाइंडिंग को एक त्रिकोण से जोड़ना।

ई एबी , ई बीसी , ई सीए - तुल्यकालिक जनरेटर के चरण ए, बी, सी में प्रेरित तात्कालिक ईएमएफ मान।

ऐसे कनेक्शन के लिए, जनरेटर के चरण ए (चरण की शुरुआत) को चरण सी के अंत से जोड़ना आवश्यक है, यानी। Z बिंदु के साथ; चरण बी की शुरुआत चरण ए (बिंदु एक्स) के अंत से जुड़ी हुई है और चरण सी (बिंदु सी) की शुरुआत चरण बी (बिंदु वाई) के अंत से जुड़ी हुई है। इसलिए, ऐसे कनेक्शन के साथ, जनरेटर (उपभोक्ता) का चरण वोल्टेज जनरेटर के रैखिक वोल्टेज (ऐसे सर्किट की सामान्य परिचालन स्थितियों के तहत) के बराबर होता है।

इसलिए, उपभोक्ताओं को त्रिकोण योजना के अनुसार कनेक्ट करते समय, इसका चरण वोल्टेज हमेशा जनरेटर के रैखिक वोल्टेज के बराबर होता है, यह लोड की परिमाण और प्रकृति पर निर्भर नहीं करता है, और तब से। जनरेटर का वोल्टेज स्वचालित नियामकों के माध्यम से स्थिर बनाए रखा जाता है, फिर उपभोक्ता का चरण वोल्टेज भी एक स्थिर मान होता है। जैसा कि जनरेटर कनेक्शन आरेख से देखा जा सकता है, इसके तीन चरण नगण्य प्रतिरोध के साथ एक बंद सर्किट बनाते हैं। इसलिए, वाइंडिंग के अधिक गरम होने से बचने के लिए, घटना शार्ट सर्किटयह आवश्यक है कि e AB +e BC +e CA हमेशा 0 के बराबर हो। इसलिए, जनरेटर वाइंडिंग का गलत कनेक्शन खतरनाक है (शुरुआत और अंत भ्रमित हैं), जिससे शॉर्ट सर्किट हो जाएगा।

उपभोक्ता के लिए.

आइए चरण और को जोड़ने वाले भाव बनाएं रेखा धाराएँकिरचॉफ का पहला कानून लागू करके उपभोक्ता। फिर, पहले किरचॉफ कानून के अनुसार, उपभोक्ता के शाखा बिंदुओं के लिए

(1)

आइए हम एक सममित भार के मामले के लिए एक त्रिकोण से जुड़े उपभोक्ताओं के रैखिक और चरण धाराओं के बीच संबंध प्राप्त करें। जिसके लिए हम वेक्टर आरेख और अभिव्यक्ति (1) का उपयोग करते हैं, जिसके आधार पर यह आरेख बनाया गया है।

भवन निर्माण क्रम:

1. एक दूसरे के संबंध में 120 ° के कोण पर, हम चरण धाराओं के वैक्टर को अलग रखते हैं, और I AB \u003d I BC \u003d I CA - इस प्रकार चरण धाराओं को नामित किया जाता है;

2. रैखिक धाराओं के मूल्यों को खोजने के लिए, अब चरण वर्तमान वैक्टर के शीर्षों को जोड़ना और अभिव्यक्ति (1) को ध्यान में रखते हुए वेक्टर (तीर) को अलग करना आवश्यक है। हमें एक समबाहु त्रिभुज ABC मिला, जहाँ रैखिक धाराओं के सदिश एक दूसरे के बराबर हैं। एक समद्विबाहु त्रिभुज से हमारे पास यह है कि लंबवत डीएम एक समद्विभाजक और एक माध्यिका भी होगी। अतः CM को I CA से विभाजित करने पर cos30° के बराबर होता है .

प्रयोगशाला #5

असंतुलित रिसीवर के साथ तीन-चरण सर्किट

कार्य का लक्ष्य:

तीन-चरण सर्किट में असंतुलित रिसीवरों को शामिल करने के मुख्य तरीकों से खुद को परिचित करें। तटस्थ (शून्य) तार की भूमिका को समझना सीखें। चरण अनुक्रम क्रम और विषम उपभोक्ताओं के प्रत्यावर्तन के प्रभाव का प्रतिनिधित्व करना सीखें ( आर, एल, सी) वर्तमान की मात्रा से तटस्थ तार. वेक्टर आरेख बनाने की तकनीक में महारत हासिल करें। चरण अनुक्रम का क्रम निर्धारित करना सीखें।

1. सैद्धांतिक परिचय

1.1. बुनियादी अवधारणाओं

औद्योगिक उद्यमों की बिजली आपूर्ति योजनाओं में तीन-चरण सर्किट मुख्य हैं। ऐसे सर्किट में एकल-चरण रिसीवर (लैंप, मोटर, कैपेसिटर) और तीन-चरण रिसीवर (भट्ठियां, तीन-चरण मोटर, आदि) शामिल हो सकते हैं।

तीन चरण रिसीवर सममित और असममित में विभाजित हैं।

सममितरिसीवर कहलाते हैं, जिनके चरण प्रतिरोधों के परिसर एक दूसरे के बराबर होते हैं:।

यहाँ - जटिल प्रतिरोध;

Z जटिल प्रतिरोध मापांक है;

 - जटिल प्रतिरोध का तर्क।

यदि यह शर्त पूरी नहीं होती है, तो रिसीवर्स को बुलाया जाता है विषम; जबकि भार हो सकता है वर्दी, अगर

, या सजातीय, अगर

.

रिसीवर के चरणों को स्टार या डेल्टा में जोड़ा जा सकता है। तीन-चरण जनरेटर से बिजली लाइन बनाने वाले तारों को ए, बी, सी के रूप में चिह्नित किया जाता है और उन्हें रैखिक तार कहा जाता है। तीन-चरण रिसीवर के चरणों की शुरुआत और अंत क्रमशः ए, एक्स, बी, वाई, सी, जेड द्वारा दर्शाए जाते हैं। चरणों x, y, z के सिरों को एक सामान्य बिंदु से जोड़ने पर, जिसे तटस्थ या शून्य कहा जाता है, हमें एक स्टार कनेक्शन योजना मिलती है। यदि रिसीवर का न्यूट्रल पॉइंट जनरेटर के न्यूट्रल पॉइंट से जुड़ा है, तो हमें न्यूट्रल तार के साथ एक स्टार कनेक्शन मिलता है। वह योजना जिसमें अगले चरण की शुरुआत पिछले चरण (ए-जेड, बी-एक्स, सी-वाई) के अंत से जुड़ी होती है, त्रिकोण कहलाती है।

तीन-चरण सर्किट हो सकते हैं चार तार(यदि तटस्थ तार का उपयोग किया जाता है) या तीन तार. तीन-चरण सर्किट में, चरण और रैखिक वोल्टेज और धाराओं को प्रतिष्ठित किया जाता है। लाइन तारों ए, बी, सी के बीच के वोल्टेज को कहा जाता है रेखीय

. रैखिक तारों से गुजरने वाली धाराएँ कहलाती हैं रैखिक धाराएँ

. रिसीवर के चरणों की शुरुआत और अंत के बीच के वोल्टेज को कहा जाता है चरण वोल्टेज. चरण रिसीवरों से गुजरने वाली धाराएँ

बुलाया चरण धाराएँ.

ध्यान दें कि व्यवहार में, फ़्यूज़ सहित उपकरण, तटस्थ तार में शामिल नहीं होते हैं। एमीटर का उपयोग करके प्रयोगशाला कार्य में प्रस्तावित तटस्थ तार में धारा का मापन एक शोध उद्देश्य है।

1.2. असंतुलित निष्क्रिय रिसीवर के साथ तीन चरण सर्किट

रिसीवर एक तटस्थ तार (छवि 1, ए; 2, ए) के साथ एक तारे में जुड़े हुए हैं। चरणों में धाराएँ सूत्रों द्वारा निर्धारित की जा सकती हैं:

.

तटस्थ तार में धारा है:

.

अगर

, मौजूदा

. ध्यान दें कि इस सर्किट में लाइन धाराएँ चरण धाराओं के बराबर हैं। तटस्थ तार में धारा की मात्रा उस क्रम पर निर्भर करती है जिसमें रिसीवर चालू किए जाते हैं विभिन्न विशेषताएँ. उदाहरण के लिए, चरण ए में, एक प्रतिरोधक तत्व आर, चरण बी में, एक प्रेरक तत्व एल, चरण सी में, एक कैपेसिटिव तत्व सी (छवि 1, ए)। मौजूदा एक वेक्टर आरेख (चित्र 1बी) का उपयोग करके निर्धारित किया जा सकता है।

वेक्टर आरेख का निर्माण शुरू होता है सममित ताराचरण वोल्टेज. यह माना गया है कि तटस्थ तार का प्रतिरोध शून्य है। इसके बाद, चरण वर्तमान वैक्टर प्लॉट किए जाते हैं। चरण ए में, चरण धारा वेक्टर चरण वोल्टेज वेक्टर के साथ मेल खाता है, चरण बी में धारा वोल्टेज को 90 0 से आगे ले जाती है, चरण सी में धारा वोल्टेज को 90 0 से पीछे कर देती है। वर्तमान सदिशों का ज्यामितीय रूप से योग करना

, तटस्थ तार में वर्तमान वेक्टर प्राप्त करें। जैसा कि आरेख से देखा जा सकता है, तटस्थ तार में धारा चरण की तुलना में बहुत अधिक है।

अगर

, वह

. न्यूट्रल तार में करंट में उल्लेखनीय वृद्धि खतरनाक है। जब तटस्थ तार टूट जाता है, तो जनरेटर के शून्य बिंदु और लोड के बीच एक वोल्टेज दिखाई देता है, तथाकथित तटस्थ पूर्वाग्रह वोल्टेज। चरणों में वोल्टेज की समरूपता टूट जाती है, जिससे उपभोक्ताओं का असामान्य संचालन होता है (लाइटिंग लैंप का कम जलना या अधिक गर्म होना, इंजन बंद होना या उनके इन्सुलेशन का टूटना, भट्टियों का कम गर्म होना या अधिक गर्म होना आदि)।

इस प्रकार, तटस्थ तार रिसीवर के चरणों पर समान वोल्टेज सुनिश्चित करने का कार्य करता है।

यह पता चलता है कि यदि प्रतिक्रियाशील तत्व L और C को आपस में बदल दिया जाए तो तटस्थ तार में करंट काफी कम हो जाता है (चित्र 2a)। इस स्विचिंग सर्किट का वेक्टर आरेख अंजीर में दिखाया गया है। 2बी. जैसा कि वेक्टर आरेख से देखा जा सकता है, तटस्थ तार धारा चरण धारा से कम हो जाती है। तो अगर

. इस प्रकार, सर्किट का संचालन अधिक अनुकूल हो जाता है। धारा की थोड़ी मात्रा के साथ, तटस्थ तार के क्रॉस सेक्शन को रैखिक तार के क्रॉस सेक्शन की तुलना में कम किया जा सकता है।

चरण अनुक्रम के साथ तत्वों आर, एल, सी के स्विचिंग अनुक्रम को जोड़कर, अंकन की अनुपस्थिति में चरण अनुक्रम निर्धारित करना संभव है। जैसा कि ज्ञात है, चरणों का क्रम घूर्णन क्षेत्र के घूर्णन की दिशा निर्धारित करता है, और इसलिए मोटर रोटर की दिशा निर्धारित करता है। पंखे, पंप, कन्वेयर, मिल आदि के उचित संचालन के लिए चरण अनुक्रम का ज्ञान बहुत महत्वपूर्ण है।

एक त्रिकोण के साथ चरण रिसीवर के कनेक्शन आरेख पर विचार करें। रिसीवर का प्रत्येक चरण, कनेक्शन आरेख (चित्र 3, ए) के अनुसार, जनरेटर के रैखिक वोल्टेज से जुड़ा होता है, इसलिए ये वही वोल्टेज रिसीवर के चरण वोल्टेज होते हैं:

इस कनेक्शन योजना के साथ, रिसीवर चरणों पर वोल्टेज लोड की परिमाण और प्रकृति पर निर्भर नहीं करता है। चरण धाराएँसूत्रों द्वारा निर्धारित होते हैं:

प्रथम किरचॉफ नियम के समीकरण से रैखिक धाराएँ पाई जाती हैं।

नोड के लिए:

;

नोड के लिए:

;

नोड के लिए:

.

रेखा धाराओं का योग

.

इस सर्किट का वेक्टर आरेख अंजीर में दिखाया गया है। 3बी. यहां, पिछले मामलों की तरह, यह माना जाता है कि। वेक्टर आरेख का विश्लेषण करके रिसीवरों को एक चरण से दूसरे चरण में स्थानांतरित करने के परिणामों का अनुमान लगाया जा सकता है। रिसीवर्स पर स्विच करने के लिए दो विकल्पों की तुलना आपको क्लैंप को चिह्नित करने की अनुमति देती है तीन चरण वोल्टेज. उदाहरण के लिए, स्टैंड (ए, बी, सी) पर लागू मार्किंग की अनुरूपता की पुष्टि या अस्वीकार करना।

चावल। 1. एक असंतुलित तीन-चरण रिसीवर को जोड़ना

"तटस्थ तार वाला सितारा" योजना के अनुसार और

इसके अनुरूप वेक्टर आरेख

चावल। 2. एक असंतुलित तीन-चरण रिसीवर को जोड़ना

योजना के अनुसार "एक तटस्थ तार के साथ सितारा"

और संबंधित वेक्टर आरेख

चावल। 3. असंतुलित तीन-चरण रिसीवर को जोड़ना

"त्रिकोण" योजना और संबंधित वेक्टर आरेख के अनुसार

2.कार्य कार्य

1. प्रयोगशाला स्टैंड के बिजली आपूर्ति पैनल और तीन-चरण वोल्टेज (टर्मिनल ए, बी, सी; टर्मिनलों के ऊपर बटन: काला - चालू, लाल - बंद) को चालू और बंद करने की प्रक्रिया से खुद को परिचित करें। स्विच ऑन करने पर हरा नियंत्रण लैंप जल उठता है।

प्रयोगशाला स्टैंड की बिजली आपूर्ति इकाई को स्टैंड के निचले दाएं कोने में स्थित एपी मशीन द्वारा चालू किया जाता है। चालू होने पर, मशीन के ऊपर हरी बत्ती जलती है।

2. कार्य पैनल से स्वयं को परिचित करें। इसमें शामिल हैं: तत्व आर, एल, सी; कनेक्शन के लिए उनके टर्मिनल; कैपेसिटर की कैपेसिटेंस का चयन करने के लिए टॉगल स्विच (टॉगल स्विच की स्थिति ऊपर है - कैपेसिटर चालू है)।

3. स्टैंड और डेस्कटॉप पर विद्युत माप उपकरणों से खुद को परिचित करें। 1A (पैनल डिवाइस) तक की समान सीमा वाले तीन एमीटर और 2.5A तक की सीमा वाले तीन (आप डेस्कटॉप डिवाइस का उपयोग कर सकते हैं) उठाएँ। समान माप सीमा (150V या 300V) वाले तीन वोल्टमीटर और 0-250V की माप सीमा वाला एक शील्ड वोल्टमीटर चुनें। चयनित विद्युत की मुख्य विशेषताओं को तालिका 1 में रिकॉर्ड करें मापन उपकरण.

तालिका नंबर एक

4. रिसीवर आर, एल, सी को जोड़ने के विभिन्न तरीकों के साथ सर्किट का अन्वेषण करें। ऐसा करने के लिए, अंजीर में दिखाए गए सर्किट को इकट्ठा करें। 4, 5, 6.

ध्यान!आप शिक्षक या प्रयोगशाला सहायक द्वारा सर्किट की सही असेंबली की जांच करने के बाद ही बेंच पावर चालू कर सकते हैं।

5. कैपेसिटर कैपेसिटेंस के कई मूल्यों के साथ प्रयोग करें (कैपेसिटेंस मान, टॉगल स्विच पर स्विच की संख्या शिक्षक के साथ सहमत होनी चाहिए)।

6. उपकरण रीडिंग को तालिका 2, 3, 4 में दर्ज किया गया है। सभी योजनाओं के लिए तालिकाओं का रूप नीचे दिया गया है।

ध्यान!प्रयोग की योजना में सभी परिवर्तन तभी किये जाते हैं जब बेंच की बिजली आपूर्ति बंद कर दी जाती है।

7. सभी योजनाओं के लिए वेक्टर आरेख बनाएं।

8. तटस्थ तार में धाराओं की तुलना करें विभिन्न विकल्पप्रतिक्रियाशील लोड तत्वों का समावेश।

9. चरण क्लैंप का लेआउट निर्धारित करें। स्टैंड पर दर्शाए गए चिह्न की पुष्टि करें या उसे बदलें।

चावल। 4. असममिति के अध्ययन की योजना तीन चरण रिसीवर"एक तटस्थ तार के साथ तारा" योजना के अनुसार जुड़ा हुआ

तालिका 2

चावल। 5. "तटस्थ तार के साथ सितारा" योजना के अनुसार जुड़े असंतुलित तीन-चरण रिसीवर के अध्ययन की योजना

टेबल तीन

चावल। 6. "त्रिकोण" योजना के अनुसार जुड़े एक असममित तीन-चरण रिसीवर के अध्ययन की योजना

तालिका 4

10. तटस्थ तार में वर्तमान की परिमाण और चरण वोल्टेज की परिमाण पर कनेक्शन की विधि और रिसीवर के चरणों पर स्विच करने के अनुक्रम के प्रभाव के बारे में निष्कर्ष निकालें।

11. वेक्टर आरेख बनाते समय, चरण क्लैंप के वास्तविक लेआउट को ध्यान में रखें। वेक्टर आरेख वोल्टेज (वी/सेमी) और करंट (ए/सेमी) पैमाने पर बनाए जाते हैं। एक तटस्थ तार के साथ एक स्टार सर्किट के लिए आरेख का निर्माण चरण वोल्टेज वैक्टर से शुरू होता है जो तीन-बीम सममित सितारा बनाते हैं। फिर चरण के वैक्टर (वे रैखिक हैं) धाराओं का निर्माण किया जाता है। हम आपको याद दिलाते हैं कि एक आदर्श प्रतिरोधक तत्व आर में, वर्तमान वेक्टर वोल्टेज वेक्टर के साथ चरण में है (

), एक आदर्श प्रेरक तत्व एल में, वर्तमान वेक्टर 90 0 के कोण से वोल्टेज वेक्टर से पीछे रहता है (

), और आदर्श रूप से कैपेसिटिव तत्ववर्तमान वेक्टर के साथ वोल्टेज वेक्टर 90 0 () से आगे बढ़ता है। यह ध्यान में रखा जाना चाहिए कि प्रयोगशाला सेटअप में एक वास्तविक प्रारंभकर्ता का उपयोग किया जाता है, जिसे दो द्वारा दर्शाया जाता है क्रमिक तत्वआर और एल। इसलिए, वर्तमान और वोल्टेज के बीच चरण बदलाव कोण कुछ हद तक (5-7 0 से) 90 0 से कम है।

तटस्थ तार में धारा चरण धारा सदिशों (बहुभुज या समांतर चतुर्भुज नियम) के योग द्वारा प्राप्त की जाती है।

त्रिभुज कनेक्शन योजना के लिए वेक्टर आरेख का निर्माण भी चरण (रैखिक) वोल्टेज वैक्टर से शुरू होता है जो एक समबाहु त्रिभुज बनाते हैं। फिर, भार की प्रकृति के अनुसार, चरण वर्तमान वैक्टर का निर्माण किया जाता है। रैखिक वर्तमान वैक्टर का निर्माण पहले बताए गए सूत्रों के अनुसार चरण धाराओं के ज्यामितीय योग द्वारा किया जाता है।

12. निम्नलिखित सामग्री के कार्य पर एक रिपोर्ट तैयार करें:

नौकरी का नाम;

कार्य का लक्ष्य;

विद्युत माप उपकरणों का डेटा;

प्रायोगिक स्थापनाओं की योजनाएँ;

डेटा तालिकाएँ;

गणना के उदाहरण;

वेक्टर आरेख;

3. तीन-चरण रिसीवर के साथ काम करते समय सुरक्षा सावधानियां

प्रयोगशाला स्टैंड पर 220 V का वोल्टेज लगाया जाता है - जो जीवन के लिए खतरा है।

प्रायोगिक सर्किट को असेंबल करने से पहले, सुनिश्चित करें कि स्टैंड पर कोई वोल्टेज नहीं है (सिग्नल लैंप बंद हैं, एपी मशीन का लाल बटन दबा हुआ है)।

क्षतिग्रस्त इन्सुलेशन वाले तारों का उपयोग न करें।

वायर लग्स को टर्मिनलों से सुरक्षित रूप से जोड़ें, खासकर जब टर्मिनलों के नीचे कई लग्स हों।

सर्किट में सभी परिवर्तन तभी करें जब तनाव से राहत मिली. किसी शिक्षक या प्रयोगशाला सहायक द्वारा जाँच के बाद ही सर्किट को पुनः सक्षम करें।

ऑपरेशन के दौरान स्टैंड के टर्मिनलों और माप उपकरणों के टर्मिनलों को न छुएं।

आपात स्थिति के मामले में (टर्मिनलों के नीचे से कंडक्टर टिप का नुकसान, गेज तीर का स्केल से बाहर जाना, धुएं की उपस्थिति या जले हुए इन्सुलेशन की गंध), तुरंत एपी मशीन के दाईं ओर लाल बटन दबाकर स्टैंड को बंद कर दें। खड़ा होना।

4. सुरक्षा प्रश्न

तीन-चरण लोड को जोड़ने के तरीकों की सूची बनाएं।

किस भार को सममित, असममित, सजातीय, एकसमान कहा जाता है?

तटस्थ तार का उद्देश्य समझाइये।

आप तीन-चरण वोल्टेज के चरण अनुक्रम को कैसे निर्धारित कर सकते हैं?

1. "स्टार" योजना के अनुसार जुड़े लोड के साथ तीन-चरण सर्किट का अध्ययन

   अध्ययन

   क्या लाभ हैं तीन फ़ेज़ चेनछह तार से पहले. को तीन फ़ेज़ चेनतटस्थ तार के साथ...वोल्टेज में तीन फ़ेज़ चेन, कनेक्ट होने पर रिसीवर"तारा"। सममिति और के मामले विषमलोड करो, तोड़ो...

2. व्याख्यान संख्या 1 तीन-चरण विद्युत सर्किट

   दस्तावेज़

   क्योंकि एक महत्वपूर्ण हिस्सा रिसीवरसम्मिलित तीन फ़ेज़ चेन, ऐसा होता है विषम, व्यवहार में बहुत महत्वपूर्ण ... - त्रिकोण "और" त्रिकोण - सितारा "। तीन फ़ेज़ चेनएक किस्म हैं चेन साइनसोइडल धाराऔर इसलिए सभी...

3. स्टेट एजुकेशनल इंस्टीट्यूशन ऑफ एजुकेशन एंड साइंस प्रोफेशनल लिसेयुम नंबर 143 के लिए एक सॉफ्टवेयर और कार्यप्रणाली परिसर की आपूर्ति, स्थापना और कमीशनिंग के लिए एक समझौते में प्रवेश करने के अधिकार के लिए संदर्भ की शर्तें समझौते की प्रारंभिक (अधिकतम) कीमत (लॉट) 174,000.00 रूबल है

   तकनीकी कार्य

   सीरियल कनेक्शन रिसीवर विद्युतीय ऊर्जा. समानांतर संबंध रिसीवरविद्युतीय ऊर्जा... तीन फ़ेज़ चेन 64. चार तार की गणना तीन फ़ेज़ चेनपर विषमभार 65. गणना विषम तीन फ़ेज़ चेन ...

वर्तमान में, इलेक्ट्रॉनिक ऊर्जा प्रत्यावर्ती धारातीन-चरण सर्किट की एक प्रणाली में अलग-अलग पेंटोग्राफ के बीच उत्पन्न, प्रसारित और वितरित किया जाता है।
तीन-चरण सर्किट की एक प्रणाली इलेक्ट्रॉनिक सर्किट का एक ऐसा सेट है जिसमें पेंटोग्राफ एक सामान्य तीन-चरण जनरेटर द्वारा संचालित होते हैं।
तीन-चरण जनरेटर एक जनरेटर है जिसमें तीन भागों से बनी एक वाइंडिंग होती है। इस वाइंडिंग के किसी भी भाग को चरण कहा जाता है। इसीलिए इन जनरेटरों को बुलाया जाता है तीन फ़ेज़ . यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग में "चरण" शब्द के दो अर्थ हैं:

1) एक दोहरावदार दोलन प्रक्रिया के एक निश्चित चरण के अर्थ में और
2) इलेक्ट्रॉनिक प्रत्यावर्ती धारा सर्किट के एक भाग के नाम के रूप में (उदाहरण के लिए, एक इलेक्ट्रॉनिक मशीन की वाइंडिंग का भाग)।

चावल। 1. तीन-चरण जनरेटर का आरेख

तीन-चरण जनरेटर के संचालन के सिद्धांत को समझने के लिए, आइए चित्र 1 में योजनाबद्ध रूप से दिखाए गए मॉडल की ओर मुड़ें। मॉडल में एक लोहे की अंगूठी और एक रोटर - एक स्थायी चुंबक के रूप में बना स्टेटर होता है। स्टेटर पर रिंग लगाई जाती है तीन-चरण घुमावदारप्रत्येक चरण में समान संख्या में घुमावों के साथ। घुमावदार चरण 120° के कोण पर एक दूसरे के सापेक्ष अंतरिक्ष में स्थानांतरित हो जाते हैं।
आप स्वयं कल्पना करें कि जनरेटर मॉडल का रोटर एक स्थिर गति से वामावर्त घुमाया जाता है। फिर, स्टेटर वाइंडिंग के कंडक्टरों के सापेक्ष स्थायी चुंबक के ध्रुवों की निरंतर गति के कारण, इसके प्रत्येक चरण में एक ईएमएफ प्रेरित होगा।

नियम लागू करना दांया हाथ, आप यह सुनिश्चित कर सकते हैं कि घूमने वाले चुंबक के उत्तरी ध्रुव द्वारा घुमावदार चरण में प्रेरित ईएमएफ एक दिशा में कार्य करेगा, और दक्षिणी ध्रुव द्वारा प्रेरित - दूसरे में। इस प्रकार, ईएमएफ। जनरेटर चरण परिवर्तनशील होगा।
जनरेटर के प्रत्येक चरण के अंतिम बिंदु (क्लिप) हमेशा चिह्नित होते हैं: चरण का एक चरम बिंदु कहा जाता है शुरू , और दूसरा अंत . चरणों की शुरुआत लैटिन अक्षरों द्वारा इंगित की जाती है ए, बी, सी और उनके सिरे क्रमशः - एक्स, वाई, जेड. चरण की "शुरुआत" और "अंत" नाम निम्नलिखित नियम द्वारा निर्देशित दिए गए हैं: सकारात्मक ई। डी.एस. जनरेटर चरण के अंत से इसकी शुरुआत तक दिशा में कार्य करता है।
ईएमएफ हम जनरेटर को सकारात्मक मानने पर सहमत होंगे यदि यह घूमते चुंबक के उत्तरी ध्रुव से प्रेरित हो। फिर इसके रोटर को वामावर्त घुमाने के विकल्प के लिए जनरेटर टर्मिनलों का अंकन चित्र 1 में दिखाए अनुसार होना चाहिए।
रोटर ध्रुवों के घूर्णन की निरंतर गति पर, स्टेटर वाइंडिंग के चरणों में निर्मित ईएमएफ का आयाम और आवृत्ति स्थिर रहती है। लेकिन हर पल, ईएमएफ की कार्रवाई का परिमाण और दिशा। चरणों में से एक ईएमएफ की कार्रवाई के परिमाण और दिशा से भिन्न होता है। 2 अन्य चरण. इसे स्थानिक चरण बदलाव द्वारा समझाया गया है। दूसरे चरण की सभी घटनाएं पहले चरण की घटनाओं को दोहराती हैं, लेकिन देरी से। उनका कहना है कि ई. डी.एस. दूसरा चरण समय में ईएमएफ से पीछे है। पहला चरण। उदाहरण के लिए, वे अलग-अलग समय पर अपने स्वयं के आयाम मान प्राप्त करते हैं। वास्तव में, उच्चतम मूल्यकिसी भी चरण में प्रेरित ईएमएफ तब होगा जब रोटर पोल का केंद्र इस चरण के मध्य से गुजरेगा। अर्थात्, चित्र 1 में दिखाए गए रोटर के स्थान के अनुरूप समय के क्षण के लिए, वैद्युतवाहक बलजनरेटर का पहला चरण सकारात्मक और सबसे बड़ा होगा। ईएमएफ का सकारात्मक अधिकतम मूल्य. दूसरा चरण बाद में आएगा, जब रोटर 120° के कोण से घूमेगा। चूँकि ईएमएफ विन्यास का एक पूरा चक्र दो-पोल जनरेटर रोटर की एक क्रांति में होता है, पहली क्रांति का समय टी ईएमएफ विन्यास की अवधि है। बेशक, रोटर को 120° तक घुमाने के लिए, अवधि के एक तिहाई (T/3) के बराबर समय की आवश्यकता होती है।
इस प्रकार, ईएमएफ विन्यास के सभी चरण। दूसरा चरण ईएमएफ कॉन्फ़िगरेशन के संबंधित चरणों की तुलना में बाद में होता है। अवधि के एक तिहाई के लिए पहला चरण। ईएमएफ में बार-बार बदलाव में वही अंतराल। दूसरे के संबंध में तीसरे चरण में देखा गया। बेशक, पहले चरण के संबंध में, दोहरावदार ईएमएफ विन्यास तीसरा चरण दो तिहाई अवधि (2/3 टी) की देरी से बनाया जाता है।

चुम्बकों के ध्रुवों को उचित तरीके से आकार देकर ईएमएफ विन्यास प्राप्त किया जा सकता है। समय में साइनसॉइडल के करीब एक कानून के अनुसार।
इस प्रकार, यदि ईएमएफ में परिवर्तन। जनरेटर का पहला चरण इसके अनुसार होता है साइन कानून
e1 = एम्सिन?t,
फिर ईएमएफ विन्यास का नियम द्वितीय चरण को सूत्र द्वारा लिखा जा सकता है
ई2 = एम पाप? (टी ? टी/3) ,

चावल। 2. तीन-चरण प्रणाली ई.डी.एस. के तात्कालिक मूल्यों के वक्र।

और तीसरा - सूत्र
ई3 = एम पाप? (टी ? 2/3 टी) ,
इसे चित्र 2 में ग्राफ़ द्वारा दर्शाया गया है।
इस प्रकार, हम निम्नलिखित निष्कर्ष निकाल सकते हैं: रोटर ध्रुवों के समान घूर्णन के साथ, जनरेटर के सभी 3 चरणों में परिवर्तनीय ईएमएफ प्रेरित होता है। समान आवृत्ति और आयाम, एक दूसरे के संबंध में दोहराए जाने वाले विन्यास अवधि के 1/3 की देरी से बनाए जाते हैं।
एक तीन-चरण जनरेटर एकल-चरण और तीन-चरण दोनों के लिए शक्ति स्रोत के रूप में कार्य करता है इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों. जैसा कि आप जानते हैं, एकल-चरण वर्तमान संग्राहकों में दो बाहरी क्लैंप होते हैं। इनमें शामिल हैं, उदाहरण के लिए, दीपक जलाना, अलग उपकरण, इलेक्ट्रिक वेल्डिंग मशीनें, प्रेरण भट्टियां, एकल-चरण वाइंडिंग वाली इलेक्ट्रिक मोटरें।
तीन चरण वाले उपकरणों में आम तौर पर 6 बाहरी टर्मिनल होते हैं। ऐसे प्रत्येक उपकरण में 3, आमतौर पर समान, इलेक्ट्रॉनिक सर्किट होते हैं, जिन्हें चरण कहा जाता है। तीन-चरण वर्तमान संग्राहकों के उदाहरण 3 इलेक्ट्रोड या इलेक्ट्रिक मोटर के साथ इलेक्ट्रॉनिक आर्क भट्टियां हैं तीन-चरण घुमावदार।
जनरेटर और वर्तमान कलेक्टर के चरणों को जोड़ने के तरीके
तीन-चरण सर्किट को असंबद्ध कहा जाता है यदि जनरेटर का कोई भी चरण, दूसरों से स्वतंत्र रूप से, 2 तारों द्वारा उसके वर्तमान कलेक्टर (छवि 3) से जुड़ा होता है। अनयुग्मित तीन-चरण सर्किट का मुख्य नुकसान यह है कि जनरेटर से रिसीवर तक बिजली स्थानांतरित करने के लिए 6 तारों का उपयोग किया जाना चाहिए। यदि जनरेटर और पेंटोग्राफ के चरणों को एक उपयुक्त विधि द्वारा आपस में जोड़ा जाए तो तारों की संख्या को 4 या 3 तक भी कम किया जा सकता है। इस स्थिति में, तीन-चरण सर्किट कहा जाता है तीन-चरण सर्किट जुड़ा हुआ है .

चित्र 3. एक अयुग्मित तीन-चरण सर्किट का आरेख

व्यवहार में, जुड़े हुए तीन-चरण सर्किट लगभग हमेशा उपयोग किए जाते हैं, क्योंकि वे अधिक उन्नत और किफायती होते हैं। जनरेटर चरणों और रिसीवर चरणों को जोड़ने की दो मुख्य विधियाँ हैं: स्टार कनेक्शन और डेल्टा कनेक्शन.
जनरेटर के चरणों को एक तारे से जोड़ते समय (चित्र 4, ए) चरण वाइंडिंग X, Y, Z के सभी "छोर" एक सामान्य बिंदु से जुड़े हुए हैं 0 , बुलाया तटस्थ या व्यर्थ जनरेटर बिंदु.
चित्रा 4, बी योजनाबद्ध रूप से कॉइल के रूप में जनरेटर के तीन चरणों को दिखाता है, जिनमें से अक्षों को 120 डिग्री के कोण से एक दूसरे के सापेक्ष अंतरिक्ष में स्थानांतरित किया जाता है।
जनरेटर के प्रत्येक चरण की शुरुआत और अंत के बीच के वोल्टेज को कहा जाता है चरण वोल्टेज , और चरणों की शुरुआत के बीच - रैखिक.
चूंकि चरण वोल्टेज साइनसॉइडल कानून के अनुसार समय में बदलते हैं, रैखिक वोल्टेज भी साइनसॉइडल कानून के अनुसार बदल जाएंगे। आइए हम सहमत हों कि रैखिक वोल्टेज की कार्रवाई की सकारात्मक दिशा वह दिशा है जब वे कार्य करते हैं:

चित्र.4. एक तारे से जुड़ी तीन-चरण वाइंडिंग: ए - कनेक्शन आरेख, बी - वाइंडिंग आरेख

सितारा: ए - कनेक्शन आरेख, बी - घुमावदार आरेख
पहले चरण के टर्मिनल ए से दूसरे चरण के टर्मिनल बी तक;
दूसरे चरण के टर्मिनल बी से तीसरे चरण के टर्मिनल सी तक;
तीसरे चरण के टर्मिनल सी से पहले चरण के टर्मिनल ए तक।
चित्र 4, बी में रैखिक वोल्टेज की कार्रवाई की इन तीन सशर्त सकारात्मक दिशाओं को तीरों द्वारा दिखाया गया है।
गणना और माप से पता चलता है कि जनरेटर के रैखिक वोल्टेज का प्रभावी मूल्य, जिनमें से तीन चरण एक तारे में जुड़े हुए हैं, चरण वोल्टेज के प्रभावी मूल्य से v3 गुना अधिक है।
स्टार-कनेक्टेड जनरेटर से एकल-चरण या तीन-चरण पेंटोग्राफ में बिजली स्थानांतरित करने के लिए, सामान्य तौर पर, चार तारों की आवश्यकता होती है। जनरेटर के चरणों की शुरुआत से तीन तार जुड़े हुए हैं (ए, बी, सी ). इन तारों को कहा जाता है लाइन के तार. चौथा तार जनरेटर के तटस्थ बिंदु (0) से जुड़ा होता है और कहलाता है तटस्थ (शून्य) तार .
एक तटस्थ तार वाला तीन-चरण सर्किट दो जनरेटर वोल्टेज का उपयोग करना संभव बनाता है। ऐसे सर्किट में रिसीवर को लाइन वोल्टेज के लिए लाइन तारों के बीच या चरण वोल्टेज के लिए लाइन तारों और एक तटस्थ तार के बीच जोड़ा जा सकता है।

चित्र.5. चार-तार तीन-चरण सर्किट

चित्र 5 जनरेटर के चरण वोल्टेज के लिए डिज़ाइन किए गए पेंटोग्राफ के स्विचिंग सर्किट को दर्शाता है। इस मामले में, पेंटोग्राफ के चरणों में एक सामान्य कनेक्शन बिंदु होगा - तटस्थ बिंदु 0?, और रैखिक तारों (रैखिक धाराएं) में धाराएं संबंधित लोड चरणों (चरण धाराओं) में धाराओं के बराबर होंगी।
भार का कोई भी चरण एक वर्तमान संग्राहक और एक दूसरे के साथ समानांतर में जुड़े कई वर्तमान संग्राहकों द्वारा बनाया जा सकता है (चित्र 6)।
यदि चरण धाराएं और चरण वोल्टेज के संबंध में इन धाराओं के चरण कोण समान हैं, तो ऐसे भार को कहा जाता है सममित . यदि संकेतित मानदंडों में से कम से कम एक भी पूरा नहीं हुआ है, तो भार होगा विषम .
एक सममित भार बनाया जा सकता है, उदाहरण के लिए, समान शक्ति के गरमागरम लैंप द्वारा। आइए मान लें कि कोई भी लोड चरण 3 समान लैंप (छवि 7) द्वारा बनता है।
विशिष्ट माप की विधि का उपयोग करके, आप यह सुनिश्चित कर सकते हैं कि जब लोड को एक तटस्थ तार के साथ एक स्टार द्वारा चालू किया जाता है, तो लोड यूएफ के प्रत्येक चरण पर वोल्टेज रैखिक वोल्टेज यूएल से वी 3 गुना कम होगा, जैसे कि यह यह तब था जब जनरेटर वाइंडिंग के चरणों को एक तारे द्वारा चालू किया गया था

चित्र 6. चार-तार नेटवर्क में एकल-चरण पेंटोग्राफ पर स्विच करने की योजना

उल = v3Uf
व्यवहार में, तीन-चरण सर्किट तटस्थ तारतनाव में
उल = 380 वी; ऊपर = 220 वी
या
उल = 220 वी; ऊपर = 127 वी
चित्र 7 से पता चलता है कि रैखिक तार (Il) में धारा चरण (यदि) में धारा के बराबर है
इल = यदि
सममित भार वाले तटस्थ तार में धारा का परिमाण शून्य होता है, जिसे एक विशिष्ट माप विधि द्वारा भी सत्यापित किया जा सकता है।
लेकिन यदि न्यूट्रल तार में करंट ही नहीं है तो यह तार किसलिए है?

चावल। 7. एक सममित तारा भार का कनेक्शन आरेख

तटस्थ तार की भूमिका स्पष्ट करने के लिए हम निम्नलिखित प्रयोग करेंगे। आइए मान लें कि लोड के प्रत्येक चरण में तीन समान लैंप और एक वोल्टमीटर हैं, और एक एमीटर तटस्थ तार से जुड़ा हुआ है (चित्र 7 देखें)। जब प्रत्येक चरण में तीन लैंप चालू किए जाते हैं, तो वे सभी एक ही वोल्टेज के अंतर्गत होते हैं और एक समान चमक के साथ चमकते हैं, और तटस्थ तार में करंट शून्य होता है। लोड के प्रत्येक चरण में लैंप की संख्या को बदलकर, हम यह सुनिश्चित करेंगे कि चरण वोल्टेज में बदलाव न हो (सभी लैंप एक ही ढलान के साथ चमकेंगे), लेकिन तटस्थ तार में करंट दिखाई देगा।
रिसीवर के शून्य बिंदु से तटस्थ तार को डिस्कनेक्ट करें और चरणों में सभी लोड कॉन्फ़िगरेशन को दोहराएं। अब हम देखेंगे कि अधिक वोल्टेज उस चरण पर गिरेगा, जिसका प्रतिरोध दूसरों की तुलना में अधिक है, दूसरे शब्दों में, जहां सबसे कम संख्या में लैंप चालू होते हैं। इस चरण में, लैंप उच्च तीव्रता के साथ चमकेंगे और जल भी सकते हैं। यह इस तथ्य से समझाया गया है कि भारी प्रतिरोध वाले लोड चरणों में, एक बड़ा वोल्टेज ड्रॉप भी होता है।

चावल। 8. घर पर प्रकाश नेटवर्क की योजना जब लोड के चरण एक तारे से जुड़े होते हैं

जैसा कि निम्नानुसार है, इन चरणों के प्रतिरोध भिन्न होने पर लोड के चरण वोल्टेज को बराबर करने के लिए एक तटस्थ तार की आवश्यकता होती है।
तटस्थ तार के लिए धन्यवाद, लोड का कोई भी चरण जनरेटर के चरण वोल्टेज से जुड़ा होता है, जो वास्तव में लोड वर्तमान के परिमाण से स्वतंत्र होता है, क्योंकि जनरेटर चरण में आंतरिक वोल्टेज ड्रॉप गैर-कार्डिनल होता है। इसलिए, लोड कॉन्फ़िगरेशन के तहत लोड के प्रत्येक चरण पर वोल्टेज वस्तुतः स्थिर रहेगा।
यदि लोड चरण प्रतिरोध परिमाण में समान और एक समान हैं, तो एक तटस्थ तार की आवश्यकता नहीं है (छवि 7)। ऐसे भार का एक उदाहरण सममित तीन-चरण पेंटोग्राफ हैं।
आमतौर पर, प्रकाश भार सममित नहीं होता है, इसलिए, तटस्थ तार के बिना, यह किसी तारे से नहीं जुड़ा होता है (चित्र 8)। अन्यथा, इससे लोड चरणों में वोल्टेज का असमान वितरण हो जाएगा: कुछ लैंप पर, वोल्टेज सामान्य से अधिक होगा और वे जल सकते हैं, जबकि अन्य, इसके विपरीत, कम वोल्टेज के तहत होंगे और मंद हो जाएंगे।
इसी कारण से, कभी भी न्यूट्रल तार में फ्यूज न लगाएं, क्योंकि उड़ा हुआ फ्यूज लोड के अलग-अलग चरणों में अस्वीकार्य ओवरवॉल्टेज का कारण बन सकता है (चित्र 8 देखें)।

चावल। 9. तीन-तार तीन-चरण सर्किट

यदि लोड के तीन चरणों को विशेष रूप से रैखिक तारों के बीच शामिल किया जाता है, तो हमें पेंटोग्राफ के चरणों का ऐसा कनेक्शन मिलेगा, जिसे कहा जाता है डेल्टा कनेक्शन (चित्र 9)। आइए मान लें कि लोड R1 का पहला चरण पहले और दूसरे रैखिक तारों के बीच जुड़ा हुआ है; दूसरा आर2 - दूसरे और तीसरे तारों के बीच, और तीसरा आर3 - तीसरे और पहले तारों के बीच। यह देखना आसान है कि प्रत्येक लाइन का तार 2 से जुड़ा है विभिन्न चरणभार.
किसी भी भार को त्रिभुज से जोड़ा जा सकता है। चित्र 10 दिया गया है
ऐसी योजना.

चावल। 10. घर के प्रकाश नेटवर्क की योजना जब भार के चरण एक त्रिकोण से जुड़े होते हैं

घर पर प्रकाश लोड का डेल्टा कनेक्शन चित्र 11 में दिखाया गया है। जब लोड के चरण डेल्टा में जुड़े होते हैं, तो लोड के प्रत्येक चरण पर वोल्टेज लाइन वोल्टेज के बराबर होता है।
उल = उफ़
यह अनुपात असमान लोडिंग के तहत भी बनाए रखा जाता है।
जैसा कि माप से पता चलता है, एक सममित चरण भार के साथ लाइन धारा, चरण धारा से v3 गुना अधिक होगी
इल = वी3 यदि
लेकिन यह समझा जाना चाहिए कि एक असममित चरण भार के साथ, धाराओं के बीच यह संबंध टूट जाता है।

सिद्धांत रूप में, जनरेटर के चरणों को एक त्रिकोण से जोड़ना संभव है, लेकिन आमतौर पर ऐसा नहीं किया जाता है। तथ्य यह है कि इसे बनाने के लिए

चावल। 11. घर के प्रकाश नेटवर्क की योजना जब भार के चरण एक त्रिकोण से जुड़े होते हैं

लाइन वोल्टेज, डेल्टा में कनेक्ट होने पर जनरेटर का कोई भी चरण होना चाहिए

स्टार कनेक्शन के मामले की तुलना में v3 गुना अधिक वोल्टेज के लिए डिज़ाइन किया गया। जनरेटर चरण में उच्च वोल्टेज के लिए घुमावों की संख्या में वृद्धि और प्रबलित इन्सुलेशन की आवश्यकता होती है घुमावदार तार, जिससे मशीन का आकार और कीमत बढ़ जाती है। यही कारण है कि तीन-चरण जनरेटर के चरण लगभग हमेशा एक तारे से जुड़े होते हैं।
इलेक्ट्रॉनिक ऊर्जा रिसीवर, जनरेटर वाइंडिंग्स को जोड़ने की विधि की परवाह किए बिना, किसी स्टार या त्रिकोण द्वारा चालू किया जा सकता है। एक या किसी अन्य कनेक्शन विधि का चुनाव मुख्य वोल्टेज के परिमाण द्वारा निर्धारित किया जाता है रेटेड वोल्टेजरिसीवर.

योजना

1. तीन-चरण विद्युत उपकरण

2. स्टार योजना के अनुसार ऊर्जा स्रोत और रिसीवर का कनेक्शन

3. त्रिकोण योजना के अनुसार ऊर्जा स्रोत और रिसीवर को जोड़ना

4. तीन-चरण सममित प्रणाली की सक्रिय और प्रतिक्रियाशील और स्पष्ट शक्ति

5. रिसीवर के चरणों के विभिन्न कनेक्शनों के साथ तीन-चरण सर्किट की परिचालन स्थितियों की तुलना

6. तीन-चरण प्रणाली की सक्रिय शक्ति माप

7. एकाधिक रिसीवर के साथ सममित तीन-चरण सर्किट

8. असंतुलित तीन-चरण सर्किट

1. तीन चरणई विद्युत उपकरण

तीन-चरण सर्किट बहु-चरण का एक विशेष मामला है बिजली की व्यवस्था, जो विद्युत सर्किट का एक सेट है जिसमें समान आवृत्ति के ईएमएफ संचालित होते हैं, एक निश्चित कोण द्वारा एक दूसरे के सापेक्ष चरण में स्थानांतरित होते हैं। ध्यान दें कि आमतौर पर ये ईएमएफ, मुख्य रूप से पावर इंजीनियरिंग में, साइनसॉइडल होते हैं। हालाँकि, आधुनिक इलेक्ट्रोमैकेनिकल प्रणालियों में, जहाँ फ़्रीक्वेंसी कन्वर्टर्स का उपयोग एक्चुएटर्स को नियंत्रित करने के लिए किया जाता है, वोल्टेज सिस्टम आम तौर पर गैर-साइनसॉइडल होता है। एक ही धारा की विशेषता वाले बहु-चरण प्रणाली के प्रत्येक भाग को कहा जाता है अवस्थावे। चरण - यह जनरेटर या ट्रांसफार्मर, लाइन और लोड की संबंधित वाइंडिंग से संबंधित सर्किट का एक खंड है।

इस प्रकार, इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग में "चरण" की दो अवधारणाएँ हैं विभिन्न अर्थ:

साइनसोइडली बदलती मात्रा के तर्क के रूप में चरण;

चरण के रूप में अवयवमल्टीफ़ेज़ विद्युत प्रणाली.

मल्टीफ़ेज़ सिस्टम का विकास ऐतिहासिक रूप से प्रेरित रहा है। इस क्षेत्र में अनुसंधान विकासशील उत्पादन की आवश्यकताओं के कारण हुआ, और मल्टीफ़ेज़ सिस्टम के विकास में सफलता विद्युत और चुंबकीय घटना के भौतिकी में खोजों द्वारा सुगम हुई।

मल्टीफ़ेज़ विद्युत प्रणालियों के विकास के लिए सबसे महत्वपूर्ण शर्त घूर्णन की घटना की खोज थी चुंबकीय क्षेत्र(जी. फेरारिस और एन. टेस्ला, 1888)। पहला विद्युत मोटर्सदो-चरणीय थे, लेकिन उनका प्रदर्शन कम था। तीन-चरण प्रणाली सबसे तर्कसंगत और आशाजनक साबित हुई, जिसके मुख्य लाभों पर नीचे चर्चा की जाएगी। तीन-चरण प्रणालियों के विकास में एक महान योगदान उत्कृष्ट रूसी विद्युत इंजीनियर एम.ओ. द्वारा किया गया था।

तीन-चरण वोल्टेज का स्रोत एक तीन-चरण जनरेटर है, जिसके स्टेटर पर (चित्र 1 देखें) एक तीन-चरण वाइंडिंग लगाई जाती है। इस वाइंडिंग के चरणों को इस तरह से व्यवस्थित किया गया है कि उनके चुंबकीय अक्ष ईएल द्वारा एक दूसरे के सापेक्ष अंतरिक्ष में स्थानांतरित हो जाते हैं। खुश। अंजीर पर. 1, प्रत्येक स्टेटर चरण को पारंपरिक रूप से एकल मोड़ के रूप में दिखाया गया है। वाइंडिंग की शुरुआत को आमतौर पर बड़े अक्षरों से दर्शाया जाता है अक्षर ए, बी, सी, और अंत, क्रमशः अपरकेस x,y,z. स्थिर स्टेटर वाइंडिंग्स में ईएमएफ घूर्णन रोटर उत्तेजना वाइंडिंग के वर्तमान द्वारा बनाए गए चुंबकीय क्षेत्र द्वारा उनके घुमावों को पार करने के परिणामस्वरूप प्रेरित होता है (चित्र 1 में, रोटर को पारंपरिक रूप से एक स्थायी चुंबक के रूप में दर्शाया गया है, जिसका उपयोग अभ्यास में किया जाता है) अपेक्षाकृत कम शक्तियों पर)। जब रोटर घूमता है एकसमान गतिस्टेटर चरणों की वाइंडिंग में, समान आवृत्ति और आयाम के समय-समय पर बदलते साइनसॉइडल ईएमएफ प्रेरित होते हैं, लेकिन रेड द्वारा चरण में एक दूसरे से स्थानिक बदलाव के कारण भिन्न होते हैं। (चित्र 2 देखें)।

वर्तमान में तीन-चरण प्रणालियाँ सबसे अधिक उपयोग की जाती हैं। सभी बड़े बिजली संयंत्र और उपभोक्ता तीन-चरण धारा पर काम करते हैं, जो एकल-चरण सर्किट की तुलना में तीन-चरण सर्किट के कई फायदों से जुड़ा है, जिनमें से सबसे महत्वपूर्ण हैं:

लंबी दूरी तक बिजली का लागत प्रभावी संचरण;

सबसे विश्वसनीय और किफायती, जो औद्योगिक इलेक्ट्रिक ड्राइव की आवश्यकताओं को पूरा करता है, एक गिलहरी-पिंजरे रोटर के साथ एक अतुल्यकालिक मोटर है;

निश्चित वाइंडिंग का उपयोग करके एक घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र प्राप्त करने की संभावना, जिस पर सिंक्रोनस का संचालन और प्रेरण मोटरें, साथ ही कई अन्य विद्युत उपकरण;

सममित तीन-चरण प्रणालियों का संतुलन।

सबसे महत्वपूर्ण पर विचार करने के लिए संतुलन गुणतीन-चरण प्रणाली, जिसे नीचे सिद्ध किया जाएगा, हम एक बहु-चरण प्रणाली की समरूपता की अवधारणा का परिचय देते हैं।

EMF प्रणाली (वोल्टेज, धाराएँ, आदि) कहलाती है सममितयदि इसमें एम समान मॉड्यूलो ईएमएफ वैक्टर (वोल्टेज, धाराएं इत्यादि) शामिल हैं जो एक ही कोण से एक दूसरे के सापेक्ष चरण में स्थानांतरित होते हैं। विशेष रूप से, एक सममित ईएमएफ प्रणाली के अनुरूप एक वेक्टर आरेख तीन चरण प्रणालीअंजीर में साइनसोइड्स। 2 चित्र में दिखाया गया है। 3.

चित्र.3 चित्र.4

असममित प्रणालियों में से, 90-डिग्री चरण बदलाव वाली दो-चरण प्रणाली सबसे बड़ी व्यावहारिक रुचि है (चित्र 4 देखें)।

सभी सममित तीन- और एम-चरण (एम>3) प्रणालियाँ, साथ ही दो-चरण प्रणाली, हैं संतुलित.इसका मतलब है कि हालांकि कुछ चरणों में तत्काल शक्तिस्पंदित होता है (चित्र 5, ए देखें), एक अवधि के दौरान न केवल मूल्य बदलता है, बल्कि सामान्य स्थिति में भी संकेत, सभी चरणों की कुल तात्कालिक शक्ति साइनसॉइडल ईएमएफ की पूरी अवधि के दौरान स्थिर रहती है (चित्र 5 देखें)। , बी) .

संतुलन का अत्यधिक व्यावहारिक महत्व है। यदि कुल तात्कालिक शक्ति स्पंदित होती है, तो टरबाइन और जनरेटर के बीच शाफ्ट पर एक स्पंदित टॉर्क कार्य करेगा। इस तरह के परिवर्तनशील यांत्रिक भार से बिजली उत्पादन संयंत्र पर हानिकारक प्रभाव पड़ेगा, जिससे इसकी सेवा जीवन कम हो जाएगा। यही विचार पॉलीफ़ेज़ मोटर्स पर भी लागू होते हैं।

यदि समरूपता टूट जाती है (दो-चरण टेस्ला प्रणाली, इसकी विशिष्टता के कारण, ध्यान में नहीं रखी जाती है), तो संतुलन भी टूट जाता है। इसलिए, ऊर्जा क्षेत्र में, वे सख्ती से निगरानी करते हैं कि जनरेटर का भार सममित रहे।

2. स्टार योजना के अनुसार ऊर्जा स्रोत और रिसीवर का कनेक्शन

एक तीन-चरण जनरेटर (ट्रांसफार्मर) में तीन आउटपुट वाइंडिंग होती हैं, जो घुमावों की संख्या में समान होती हैं, लेकिन विकासशील ईएमएफ, 1200 तक चरण में स्थानांतरित हो जाती हैं। एक प्रणाली का उपयोग किया जा सकता है जिसमें जनरेटर वाइंडिंग के चरण गैल्वेनिक रूप से एक दूसरे से जुड़े नहीं होंगे . यह तथाकथित डिस्कनेक्टेड सिस्टम.इस मामले में, जनरेटर के प्रत्येक चरण को दो तारों के साथ रिसीवर से जोड़ा जाना चाहिए, अर्थात। वहां छह तार वाली लाइन होगी, जो अलाभकारी है। इस संबंध में, ऐसी प्रणालियों का व्यवहार में व्यापक रूप से उपयोग नहीं किया गया है।

लाइन में तारों की संख्या कम करने के लिए, जनरेटर के चरण गैल्वेनिक रूप से एक दूसरे से जुड़े होते हैं। कनेक्शन दो प्रकार के होते हैं: एक सितारे मेंऔर एक त्रिकोण में.बदले में, किसी तारे से कनेक्ट होने पर, सिस्टम हो सकता है तीन-और चार तार.

स्टार कनेक्शन

अंजीर पर. 6 जनरेटर के चरणों और लोड को एक स्टार में जोड़ते समय तीन-चरण प्रणाली दिखाता है। यहाँ तार AA", BB" और CC" रैखिक तार हैं।

रेखीयजनरेटर और रिसीवर की वाइंडिंग के चरणों की शुरुआत को जोड़ने वाले तार को कहा जाता है। वह बिंदु जिस पर चरणों के सिरे एक सामान्य नोड से जुड़े होते हैं, कहलाता है तटस्थ(चित्र 6 में एन और एन" क्रमशः जनरेटर और लोड के तटस्थ बिंदु हैं)।

जनरेटर और रिसीवर के न्यूट्रल बिंदुओं को जोड़ने वाले तार को कहा जाता है तटस्थ(चित्र 6 में बिंदीदार रेखा में दिखाया गया है)। किसी तारे से बिना तटस्थ तार के जुड़े रहने पर तीन चरण वाली प्रणाली कहलाती है तीन तार,तटस्थ तार के साथ - चार तार.

चरणों से संबंधित सभी मात्राएँ कहलाती हैं चरण चर,लाइन तक रैखिक.जैसा कि चित्र में दिए गए चित्र से देखा जा सकता है। 6, जब किसी तारे से जुड़ा होता है, तो रेखा धाराएँ संबंधित चरण धाराओं के बराबर होती हैं। यदि कोई न्यूट्रल तार है, तो न्यूट्रल तार में करंट

यदि चरण धाराओं की प्रणाली सममित है, तो। इसलिए, यदि धाराओं की समरूपता की गारंटी दी जाती, तो तटस्थ तार की आवश्यकता नहीं होती। जैसा कि नीचे दिखाया जाएगा, तटस्थ तार लोड पर वोल्टेज की समरूपता बनाए रखता है जब लोड स्वयं असंतुलित होता है।

चूंकि स्रोत पर वोल्टेज उसके ईएमएफ की दिशा के विपरीत है, जनरेटर के चरण वोल्टेज (चित्र 6 देखें) से कार्य करते हैं अंक ए, बीऔर C से तटस्थ बिंदु N तक; - चरण लोड वोल्टेज।

लाइन वोल्टेज लाइन कंडक्टरों के बीच कार्य करते हैं। लाइन वोल्टेज के लिए किरचॉफ के दूसरे नियम के अनुसार, कोई भी लिख सकता है

इसका हमेशा ध्यान रखें

एक बंद लूप में वोल्टेज के योग के रूप में।

अंजीर पर. 7 एक सममित तनाव प्रणाली के लिए एक वेक्टर आरेख है। जैसा कि इसके विश्लेषण से पता चलता है (चरण वोल्टेज की किरणें समद्विबाहु त्रिभुजों की भुजाएँ बनाती हैं जिनके आधार पर कोण 300 के बराबर होते हैं), इस मामले में

इसे आमतौर पर गणना में ध्यान में रखा जाता है

फिर मामले के लिए प्रत्यक्ष चरण अनुक्रम

(पर विपरीत चरण अनुक्रमचरण y बदलता है और स्थान बदलता है)। इसे ध्यान में रखते हुए, संबंधों (1) ... (3) के आधार पर, रैखिक तनाव के परिसरों को निर्धारित किया जा सकता है। हालाँकि, तनाव समरूपता के साथ, इन मात्राओं को सीधे अंजीर में वेक्टर आरेख से आसानी से निर्धारित किया जाता है। 7. वेक्टर के साथ समन्वय प्रणाली की वास्तविक धुरी को निर्देशित करना (इसका प्रारंभिक चरण शून्य के बराबर है), हम इस धुरी के संबंध में रैखिक वोल्टेज के चरण बदलावों की गणना करते हैं, और उनके मॉड्यूल (4) के अनुसार निर्धारित होते हैं। तो रैखिक वोल्टेज के लिए हमें मिलता है:

3. त्रिकोण योजना के अनुसार ऊर्जा स्रोत और रिसीवर को जोड़ना

इस तथ्य के कारण कि तीन-चरण सर्किट में शामिल रिसीवरों का एक महत्वपूर्ण हिस्सा असंतुलित है, यह व्यवहार में बहुत महत्वपूर्ण है, उदाहरण के लिए, सर्किट में प्रकाश फिक्स्चर, व्यक्तिगत चरणों के ऑपरेटिंग मोड की स्वतंत्रता सुनिश्चित करें। रिसीवर के चरणों को त्रिकोण में जोड़ते समय चार-तार के अलावा, तीन-तार सर्किट में भी समान गुण होते हैं। लेकिन जनरेटर के चरणों को एक त्रिकोण में भी जोड़ा जा सकता है (चित्र 8 देखें)।

एक सममित ईएमएफ प्रणाली के लिए, हमारे पास है

इस प्रकार, चित्र में सर्किट में जनरेटर चरणों में लोड की अनुपस्थिति में। 8 धाराएँ शून्य होंगी। हालाँकि, यदि आप किसी भी चरण की शुरुआत और अंत को स्वैप करते हैं, तो त्रिकोण में एक शॉर्ट सर्किट करंट भी प्रवाहित होगा। इसलिए, एक त्रिभुज के लिए, कनेक्टिंग चरणों के क्रम का सख्ती से पालन करना आवश्यक है: एक चरण की शुरुआत दूसरे के अंत से जुड़ी होती है।

एक त्रिकोण में जनरेटर और रिसीवर चरणों का कनेक्शन आरेख अंजीर में दिखाया गया है। 9.

जाहिर है, जब एक त्रिकोण से जुड़ा होता है, तो लाइन वोल्टेज संबंधित चरण वोल्टेज के बराबर होता है। पहले किरचॉफ नियम के अनुसार, रिसीवर की रैखिक और चरण धाराओं के बीच संबंध संबंधों द्वारा निर्धारित किया जाता है

इसी प्रकार, आप जनरेटर की चरण धाराओं के माध्यम से रैखिक धाराओं को व्यक्त कर सकते हैं।

अंजीर पर. 10 रैखिक और चरण धाराओं की एक सममित प्रणाली का एक वेक्टर आरेख दिखाता है। इसके विश्लेषण से पता चलता है कि धाराओं की समरूपता के साथ

सुविचारित स्टार-स्टार और डेल्टा-त्रिकोण कनेक्शन के अलावा, स्टार-डेल्टा और डेल्टा-स्टार योजनाओं का भी व्यवहार में उपयोग किया जाता है।

4. सक्रिय और प्रतिक्रियाशील और स्पष्ट शक्ति तीन चरण सममित रूप सेवें प्रणाली

तीन-चरण प्रणाली की सक्रिय शक्ति ऊर्जा स्रोत के सभी चरणों की सक्रिय शक्तियों का योग है, जो रिसीवर के सभी चरणों की सक्रिय शक्तियों के योग के बराबर है।

एक सममित तीन-चरण प्रणाली में, अर्थात्। एक सममित जनरेटर और रिसीवर वाली प्रणाली, प्रत्येक चरण के लिए उनके कनेक्शन की किसी भी योजना के लिए, रिसीवर के ऊर्जा स्रोत की शक्ति समान होती है। इस मामले में, P=3Pf और प्रत्येक चरण के लिए, साइनसॉइडल धारा की सक्रिय शक्ति का सूत्र मान्य है:

पीएफ = यूएफ यदि कॉस ,

चरण वोल्टेज और धारा के बीच चरण कोण कहां है।

सामान्य स्थिति में, तीन-चरण प्रणाली की प्रतिक्रियाशील शक्ति ऊर्जा स्रोत के सभी चरणों की प्रतिक्रियाशील शक्ति का योग है, जो रिसीवर के सभी चरणों की प्रतिक्रियाशील शक्तियों के योग के बराबर है। प्रतिक्रियाशील शक्ति तीन चरण प्रणाली के अनुसार सममित है

Q = 3Qf = 3Uf यदि पाप है ,

या चरण धारा और वोल्टेज के प्रभावी मूल्यों को रैखिक वाले से बदलने के बाद।

क्यू = वी3 उल इल पाप .

तीन-चरण प्रणाली की जटिल शक्ति ऊर्जा स्रोत के चरणों की जटिल शक्तियों का योग है, जो रिसीवर के सभी चरणों की जटिल शक्तियों के योग के बराबर है।

एक सममित तीन-चरण प्रणाली की स्पष्ट शक्ति

एस = वी3 उल इल .

5. अलग-अलग तीन-चरण सर्किट की परिचालन स्थितियों की तुलनारिसीवर चरण कनेक्शन

तीन-चरण रिसीवर का कनेक्शन आरेख तीन-चरण जनरेटर के कनेक्शन आरेख से स्वतंत्र है। रिसीवर चरणों के डेल्टा कनेक्शन को अक्सर वर्तमान और शक्ति को बदलने के लिए एक स्टार कनेक्शन पर स्विच किया जाता है, उदाहरण के लिए, इनरश धाराओं को कम करने के लिए तीन चरण की मोटरें, तीन चरण का तापमान परिवर्तन बिजली के ओवनवगैरह।

जब रिसीवर स्टार योजना के अनुसार जुड़ा होता है, तो चरण और रैखिक धाराओं और वोल्टेज के प्रभावी मूल्यों के बीच संबंध मान्य होते हैं

I?g = U?g / z? = Ilg; यू? जी = उल / वी3,

जिससे यह अनुसरण होता है

आईएलजी = उल / वी3जेड?

जब रिसीवर त्रिकोण योजना के अनुसार जुड़ा होता है, तो चरण और रैखिक धाराओं और वोल्टेज के प्रभावी मूल्यों के बीच संबंध मान्य होते हैं

I?D=U?D/z?=IlD/v3; यू? डी = उल,

जिससे यह अनुसरण करता है

6. तीन-चरण प्रणाली की सक्रिय शक्ति माप

तीन-चरण प्रणाली के सममित भार के साथ, बिजली को मापने के लिए एक एकल-चरण वाटमीटर का उपयोग किया जाता है, जो अंजीर में दिखाए गए सर्किट के अनुसार जुड़ा होता है। 232 (ए - एक स्टार कनेक्शन के लिए; बी - एक डेल्टा कनेक्शन के लिए)। इस मामले में, वॉटमीटर की श्रृंखला वाइंडिंग के माध्यम से एक चरण धारा प्रवाहित होती है, और समानांतर वाइंडिंग चरण वोल्टेज से जुड़ी होती है। इसलिए, वाटमीटर एक चरण की शक्ति दिखाएगा। तीन-चरण प्रणाली की शक्ति प्राप्त करने के लिए, आपको एकल-चरण वाटमीटर की रीडिंग को तीन से गुणा करना होगा।

तीन-चरण धारा के चार-तार नेटवर्क में एक असममित भार के साथ, शक्ति को मापने के लिए तीन वाटमीटर के एक सर्किट का उपयोग किया जाता है (चित्र 233)। प्रत्येक एकल-चरण वाटमीटर एक चरण की शक्ति को मापता है। तीन-चरण प्रणाली की शक्ति प्राप्त करने के लिए, तीन वाटमीटर की रीडिंग का योग लेना आवश्यक है।

परिवर्तनीय भार के साथ, तीन वाटमीटर की एक साथ रीडिंग प्राप्त करना मुश्किल है।

इसके अलावा, तीन एकल-चरण वाटमीटर बहुत अधिक जगह लेते हैं। इसलिए, अक्सर एक तीन-तत्व का उपयोग किया जाता है तीन चरण वाटमीटर, जो तीन एकल-चरण वाटमीटर के एक उपकरण में एक कनेक्शन है। तीन-तत्व वाले इलेक्ट्रोडायनामिक वाटमीटर में, तीन चल समानांतर कुंडलियाँ एक तीर से जुड़े एक अक्ष पर लगाई जाती हैं, और प्रत्येक कुंडल के यांत्रिक बलों के योग के परिणामस्वरूप प्राप्त कुल टोक़ खपत की गई शक्ति के समानुपाती होगा तीन चरण नेटवर्क. अन्य डिज़ाइनों में, चलती कुंडलियाँ स्थित होती हैं अलग - अलग जगहें, लचीले टेपों द्वारा आपस में जुड़े होते हैं और एक तीर के साथ कुल बल को अक्ष तक संचारित करते हैं।

एक समान भार वाले तीन-चरण नेटवर्क की सक्रिय शक्ति को तीन उपकरणों का उपयोग करके निर्धारित किया जा सकता है: एक एमीटर, एक वोल्टमीटर और एक चरण मीटर - सूत्र के अनुसार

जहां यू और आई लाइन वोल्टेज हैं,

चरण वोल्टेज और धारा के बीच शिफ्ट कोण।

उपभोक्ताओं (स्टार या डेल्टा) को जोड़ने की विधि की परवाह किए बिना, किसी भी लोड (समान या असमान) पर तीन-तार तीन-चरण नेटवर्क की शक्ति को दो-वाटमीटर सर्किट का उपयोग करके मापा जा सकता है।

किरचॉफ के पहले नियम के अनुसार, तीनों चरणों की धाराओं के तात्कालिक मूल्यों का योग शून्य के बराबर है:

तीन-चरण प्रणाली की तात्कालिक शक्ति होगी

जहां आप सूचकांकों के साथ चरण वोल्टेज के तात्कालिक मान हैं।

वर्तमान i2 के मान को अंतिम अभिव्यक्ति में प्रतिस्थापित करने पर, हम प्राप्त करते हैं

परिणामी समीकरण से पता चलता है कि वाटमीटर में से एक को चालू किया जाना चाहिए ताकि पहले चरण की धारा उसके वर्तमान कॉइल के माध्यम से प्रवाहित हो, और वोल्टेज कॉइल पहले और दूसरे चरण के बीच वोल्टेज अंतर के तहत हो; एक अन्य वाटमीटर को चालू किया जाना चाहिए ताकि तीसरे चरण की धारा उसके वर्तमान कुंडल के माध्यम से प्रवाहित हो, और वोल्टेज कुंडल तीसरे और दूसरे चरण के बीच वोल्टेज अंतर के अंतर्गत होगा।

दोनों वाटमीटर की रीडिंग जोड़ने पर हमें तीनों चरणों की शक्ति प्राप्त होती है।

अंजीर पर. 234, ए-इन दो वाटमीटर के सर्किट के लिए तीन विकल्प दिखाता है।

आरेख दिखाते हैं कि वाटमीटर की क्रमिक वाइंडिंग नेटवर्क के किन्हीं दो रैखिक तारों में शामिल हैं। प्रत्येक वाटमीटर की समानांतर वाइंडिंग की शुरुआत वाटमीटर की सीरियल वाइंडिंग के समान तार से जुड़ी होती है। समानांतर वाइंडिंग के सिरे तीसरी लाइन के तार से जुड़े होते हैं।

एक सममित सक्रिय भार और कॉस \u003d 1 के साथ, वाटमीटर की रीडिंग एक दूसरे के बराबर होती है। जब कॉस एक के बराबर नहीं होता है, तो वाटमीटर की रीडिंग बराबर नहीं होगी। 0.5 के बराबर कॉस के साथ, एक वाटमीटर शून्य दिखाएगा। जब कॉस 0.5 से कम होगा, तो इस उपकरण का तीर बाईं ओर विचलित होना शुरू हो जाएगा। डिवाइस की रीडिंग प्राप्त करने के लिए इसके सीरियल या समानांतर वाइंडिंग के सिरों को स्विच करना आवश्यक है।

दो वाटमीटर की रीडिंग के अनुसार तीन-चरण प्रणाली की सक्रिय शक्ति को मापने के लिए, आपको उनकी रीडिंग को जोड़ना होगा या एक वाटमीटर की रीडिंग से दूसरे वाटमीटर की रीडिंग को घटाना होगा, जो नकारात्मक थी। मापने वाले वोल्टेज और वर्तमान ट्रांसफार्मर का उपयोग करके दो वाटमीटर के साथ बिजली मापने की योजना अंजीर में दी गई है। 235.

तीन-चरण वाटमीटर का उपयोग करके शक्ति को मापना अधिक सुविधाजनक है, जिसमें दो उपकरण संयुक्त होते हैं, दो वाटमीटर की योजना के अनुसार जुड़े होते हैं और एक सामान्य अक्ष पर कार्य करते हैं, जिससे तीर जुड़ा होता है। इलेक्ट्रोडायनामिक और फेरोडायनामिक प्रणालियों के उपकरणों में, एक ही धुरी पर स्थित या लचीले टेप से जुड़े दो चल कॉइल एक धुरी को घुमाते हैं। इंडक्शन सिस्टम उपकरणों में, दो तत्व एक ही अक्ष पर बैठकर दो डिस्क को घुमाते हैं, या दो तत्व एक डिस्क पर कार्य करते हैं। दो-तत्व तीन-चरण वाटमीटर का स्विचिंग सर्किट अंजीर में दिया गया है। 236.

उच्च वोल्टेज नेटवर्क में, वोल्टेज और करंट मापने वाले ट्रांसफार्मर का उपयोग करके तीन-चरण वाटमीटर को चालू किया जाता है।

7. सममित तीन चरणएकाधिक रिसीवर वाली श्रृंखला

तीन-चरण सर्किट की गणना सममित मोडइसे एक चरण की गणना में घटा दिया जाता है और पारंपरिक साइनसॉइडल वर्तमान सर्किट की गणना के समान ही किया जाता है।

दिया गया: - लाइन वोल्टेज; यूएल

ZL - लाइन प्रतिरोध;

ZФ1 - चरण लोड प्रतिरोध 1;

ZФ2 - चरण लोड प्रतिरोध 2।

गणना क्रम:

1. समानांतर में जुड़े दो त्रिभुजों के प्रतिरोध को चरण प्रतिरोध वाले समतुल्य त्रिभुज से प्रतिस्थापित किया जाना चाहिए:

2. परिणामी समतुल्य त्रिभुज को चरण प्रतिरोध वाले समतुल्य तारे से प्रतिस्थापित किया जाना चाहिए:

3. ZL को ध्यान में रखते हुए समतुल्य तारे का चरण प्रतिरोध निर्धारित करें:

4. आगे की गणना के लिए किसी जटिल विधि के उपयोग की आवश्यकता नहीं होती है। यह रैखिक धारा का प्रभावी मान निर्धारित करने के लिए पर्याप्त है

फिर ढूंढो प्रभावी मूल्यरिसीवर के समतुल्य तारे का चरण वोल्टेज

और रिसीवर लाइन वोल्टेज

रिसीवर के चरण धाराओं के प्रभावी मूल्य ओम के नियम द्वारा निर्धारित किए जाते हैं:

8. नेसिममीट्रिक मोड तीन-चरण सर्किट

तीन-चरण प्रणाली में एक असममित मोड तब होता है जब स्रोत के चरण ईएमएफ के लिए समरूपता शर्तों में से कम से कम एक का उल्लंघन होता है -

और रिसीवर के चरण प्रतिरोधों की समानता ZA = ZB = ZC।

जब रिसीवर के चरण एक तारे से जुड़े होते हैं और एक तटस्थ तार होता है (छवि 1), एक असममित मोड के सामान्य मामले में, तटस्थ तार I0 में धारा शून्य से भिन्न होती है और के बीच एक वोल्टेज होता है रिसीवर और स्रोत के न्यूट्रल U0 "0। इस संबंध में, धाराओं की गणना चरणों द्वारा अलगाव में नहीं की जा सकती, जैसा कि सममित मोड में होता है।

विचाराधीन सर्किट की गणना करने के लिए, नोडल वोल्टेज विधि का उपयोग करना सबसे सुविधाजनक है, क्योंकि सर्किट में केवल दो नोड होते हैं। एकल नोडल तनाव के लिए, हमारे पास समीकरण है

जिससे हम सीधे तटस्थ बिंदुओं के बीच वोल्टेज पाते हैं:

सर्किट में धाराओं के लिए, हम आगे और इसी तरह यू के लिए, ए पाते हैं। यह इस प्रकार है कि एक असममित प्रणाली के सभी तीन चरणों में धाराएँ अन्योन्याश्रित हैं, अर्थात, किसी एक चरण के प्रतिरोध में परिवर्तन से शेष चरणों में धारा में परिवर्तन होता है, क्योंकि इसमें वोल्टेज U0 "0 बदलता है मामला।

परिणामी सूत्र श्रृंखला पर भी लागू होता है पृथक तटस्थ, जिस संक्रमण के लिए किसी को केवल Y0 = 0 सेट करना चाहिए। इस मामले में चरण धाराएं ऊपर बताए गए समान सूत्रों द्वारा निर्धारित की जाती हैं।

दिए गए चरण ईएमएफ के लिए एक त्रिकोण से जुड़े असममित भार में वर्तमान के मूल्यों की गणना त्रिकोण ZAB, ZBC, ZCA को एक तारे में परिवर्तित करके की जा सकती है, जिसके चरण प्रतिरोध सूत्रों द्वारा व्यक्त किए जाते हैं:

परिणामस्वरूप, सर्किट की गणना करने की समस्या केवल उसी तक सीमित हो जाती है जिस पर अभी विचार किया गया है। ऐसा परिवर्तन आपको रैखिक तारों ZA", ZB", ZC" के प्रतिरोध को एक साथ ध्यान में रखने की अनुमति देता है, जो परिवर्तन के बाद, गठित स्टार ZA, ZB, ZC के चरणों के साथ श्रृंखला में जुड़े होते हैं। , चित्र 10.3 में धराशायी रेखाओं द्वारा दिखाया गया है।

समान हेतु सामान्य योजनाउस मामले पर विचार करें जब एक असममित प्रणाली में रैखिक ईएमएफ दिया जाता है, और। इस मामले में, एक पृथक तटस्थ (Y0 = 0 के साथ चित्र 10.4 देखें) के साथ एक स्टार-कनेक्शन सर्किट के लिए, रिसीवर के चरण सी के वोल्टेज की गणना करने के लिए एक संदर्भ नोड 0 "के रूप में, हम लेते हैं, उदाहरण के लिए, जनरेटर का आउटपुट सी। परिणामस्वरूप, हम सीधे प्राप्त करते हैं

इसी प्रकार, सूचकांकों का वृत्ताकार क्रमपरिवर्तन करते हुए, हम लिखते हैं:

हम चरण वोल्टेज को संबंधित चालकता वाईए, बी, सी से गुणा करके चरणों में धाराएं प्राप्त करते हैं।

कई विषम भारों की उपस्थिति में भिन्न प्रकार सेचरण कनेक्शन, आपको एक तारे के त्रिकोण में क्रमिक परिवर्तन और इसके विपरीत और समानांतर या श्रृंखला-जुड़े खंडों के समकक्ष परिवर्तनों का उपयोग करना चाहिए।