Circuite electrice cu curent alternativ trifazat
Curent electric trifazat
Circuitul trifazat este un set de circuite electrice în care există trei semnale sinusoidale. de aceeași frecvență, care diferă în funcție de celălalt ( # 966; = 120 o) și produsă de o sursă comună de energie. Fiecare parte a unui sistem multifazic, caracterizat de același curent, este de obicei numită o fază. Astfel, faza cuvânt în inginerie electrică are două sensuri - unghiul # 966; și o parte a unui sistem multifazic (un conductor de fază separat).
Principalele avantaje ale unui sistem trifazic. posibilitatea de a obține o circulară simplu rotativ câmp magnetic (este posibilă crearea unor motoare de curent alternativ), economia și eficiența (puterea poate fi transmisă de la cele trei conductoare de fază, fără utilizarea unui al patrulea conductor comun -neytrali) precum și capacitatea de a folosi două tensiuni diferite de funcționare într-un singur set (faza si liniare, care sunt de obicei 220 V și 380 V, respectiv).
Istoricul apariției circuitelor electrice trifazice este asociat cu numele MS. Dolivo-Dobrovolsky Petersburg om de știință care, în 1886, dovedind că curenții polifazate sunt capabili de a crea un câmp magnetic rotativ, propus (patentat) proiectarea unui motor trifazat.
Curentul trifazat este cel mai simplu sistem de curenți multifazici, capabil să creeze un câmp magnetic rotativ. Acest principiu se bazează pe activitatea motoarelor electrice trifazate.
Sugerând proiectarea unui motor cu curent alternativ, M.S. Dolivo-Dobrovolsky a dezvoltat toate elementele de bază ale circuitului electric trifazat. Circuitul trifazat constă dintr-un generator trifazat, o linie de alimentare trifazică și receptoare trifazate.
Ca rezultat al sistemului trifazic propus de curent electric, a devenit posibilă transformarea eficientă a curentului electric în energie mecanică.
Energia electrică a curentului trifazat se obține în generatoarele sincrone trifazate (figura 27). Trei înfășurări 2 ale statorului 1 sunt deplasate în spațiu printr-un unghi de 120 °. Începuturile lor sunt notate cu literele A.V.S. iar capetele sunt x. y. z. Rotorul 3 este realizat sub forma unui electromagnet permanent al cărui câmp magnetic excită un curent constant I care curge prin bobina de excitație 4. Rotorul este forțat să se rotească de motorul străin. Când se rotește, câmpul magnetic al rotorului traversează succesiv înfășurările statorului și induce EMF în ele, deplasate (dar deja în timp) unii de alții cu un unghi de 120 °.
Generator sincronic trifazat
Pentru un sistem EMF simetric (figura 28), avem
Diagrame de undă și vectoriale ale sistemului EMF simetric
Diagrama prezintă o secvență directă de alternanță a fazelor (înfășurarea înfășurărilor în ordinea AV C). La schimbarea direcției de rotație, alternarea fazelor este inversată - ASV, ceea ce determină direcția de rotație a motoarelor electrice trifazate.
Există două moduri de conectare a înfășurărilor (fazelor) generatorului și a receptorului trifazat: "stea" și "triunghi".
În cazul generatoarelor cu curent trifazat, energia electrică este generată în trei înfășurări identice conectate într-un aranjament stea. Pentru a salva firele liniei de transmisie de la generator la consumator, sunt trase doar trei fire. Sârmă de la punctul comun de conectare a înfășurărilor nu se întinde, deoarece la rezistențe de încărcare identice (cu o sarcină simetrică), curentul în el este zero.
Schema de înlocuire a sistemului trifazat, conectată printr-o "stea"
Conform primei legi a lui Kirchhoff, IO = IA + IB + IC.
La EMF egalitatea în înfășurările de fază ale generatorului și cu impedanțe de sarcină egale (adică, cu valori egale ale curentilor IA, IB, IC) în sistemul prezentat în figura, cu ajutorul diagramelor vectoriale se poate demonstra că rezultant curent IO în conductorul central va fi egal cu zero . Astfel, se pare că în sistemele simetrice (în cazul în care aceeași rezistență de sarcină), firul central poate fi omisă și linia de transmisie pentru sistemul trifazat poate consta din doar trei fire.
În rețelele de distribuție de joasă tensiune, în care există mulți consumatori monofazați, nu este posibil să se asigure o încărcare uniformă a fiecărei faze, astfel de rețele fiind realizate cu patru fire.
Pentru a asigura siguranța electrică, rețelele de consumatori de joasă tensiune (rețele<1000В), выполнять 4-х проводными с глухо-заземленной нейтралью.
Tensiunea dintre conductorii de fază din linie este denumită de obicei tensiunea de linie, iar tensiunea măsurată între conductorul de fază (fază) și cea centrală este tensiunea de fază.
În sistemele de alimentare cu energie electrică, în special în generatoare și transformatoare de substații, se utilizează în principal conexiunea în stea.
Pentru rețelele de joasă tensiune (cu o tensiune mai mică de 1000 V), liniar etalon principal (între conductorii de fază) de tensiune de tensiune este primit 380 V, tensiunea de fază (între conductorul de fază și centrul) va fi de 220 V.
Rețelele de joasă tensiune sunt rețele de consumatori pentru diferite scopuri, nu alimentând în mod necesar motoare trifazate. În astfel de rețele, se pot utiliza diferite faze pentru a furniza separat consumatori diferiți. Ca urmare, sarcina diferitelor faze nu va fi aceeași. Mai mult decât atât, în scopul siguranței, SAE (regulile aparatelor electrice) stabilește că rețeaua de joasă tensiune cu trei faze trebuie să fie aranjate patru, cu neutru legat la pământ. Pentru aceasta, circuitul transformatorului de step-down (stația descendentă), de obicei, arată astfel.
