Třífázový obvod je kombinací tří elektrických obvodů, ve kterých pracují sinusové EMF stejné frekvence, posunuté vůči sobě ve fázi o 120 o , vytvořený společným zdrojem. Část třífázové soustavy, kterou protéká stejný proud, se nazývá fáze.
Třífázový obvod se skládá z třífázového generátoru, spojovacích vodičů a přijímačů nebo zátěží, které mohou být jednofázové nebo třífázové.
Třífázový generátor je synchronní stroj. Stator generátoru obsahuje vinutí sestávající ze tří částí nebo fází, které jsou vůči sobě prostorově posunuty o 120 o . Ve fázích generátoru je indukován symetrický třífázový EMF systém, ve kterém jsou elektromotorické síly stejné amplitudy a liší se ve fázi o 120 o . Zapišme si okamžité hodnoty a komplexy efektivních hodnot EMF.
Součet elektromotorických sil symetrického třífázového systému v každém okamžiku je nulový.
Na schématech třífázových obvodů jsou začátky fází označeny prvními písmeny latinské abecedy ( A, B, C ), a konce – s posledními písmeny ( X A Z ). Směry elektromotorické síly (EMF) ukazují od konce fáze vinutí generátoru k jejímu začátku.
Každá fáze zátěže je připojena k fázi generátoru dvěma vodiči: přímým a zpětným. Výsledkem je nespojený třífázový systém, který má šest připojovacích vodičů. Pro snížení počtu připojovacích vodičů se používají třífázové obvody zapojené do hvězdy nebo trojúhelníku.
7.2. Zapojení do hvězdy. Schéma, definice
Pokud jsou konce všech fází generátoru připojeny ke společnému uzlu a začátky fází jsou připojeny k zátěži a tvoří třípaprskovou hvězdu odporů, získá se třífázový obvod zapojený hvězdou. V tomto případě se tři zpětné vodiče sloučí do jednoho, nazývaného nula nebo neutrální. Třífázový obvod zapojený hvězdou je znázorněn na obr. 7.
Vodiče vedoucí od zdroje k zátěži se nazývají linkové vodiče, vodič spojující neutrální body zdroje Nи Přijímač N’ se nazývá neutrální (nulový) vodič.
Napětí mezi začátky fází nebo mezi vodiči vedení se nazývá síťové napětí. Napětí mezi začátkem a koncem fáze nebo mezi vodičem vedení a nulovým vodičem se nazývá fázové napětí.
Proudy ve fázích přijímače nebo zdroje se nazývají fázové proudy, proudy ve vedeních se nazývají vedení. Protože vedení jsou zapojena sériově s fázemi zdroje a přijímače, jsou vedení v zapojení do hvězdy současně fázovými proudy.
ZN — odpor nulového vodiče.
Síťová napětí se rovnají geometrickým rozdílům odpovídajících fázových napětí
Obr. 7.2 znázorňuje vektorový diagram fázových a síťových napětí symetrického zdroje.
Z vektorového diagramu je patrné, že
U symetrického systému je síťové napětí zdroje EMF větší než fázové napětí
√3krát.
7.3. Zapojení do trojúhelníku. Schéma, definice
Pokud je konec každé fáze vinutí generátoru spojen se začátkem další fáze, vytvoří se zapojení do trojúhelníku. Tři fázové vodiče vedoucí k zátěži jsou připojeny k připojovacím bodům vinutí.
Obr. 7.3 znázorňuje třífázový obvod zapojený do trojúhelníku. Jak je vidět
Z obr. 7.3 vyplývá, že v třífázovém obvodu zapojeném do trojúhelníku jsou fázová a síťová napětí stejná.
Lineární a fázové zatěžovací proudy jsou vzájemně propojeny prvním Kirchhoffovým zákonem pro uzly a, b, c.
Síťový proud se rovná geometrickému rozdílu odpovídajících fázových proudů.
Obr. 7.4 znázorňuje vektorový diagram třífázového obvodu zapojeného do trojúhelníku se symetrickou zátěží. Zátěž je symetrická, pokud jsou fázové odpory stejné. Vektory fázových proudů se shodují ve směru s odpovídajícími vektory fázových napětí, protože zátěž se skládá z aktivních odporů.
Z vektorového diagramu je patrné, že
Iл = √3 Iф při symetrickém zatížení.
Třífázové obvody zapojené do hvězdy jsou častější než třífázové obvody zapojené do trojúhelníku. To je vysvětleno skutečností, že zaprvé v obvodu zapojeném do hvězdy lze získat dvě napětí: lineární a fázové. Zadruhé, pokud jsou fáze vinutí elektrického stroje zapojeného do trojúhelníku v nerovných podmínkách, objevují se ve vinutí další proudy, které ho zatěžují. Takové proudy ve fázích elektrického stroje zapojeného podle schématu „hvězda“ chybí. Proto se v praxi vyhýbáme zapojení vinutí třífázových elektrických strojů do trojúhelníku.
7.4. Výpočet třífázového obvodu zapojeného do hvězdy
Třífázový obvod zapojený do hvězdy se nejpohodlněji vypočítává pomocí metody dvou uzlů.
Obr. 7.5 znázorňuje třífázový obvod se zapojením do hvězdy. V obecném případě nejsou odpory fází zátěže stejné (ZA ≠ ZB ≠ ZC )
Nulový vodič má konečný odpor ZN .
V obvodu vzniká mezi neutrálními body zdroje a zátěže uzlové napětí neboli napětí předpětí v nulovém bodě.
Toto napětí je určeno vzorcem (7.2).
Fázové proudy jsou určeny vzorci (v souladu s Ohmovým zákonem pro aktivní větev):
Proud v neutrálním vodiči
1. Symetrické zatíženíOdpory fází zátěže jsou stejné a rovny nějakému aktivnímu odporu Z.A = ZB = ZC = R.
Uzlové napětí
protože třífázový systém EMF je symetrický, .
Fázová napětí zátěže a generátoru jsou stejná:
Fázové proudy mají stejnou velikost a shodují se ve fázi s jejich fázovými napětími. V neutrálním vodiči neprotéká žádný proud.
V třífázovém systému zapojeném do hvězdy se symetrickým zatížením není nulový vodič potřeba.
Obr. 7.6 znázorňuje vektorový diagram třífázového obvodu pro symetrické zatížení.
2. Zatížení je asymetrické, RA
7.5. Výkon v trojfázových obvodech
Trojfázový obvod je normální sinusový proudový obvod s více zdroji.
Činný výkon třífázového obvodu se rovná součtu činných výkonů fází
Vzorec (7.5) se používá k výpočtu činného výkonu v třífázovém obvodu s asymetrickým zatížením.
Se symetrickým zatížením:
Při připojení symetrického zatížení v trojúhelníku
Při zapojení do hvězdy
Přednášky a úkoly na TOE. Stránka poskytuje přednáškový materiál pro studium teoretických základů elektrotechniky a video tutoriály na všechna témata. Můžete si také objednat řešení problémů, ročníkové práce, výpočty, testy a domácí úkoly. Online nápověda ke zkouškám a testům. Řešení testů, výuka přes Skype atd. V nejbližší době na stránky přibudou hotové práce na různá témata TOE, TAU a dalších oborů.
- Hlavní stránka
- Teorie
- Užitečná literatura
- Testy na TOE
- Poznávací
- Fyzika
- Objednejte si řešení
- Připravené úkoly a RGR
18.3. Způsoby zapojení fází v třífázovém obvodu
teorie / 18.3. Způsoby zapojení fází v třífázovém obvodu
Pro stavebnictví třífázový obvod Ke každé fázi třífázového zdroje je připojen samostatný přijímač energie nebo jedna fáze třífázového přijímače.
Obr. 1 – Schéma zapojení nespojeného třífázového obvodu.
Zde třífázový zdroj je reprezentován třemi ideálními zdroji elektromotorického pole EA, EB, EC. Tři fáze přijímače jsou reprezentovány podmíněně ideálními prvky s plnými komplexními odpory Za, Zb, Zc. Každý fáze přijímače je připojen k odpovídající fázi zdroje, jak je znázorněno na obr. 1. V tomto případě jsou vytvořeny tři elektrické obvody, strukturálně sjednocené jedním třífázovým zdrojem, tj. třífázový obvodV tomto obvodu jsou tři fáze propojeny pouze konstrukčně a nemají mezi sebou žádné elektrické spojení (nejsou spolu elektricky propojeny). Takový obvod se nazývá nepropojený třífázový obvod a prakticky se nepoužívá.
V praxi jsou tři fáze třífázového obvodu vzájemně propojeny (elektricky spojeny).
Existují různé způsoby připojení fází třífázových zdrojů a třífázových spotřebičů elektřiny. Nejběžnější zapojení jsou “hvězda” a “trojúhelník”V tomto případě se způsob zapojení zdrojových fází a spotřebních fází v třífázových systémech může lišit. Zdrojové fáze se obvykle zapojují do „hvězdy“, spotřební fáze se zapojují buď do „hvězdy“, nebo do „trojúhelníku“.
Při zapojení fází vinutí generátoru (nebo transformátoru) do „hvězdy“ jsou jejich konce X, Y a Z připojeny k jednomu společnému bodu N, nazývanému neutrální bod (nebo nulový bod) (obr. 2). Konce fází přijímačů x, y, z jsou také připojeny k jednomu bodu n. (neutrální bod přijímače)Tento typ zapojení se nazývá hvězdicové zapojení.
Obr. 2 — Schéma zapojení fází zdroje a přijímače do hvězdy.
Vodiče Aa, Bb a Cc spojující fázové počátky generátoru a přijímače se nazývají linkové dráty (fázový vodič A, fázový vodič B, fázový vodič C). Vodič Nn, spojující bod N generátoru s bodem n přijímače, se nazývá neutrální vodič.
Zde každá fáze stále představuje elektrický obvod, ve kterém je přijímač připojen k odpovídající fázi zdroje prostřednictvím nulového vodiče a jednoho z vodičů vedení (tečkovaná čára na obr. 2). Na rozdíl od nepropojeného třífázového obvodu však přenosové vedení používá méně vodičů. To určuje jednu z výhod třífázových obvodů – cenovou efektivitu. přenos energie.
Při zapojování fází třífázového zdroje napájení do trojúhelníku (obr. 3) se konec X jedné fáze připojí k začátku B druhé fáze, konec Y druhé fáze k začátku C třetí fáze a konec Z třetí fáze k začátku první fáze A. Začátky A, B a C fází se připojí pomocí tří vodičů ke třem fázím přijímače, rovněž zapojeným do trojúhelníku.
Obr. 3 – Schéma zapojení fází zdroje a přijímače v trojúhelníku
I zde je každá fáze elektrickým obvodem, ve kterém je přijímač připojen k odpovídající fázi zdroje pomocí dvou vodičů vedení (tečkovaná čára na obr. 3). Přenosové vedení však používá ještě méně vodičů. Díky tomu je přenos elektřiny ještě ekonomičtější.
S metodou připojení „trojúhelník“ fáze přijímače jsou pojmenovány dvěma symboly podle vodičů linky, ke kterým je daná fáze připojena: fáze „ab“, fáze „bc“, fáze „ca“. Parametry fází jsou označeny odpovídajícími indexy: Zab, Zbc, Zca.
