Faz ve hat voltajları arasındaki farkı anlıyoruz. Üç fazlı voltaj

• "onclick \u003d" window.open (this.href, "win2 return false\u003e Yazdır
• E-posta adresi

Ayrıntılar Kategori: Elektrik Mühendisliği

Üç fazlı AC sistemi

Enerji santralleri üretir üç fazlı alternatif akım... Üç fazlı bir akım jeneratörü, olduğu gibi, üç alternatif akım jeneratörünün birlikte bir araya getirilmesidir, böylece akım (ve voltaj) aynı anda değişmez, ancak dönemin 1 / 3'ü kadar bir gecikme ile çalışır. Bu, jeneratör bobinlerini birbirine göre 120 ° kaydırarak yapılır (Şek. Sağda).

Jeneratör sargısının her bir parçası denir evre. Bu nedenle, üç parçadan oluşan bir sargıya sahip jeneratörler denir. üç faz .

" evre "Elektrik mühendisliğinde iki anlam vardır: 1) genlikle birlikte, belirli bir zamanda salınım sürecinin durumunu belirleyen bir değer olarak; 2) alternatif akım elektrik devresinin bir kısmının adı anlamında (örneğin, bir elektrik makinesinin sargısının bir kısmı).

Üç fazlı bir akımın oluşumunun bazı görsel temsili, Şek. ayrıldı.
Çekirdekli bir okul katlanabilir transformatöründen üç bobin, birbirine göre 120 ° 'lik bir açıyla bir daireye yerleştirilir. Her bobin bir demoya bağlıdır galvanometre... Dairenin ortasında, eksene düz bir mıknatıs tutturulmuştur. Mıknatıs döndürülürse, üç "bobin-galvanometre" devresinin her birinde bir alternatif akım üretilir. Mıknatısın yavaş bir dönüşü ile, her üç devrede de akımların maksimum ve minimum değerlerinin ve yönlerinin her an farklı olacağını görebilirsiniz.

Bu nedenle, üç fazlı bir akım, aynı frekanstaki üç alternatif akımın birleşik eylemini temsil eder, ancak birbirine göre bir periyodun 1 / 3'ü kadar faz kayması.
Jeneratörün her sargısı, tüketicisine bağlanarak bağlantısız bir üç fazlı sistem oluşturabilir. Elektrik enerjisi aktarımı altı kablo kullanılarak gerçekleştirildiğinden, üç ayrı alternatöre ilişkin bu tür bir bağlantının hiçbir faydası yoktur (Şek. Sağda).

Uygulamada, üç fazlı bir jeneratörün sargılarını bağlamanın iki başka yolu elde edilmiştir. İlk bağlantı yöntemi adlandırıldı yıldızlar (soldaki şekil, a) ve ikinci - üçgen (şek. b).

Bağlanırken star üç fazın tümünün uçları (veya başlangıçları) tek bir ortak düğüme bağlanır ve başlangıçlardan (veya sonlardan) tüketicilere giden kablolar vardır. Bu teller denir hat telleri . Jeneratörün (veya tüketicinin) fazlarının uçlarının bağlandığı ortak noktaya denir. sıfır noktası veya tarafsız . Jeneratörün sıfır noktası ile tüketiciyi birbirine bağlayan tel denir. nötr Tel ... Ağda fazlarda eşit olmayan bir yük oluşursa nötr tel kullanılır. Tüketici fazlarındaki voltajı eşitlemenizi sağlar.

Sıfır tel genellikle aydınlatma ağlarında kullanılır. Her üç fazda da eşit güçte aynı sayıda lambanın varlığında bile, tek tip yük korunmaz, çünkü lambalar her aşamada aynı anda kapanmaz, yanabilir ve daha sonra tekdüzelik fazların yükü ihlal edilecektir. Bu nedenle, aydınlatma ağı için, bağlantısız üç fazlı bir sistemle altı yerine dört telli (Şek. Sağda) bir yıldız bağlantısı kullanılır.

Bir yıldıza bağlandığında, iki tür voltaj ayırt edilir: faz ve doğrusal... Her hat ile nötr tel arasındaki voltaj, jeneratörün karşılık gelen fazının terminalleri arasındaki voltaja eşittir ve faz olarak adlandırılır ( U f ) ve iki hat teli arasındaki voltaj hat voltajıdır ( U l ).

Faz ve hat voltajları arasında oranı ayarlayabilirsiniz:

U l \u003d 3. U f ≈ 1.73. U f ,

voltaj üçgenini düşünürsek (şek. soldaki).

Gerçekten mi,

Il \u003d ^ h-T ^ -r-T ^ -soyW ^ Cf-l / 2 + 2-co5b0 ° \u003d l / 3 -Ts,

Uygulamada, voltajlarda nötr telli üç fazlı devreler yaygın olarak kullanılmaktadır. U L \u003d 380 V; U f \u003d 220 V.

Simetrik yüke sahip nötr teldeki akım sıfır olduğundan, doğrusal teldeki akım fazdaki akıma eşittir.
Fazların eşit olmayan bir yükü ile, nispeten küçük bir değere sahip bir eşitleme akımı, nötr telden geçer. Bu nedenle, bu telin enine kesiti doğrusal telinkinden çok daha küçük olmalıdır. Doğrusal ve nötr tellere dört ampermetre eklerseniz bu görülebilir. Sıradan elektrik ampullerini bir yük olarak kullanmak uygundur (şek. Sağda).

Fazlarda aynı yük ile nötr teldeki akım sıfırdır ve bu tele ihtiyaç yoktur (örneğin elektrik motorları düzgün bir yük oluşturur). Bu durumda jeneratör bobinlerinin başlangıç \u200b\u200bve bitişlerinin birbirleriyle seri bağlantısı olan bir "delta" bağlantısı yapılır. Bu durumda sıfır tel yoktur.
Jeneratör ve tüketicilerin sargılarını bağlarken " üçgen »Faz ve hat voltajları birbirine eşittir,
şunlar. U L = U f ve içindeki hat akımı √3 faz akımının katı ben L = √3 . ben F

Bileşik üçgen hem aydınlatma hem de güç yüklemesi için kullanılır. Örneğin, bir okul atölyesinde makineler bir yıldız veya üçgene dahil edilebilir. Şunun veya bu bağlantı yönteminin seçimi, şebeke voltajının değeri ve elektrik enerjisi alıcılarının nominal voltajı ile belirlenir.
Prensip olarak, jeneratörün fazlarını bir delta ile bağlamak mümkündür, ancak bu genellikle yapılmaz. Gerçek şu ki, belirli bir hat voltajı oluşturmak için, jeneratörün her fazı, bir üçgenle bağlandığında, bir yıldız bağlantısından birkaç kat daha büyük bir voltaj için tasarlanmalıdır. Jeneratör fazında daha yüksek voltaj, daha fazla dönüş ve sargı teli için güçlendirilmiş yalıtım gerektirir, bu da makinelerin boyutunu ve maliyetini arttırır. Bu nedenle, üç fazlı jeneratörlerin fazları neredeyse her zaman yıldız bağlantılıdır. Öte yandan motorlar bazen bir yıldızla başlama anında açılır ve ardından bir deltaya geçer.

Birçoğu şu kadar gizemli sözler duydu: bir aşama, üç aşama, sıfır, topraklama veya dünyave bunların elektrik dünyasında önemli kavramlar olduğunu bilin. Bununla birlikte, herkes ne demek istediklerini ve çevreleyen gerçeklikle nasıl ilişki kurduklarını anlamıyor. Yine de bilmek zorunludur.

DIYer tarafından ihtiyaç duyulmayan teknik detaylara girmeden şunu söyleyebiliriz: üç fazlı ağ - Bu, alternatif akım üç telden geçtiğinde ve biri birer birer geri gittiğinde, elektrik akımını aktarmanın bir yöntemidir. Yukarıdakilerin biraz açıklanması gerekiyor. Herhangi bir elektrik devresi iki telden oluşur. Akım birer birer tüketiciye (örneğin, su ısıtıcısına) gider ve diğeri geri döner. Böyle bir devreyi açarsanız, akım akmayacaktır. Tek fazlı bir ağın tam açıklaması budur (Şekil 1).

İncir. 1. Tek fazlı devre şeması

Akımın içinden geçtiği tel faz veya basitçe faz olarak adlandırılır ve içinden geri döndüğü - sıfır veya sıfır. Üç fazlı bir devre, üç faz iletkeni ve bir dönüş iletkeninden oluşur. Bu mümkündür, çünkü üç telin her birindeki AC fazı bitişik olana göre 120 ° C kaydırılır (Şekil 2). Elektromekanik üzerine bir ders kitabı, bu soruyu daha ayrıntılı olarak yanıtlamaya yardımcı olacaktır.

İncir. 2. Üç fazlı devre şeması

Alternatif akımın iletimi, tam olarak üç fazlı ağların yardımıyla gerçekleşir. Bu ekonomik olarak faydalıdır - iki tane daha nötr kabloya gerek yoktur. Tüketiciye yaklaşırken akım üç faza bölünür ve her birine sıfır verilir. Böylece dairelere ve evlere giriyor. Bazen üç fazlı bir ağ doğrudan eve getirilse de. Kural olarak, özel sektörden bahsediyoruz ve bu durumun artıları ve eksileri var. Bu daha sonra tartışılacaktır.
Dünya veya daha doğrusu, topraklama - üçüncü kablo tek fazlı ağ... Aslında bir iş yükü taşımaz, ancak bir çeşit sigorta görevi görür.
Bu bir örnekle açıklanabilir. Elektriğin kontrolden çıkması durumunda (örneğin, kısa devre), yangın veya elektrik çarpması tehlikesi vardır. Bunun olmasını önlemek için (yani, akımın değeri insanlar ve cihazlar için güvenli bir seviyeyi geçmemelidir), topraklama başlatılır. Bu tel sayesinde fazla elektrik kelimenin tam anlamıyla toprağa karışır (Şekil 3).

İncir. 3. En basit

Bir örnek daha. Çamaşır makinesinin elektrik motorunun çalışmasında küçük bir arıza olduğunu ve elektrik akımının bir kısmının cihazın dış metal kabuğuna girdiğini varsayalım. Topraklama yoksa, bu yük çamaşır makinesinde dolaşmaya devam edecektir. Kişi ona dokunduğunda anında bu enerji için en uygun çıkış noktası olacak, yani elektrik çarpması alacaktır. Bu durumda bir topraklama teli varsa, fazla yük kimseye zarar vermeden üzerinden boşalacaktır. Ayrıca söylenebilir ki nötr iletken aynı zamanda topraklama da olabilir ve ilke olarak öyledir, ancak yalnızca bir elektrik santralinde.

Elektrik mühendisliğinin temel bilgilerine güvenen bazı ustalar, nötr Tel topraklama olarak. Bunu asla yapma. Nötr tel koparsa, topraklanmış cihazların durumları 220 V'ta enerjilendirilecektir.

Vakaların% 99'unda, bir daire için tek fazlı bir ağ kurulur. Üç aşamalı olandan ayırt etmek çok kolaydır. Gelen kabloda 3 veya 2 tel varsa, 5 veya 4 üç fazlı olduğunda ağ tek fazlıdır (Şekil 4).

İncir. 4. Topraklama kablosu çıkarılırsa dört çekirdekli veya iki çekirdekli bir kablo olur

Bildiğiniz gibi, enerjiyi belli bir mesafeden ileten tellerden üç fazlı bir akım akar - bu daha karlı. Daireye tek fazlı girer. Üç fazlı bir devrenin 3 tek fazlı devreye bölünmesi, VRU... Oraya beş çekirdekli bir kablo girer ve üç çekirdekli bir kablo çıkar (Şekil 5).

İncir. 5. Üç fazlı bir ağı tek fazlı tüketicilere bölme şeması

2 kişinin daha nereye gittiği sorulduğunda cevap basit: diğer daireleri besliyorlar. Bu, sadece 3 daire olduğu anlamına gelmez, sadece kablo dayanabilirse, istediğiniz kadar daire olabilir. Sadece, panonun içinde, üç fazlı bir devre, tek fazlı devrelere bağlanır (Şekil 6).

İncir. 6. Tek fazlı elektrik ağı

Daireye giren her aşama aşağıdakilerle desteklenir: sıfır ve topraklama, bu şekilde üç çekirdekli bir kablo elde edersiniz.
İdeal olarak üç fazlı ağ sadece bir sıfır. Akım birbirine göre üçte bir oranında faz kaydırıldığı için daha fazlası gerekli değildir. Sıfır, içinde gerilim bulunmayan nötr bir iletkendir. Gerilimin olduğu fazın aksine toprağa göre potansiyeli yoktur. 220 V... Bir çift "faz - faz" geriliminde 380 V... Hiçbir şeyin bağlı olmadığı üç fazlı bir ağda, nötr iletkende gerilim yoktur. En ilginç şey, ağ tek fazlı bir devreye bağlandığında gerçekleşmeye başlar. Bir aşama, 2 ampul ve bir buzdolabının bulunduğu daireye, ikincisi - 5 klima, 2 bilgisayar, bir duşakabin, bir indüksiyon ocağı vb.'nin bulunduğu daireye girer (Şekil 7).

İncir. 7. Üç fazlı elektrik ağı

Bu iki fazdaki yükün aynı olmadığı açıktır ve artık herhangi bir nötr iletkenden söz edilmemektedir. Üzerinde voltaj da belirir ve yük ne kadar dengesiz olursa, o kadar büyük olur.

Fazlar artık birbirini telafi etmez, böylece toplam sıfır olur.
Son zamanlarda, böyle bir ağdaki akımların telafi edilmemesi durumu, dürtü adı verilen yeni elektrikli cihazların ortaya çıkmasıyla daha da kötüleşti. Çalıştırma anında, normal çalışmaya göre çok daha fazla enerji tüketirler. Farklı faz yükleriyle birleştirilmiş bu dürtü cihazları, nötr iletkende (sıfır) herhangi bir fazdan 2 kat daha fazla olabilen bir voltajın ortaya çıkmasına neden olan koşullar yaratır. Ancak, tarafsız olan aynı enine kesitlerfaz teli olarak ve yük daha büyüktür.
Bu nedenle son yıllarda adı verilen bir fenomen sıfırı yakmak - nötr iletken, yük ile baş edemez ve yanar. Bu fenomenin üstesinden gelmek kolay değildir: ya nötr telin enine kesitini arttırmak (bu pahalıdır) ya da yükü 3 faz arasında eşit olarak dağıtmak (bir apartman binasında imkansızdır). En kötüsü, bir düşürme izolasyon transformatörü satın alabilirsiniz, voltaj regülatörü.

Özel ev durum daha iyi, çünkü sahibi bir ve elektriği aşamalı olarak dağıtmak çok daha kolay. Hatta heyecan verici bir aktivite - gücü hesapla elektrikli aletler ve bunları fazlar halinde dağıtarak yükün aynı olmasını sağlayın. Tüm hesaplamalar yaklaşık olarak yapılır ve ışığı ve 2 TV'yi açmanın gerekli olduğu anlamına gelmez ve marangoz makinesi sokakta çalışıyorsa, aşırıdır. Her şey evin sahibinin arzusuna bağlıdır: üç fazlı bir ağ veya tek fazlı bir ağ yürütmek. Burada artıları ve eksileri var.

Üç fazlı bir ağın eksileri 2.

1. Belirli bir alandaki gerilim, büyük ölçüde başkalarının çalışmalarına bağlıdır. Fazlardan biri aşırı yüklenmişse, geri kalanı düzgün çalışmayabilir. İstediğiniz gibi kendini gösterebilir. Bunun olmasını önlemek için bir dengeleyiciye ihtiyacınız var - ucuz bir şey değil.
2. Üç fazlı bir ağ için özel olarak tasarlanmış bir panodaki ekipmanın yanı sıra üç fazlı bir ağ cihazının maliyetleri de gereklidir. Tek fazdan daha büyük olacaklar. Ek olarak, üç fazlı ağları çalıştırma kurallarını bilmeniz gerekir.

Üç fazlı bir ağın avantajları ayrıca 2.

1. Üç fazlı bir ağ, daha fazla güç elde etmenizi sağlar. Toplam gücü 10 kW cihazlara sahip tek fazlı bir ağ halihazırda aşırı yük yaşıyorsa, üç fazlı bir ağ 30 kW ile iyi başa çıkabilir. Örnek çok basit. Eve elektrik hattından sadece 1 faz girerse, gelen iletkenin 16 mm2'lik bir kesiti ile maksimum güç sadece 14 kW olacak ve 3 fazın tümü zaten 42 kW ise. Fark oldukça somut.
2. Üç fazlı güç kaynağı olan elektrikli cihazları (elektrikli sobalar) bağlamak alışılmadık derecede kolay hale gelir. Özel bir ev durumunda en önemli şey, birçok makinede bulunan üç fazlı elektrik motorlarıdır.

Üç fazlı bağlantı, artan güçteki jeneratörleri ve elektrik motorlarını açmanın yanı sıra farklı voltaj parametreleriyle çalışma yeteneğini de mümkün kılar, elektrik devresine olan yük bağlantısının türüne bağlıdır. Üç fazlı bir ağda çalışmak için, öğelerinin oranını anlamanız gerekir.

Üç fazlı bir ağın unsurları

Üç fazlı bir ağın ana unsurları bir jeneratör, bir elektrik enerjisi iletim hattı ve bir yüktür (tüketici). Bir devrede doğrusal ve faz voltajı nedir sorusunu düşünmek için, fazın ne olduğuna dair bir tanım vereceğiz.

Bir faz, çok fazlı bir elektrik devresi sistemindeki bir elektrik devresidir. Fazın başlangıcı, içinden elektrik akımının girdiği elektrik iletkeninin terminali veya sonudur. Uzmanlar, elektrik devrelerindeki fazların sayısı konusunda her zaman farklılık göstermiştir: tek fazlı, iki fazlı, üç fazlı ve çok fazlı.

Hem çok fazlı devreler hem de tek fazlı bir devre üzerinde önemli bir avantajı olan nesnelerin en yaygın kullanılan üç fazlı bağlantısı. Farklılıklar aşağıdaki gibidir:

• elektrik enerjisinin taşınması için daha düşük maliyetler;
• asenkron motorların çalışması için EMF oluşturma yeteneği, asansörlerin çok katlı binalarda, ofiste ve üretimde ekipmanın çalışmasıdır;
• bu tür bir bağlantı, hem hat hem de faz geriliminin aynı anda kullanılmasını mümkün kılar.

Faz ve hat voltajı nedir?

Üç fazlı devrelerdeki faz ve hat voltajları, elektrik güç panellerindeki manipülasyonların yanı sıra 380 volt ile çalışan ekipmanın çalışması için önemlidir, yani:

1. Faz gerilimi nedir? Fazın başlangıcı ile bitişi arasında belirlenen, pratikte nötr tel ile faz arasında belirlenen gerilimdir.
2. Hat voltajı, değerin iki faz arasında, farklı fazların terminalleri arasında ölçülmesidir.

Pratikte faz voltajı lineer voltajdan% 60 farklıdır, yani lineer voltajın parametreleri faz voltajından 1,73 kat daha yüksektir. Üç fazlı devrelerin 380 voltluk bir hat voltajı olabilir, bu da 220 V'luk bir faz voltajı elde etmeyi mümkün kılar.

Fark ne?

Toplum için, "faz-faz gerilim" kavramı, apartman binalarında, yüksek katlı binalarda, birinci katlar ofis binaları için sağlandığında ve ayrıca bina nesnelerinin birkaç ile birbirine bağlandığı alışveriş merkezlerinde bulunur. 380 voltluk bir voltaj sağlayan üç fazlı bir ağın güç kabloları. Evde bu tür bir bağlantı, asansörler için asenkron motorların çalışmasını, bir yürüyen merdivenin çalışmasını ve endüstriyel soğutma ekipmanının çalışmasını sağlar.

Uygulamada, bir faz ve sıfırın daireye gittiği ve üç fazın tümü + nötr bir telin ofis alanına gittiği göz önüne alındığında, üç fazlı bir devrenin kablolanması oldukça basittir.

Doğrusal bağlantı şemasının karmaşıklığı, iletkenin montajı sırasında bir ekipman arızasına yol açabilecek belirleme zorluğundan kaynaklanmaktadır. Devre, esas olarak faz ve doğrusal bağlantılar, yük sargılarının bağlantıları ve güç kaynağı arasında farklılık gösterir.

Bağlantı şemaları

Ağa voltaj kaynaklarını (jeneratörler) bağlamak için iki şema vardır:

• "Üçgen";
• "Star".

Yıldız bağlantısı yapıldığında, jeneratör sargılarının başlangıcı tek noktadan bağlanır. Gücü artırma yeteneği sağlamaz. Ve "üçgen" şemasına göre bağlantı, sargıların seri olarak bağlandığı zamandır, yani, bir fazın sargısının başlangıcı, diğerinin sargısının sonuna bağlanır. Bu, stresi üçe katlama yeteneği verir.

Bağlantı şemalarının daha iyi anlaşılması için uzmanlar, faz ve hat akımlarının ne olduğunu tanımlar:

• hat akımı, elektrik enerjisi kaynağı ile alıcı (yük) arasındaki bağlantının denizaltında akan akımdır;

• faz akımı, elektrik güç kaynağının her sargısında veya yük sargılarında akan akımdır.

Doğrusal ve faz akımları, kaynakta (jeneratör) dengesiz bir yük olduğunda önemlidir, bu genellikle nesneleri güç kaynağına bağlama sürecinde karşılaşılır. Hatla ilgili tüm parametreler, hat gerilimleri ve akımlarıdır ve fazla ilgili olanlar, faz miktarlarının parametreleridir.

"Yıldız" bağlantısından, hat akımlarının faz akımları ile aynı parametrelere sahip olduğu görülebilir. Sistem simetrik olduğunda nötr bir iletkene ihtiyaç yoktur; pratikte yük dengesiz olduğunda kaynağın simetrisini korur.

Bağlı yükün asimetrisi nedeniyle (ve pratikte bu, devreye aydınlatma cihazlarının dahil edilmesiyle olur), devrenin üç fazının bağımsız çalışmasını sağlamak gerekir, bu da üç telli olarak yapılabilir. satır, alıcının fazları bir üçgene bağlandığında.

Uzmanlar, hat voltajı düştüğünde faz voltajı parametrelerinin değiştiğine dikkat ediyor. Fazdan faza gerilimin değerini bilerek, faz geriliminin değerini kolayca belirleyebilirsiniz.

Hat voltajı nasıl hesaplanır?

ve Ohm kanunu:

Bir nesneye elektrik sağlamak için dallanmış bir sistem gerçekleştirildiğinde, bazen iki tel "sıfır" ve "faz" arasındaki voltajı hesaplama ihtiyacı vardır: IF \u003d IL, faz ve doğrusal parametrelerin eşitliğini gösterir. Faz kabloları ve hat kabloları arasındaki ilişki aşağıdaki formül kullanılarak bulunabilir:

Gerilim oranlarının bulma elemanı ve güç kaynağı sisteminin uzmanlar tarafından değerlendirilmesi, değerleri bilindiğinde doğrusal parametrelere göre gerçekleştirilir. Dört telli güç kaynağı sistemlerinde 380/220 volt işaretlenmiştir.

Çıktı

Üç fazlı bir devrenin (dört iletkenli devre) yeteneklerini kullanarak, bağlantılar farklı şekillerde yapılabilir, bu da yaygın kullanımını mümkün kılar. Uzmanlar, bağlantı için üç fazlı voltajın evrensel bir seçenek olduğunu düşünüyor, çünkü yüksek güçlü bir yükü, konut binalarını, ofis binalarını bağlamayı mümkün kılıyor.

Apartman binalarında ana tüketiciler 220 V ağ için tasarlanmış ev aletleridir, bu nedenle yükün devrenin fazları arasında eşit bir şekilde dağıtılması önemlidir, bu, daireleri ağa göre ağa bağlayarak elde edilir. dama tahtası prensibi. Özel evlerin yükünün dağılımı farklıdır, içlerinde tüm ev ekipmanlarının her fazındaki yük değerlerine göre, cihazların maksimum açılma süresi boyunca geçen iletkenlerdeki akımlar tarafından gerçekleştirilir. .

En popüler elektrik devresi, diğer bağlantı türlerine göre önemli avantajları olan üç fazlı hattır. Çok fazlı devrelerle karşılaştırıldığında, üç fazlı bir hat, malzeme tüketimi açısından daha ekonomiktir ve tek fazlı hatlara göre daha fazla voltaj iletebilir.

Ek olarak, böyle bir bağlantı, elektrik motorlarını devreye bağlamak için kullanılır: yardımı ile, elektrik motorlarını ve jeneratörleri başlatmak için aktif olarak kullanılan bir manyetik alan kolayca oluşturulur. Üç fazlı sistemin bir başka avantajı, farklı çalışma voltajlarını alma yeteneğidir. Yükün bağlanma yöntemine bağlı olarak, besleme hattından elde edilen hat ve faz gerilimleri vardır.

Temel tanımlar

Öncelikle bazı tanımları hatırlayalım.

Üç fazlı sistem

Üç fazlı bir sistem, bir kaynak tarafından üretilen, ancak birbirlerine göre faz kaydırmalı üç elektrik devresinin birleşimidir.

Evre

Bu durumda, çok fazlı bir sistemin her elektrik devresine faz denir. Fazın başlangıcı, elektrik akımının bu devreye girdiği iletkenin terminali veya sonu olarak kabul edilir. Bu durumda fazların uçları birbirine bağlanabilir. Bu durumda, toplam EMF elektrik devresinde hareket etmeye başlar ve sistem bağlı olarak adlandırılır. Bu, elektrik motorlarına güç sağlamak için yaygın olarak kullanılır.

Bağlantı yöntemleri

Üç fazlı bağlantı, elektrik motorlarının ve jeneratörlerin sargılarını açmak için yaygın olarak kullanılır. Bu durumda, sargıları akım taşıyan iletkenlerle bağlamak için iki seçenek kullanılır.

• Altıdan dörde bir yıldızla bağlandığında, bağlantı tellerinin sayısı azalır ve bu da bağlantıların dayanıklılığı üzerinde olumlu bir etkiye sahiptir. Besleme iletkenleri, sargının başlangıcına bağlanır ve uçlar, jeneratörün N noktası veya nötrü adı verilen bir düğümde birleştirilir. Bu bağlantı seçeneği, üç kablolu bir bağlantıya geçmenize izin verir, ancak yalnızca bağlı üç fazlı yük alıcısı simetrikse;
• Sargıları bir delta ile çapraz bağladığınızda, nispeten az dirençli kapalı bir döngü oluştururlar. Böyle bir bağlantı, simetrik bir üç EMF sistemini bağlarken kullanılır: bu durumda, bir yük yokluğunda, devrede hiçbir akım oluşmaz.

Bir yıldız bağlantısı daha çok amplifikatörleri ve çeşitli dengeleyicileri 220 voltluk bir ağa bağlamak ve 380V ile çalıştırıldığında elektrik motorlarını yumuşak başlatmak için kullanılır. Delta bağlantısı, motorların tam güç kazanmasına izin verir, bu nedenle daha çok yüksek ekipman performansının gerekli olduğu endüstriyel amaçlar için kullanılır.

Faz ve hat voltajları

Makalenin en başında, üç fazlı bir bağlantının iki farklı voltaj almanıza izin verdiğini belirttik: doğrusal ve faz. Ne olduğuna daha yakından bakalım.

• Faz gerilimi, sıfır çekirdeğe ve devrenin üç fazından birine bağlandığında oluşur;
• Herhangi iki faza bağlandığında hattan hatta voltaj üretilir. Elektrikçiler buna, ölçüm yöntemi açısından daha yakın olan fazlar arası diyorlar.

Şimdi bu iki tanım arasındaki farkın ne olduğunu görelim.

Normal koşullar altında, hat voltajı göstergeleri tüm fazlar arasında aynıdır ve faz voltaj göstergelerinden 1,73 kat daha yüksektir. Basit bir ifadeyle, yerel standartlara uygun olarak, hat voltajı 380 volt ve faz voltajı 220V'dur. Üç fazlı hatların bu tür özellikleri, uygulamalarını hem endüstriyel hem de ev tüketicilerine kesintisiz güç kaynağı sağlamada bulmuştur.

Anma gerilimi 380 / 220V olarak işaretlenmiş olan bu özelliklere sadece üç fazlı dört telli bir devrenin sahip olduğunu belirtmek gerekir. Bu tanımlamadan, hem 380V hem de 220 volt nominal akımlar için tasarlanmış bu hatta geniş bir tüketici yelpazesini bağlamanın mümkün olduğu anlaşılmaktadır.

Not! Hat voltajı düştüğünde (düştüğünde), faz voltajının da değiştiğini bilmek önemlidir. Dahası, lineer değerler biliniyorsa faz voltaj göstergesi kolayca hesaplanır. Bunu yapmak için, doğrusal göstergelerden üçün karekökünü çıkarmanız gerekir. Alınan veriler faz voltajına eşit olacaktır.

Yukarıda açıklanan özellikler ve olası bağlantıların çeşitliliği nedeniyle, yaygınlaşan dört iletkenli üç fazlı devredir. Elektrik sağlamak için böyle bir planın kapsamı evrenseldir. Bu nedenle, güçlü tüketiciler, konut, ofis ve idari binalar ve diğer yapılarla büyük nesnelere güç sağlamak için kullanılır.

Aynı zamanda, 380V ve 220V için her iki tüketiciyi de bağlamak gerekli değildir. Örneğin, konut binalarında, yalnızca 220 volt için tasarlanmış ev aletleri en çok kullanılır. Bu durumda, her bir hattın bağlantı gücünü doğru bir şekilde dağıtarak üç fazın hepsinde eşit bir yük sağlamak önemlidir. Apartman binalarında, bu, dairelerin faz iletkenlerine kademeli olarak bağlanmasıyla sağlanır. Özel bir evde (380V giriş varsa), yükü tahsis edilmiş hatlar boyunca kendiniz dağıtmanız gerekecektir.

Artık üç fazlı bir devreden ne tür voltajların elde edilebileceğini, bunun için dört çekirdekli bir kabloya hangi bağlantı yöntemlerinin kullanıldığını biliyorsunuz. Bu bilgi hem elektrikçiler hem de sıradan tüketiciler için faydalı olacaktır.

Üç fazlı voltaj, 120 derecelik bir faz kayması ile üç fazlı hatlar kullanan bir elektrik güç sistemidir. Bu, birçok uygulama için eşit bir oyun alanı sağlar ve verimliliği artırır.

Üç fazlı gerilim konseptinin ortaya çıkışı

Rusya'daki Dolivo-Dobrovolsky ve dünyanın geri kalanındaki Nikola Tesla, üç fazlı voltajın babası olarak kabul edilir. Anlaşmazlık konusunun ortaya çıktığı dönemle ilgili olaylar, XIX yüzyılın 80'lerinde gerçekleşti. Nikola Tesla, çeşitli amaçlar için elektrik tesisatı kurduğu bir şirkette çalışırken ilk iki fazlı motoru gösterdi. Yerli bir kedinin kürkünü elektriklendirme fenomenine olan ilgisi, bilim insanını büyük keşiflere götürdü. Bir arkadaşıyla parkta yürüyen Nikola Tesla, Arago'nun dönen manyetik alan teorisini uygulamaya koyabileceğini fark etti ve şunlara ihtiyaç duyacağını fark etti:

1. İki aşama.
2. 90 derecelik bir açıyla aralarında kaydırın.

Keşfin büyük önemini göstermek için, belirtilen zamanda Yablochkov transformatörünün kitlesel şöhret kazanmadığını ve Faraday'ın manyetik indüksiyonla ilgili deneylerinin, yalnızca yasanın formülünü yazarak güvenli bir şekilde unutulduğunu not ediyoruz. Dünya şunu bilmek istemiyordu:

• alternatif akım;
• evre;
• reaktif güç.

Jeneratörler (alternatörler) ve dinamolar, mekanik bir anahtar kullanarak voltajı düzeltti. O zamanlar kıt olan tüm elektrik endüstrisi benzer şekilde bitki örtüsüydü. Edison yeni yeni icat etmeye başlamıştı, henüz kimse gerçekten bilmiyordu. Bu arada, Rusya Federasyonu'nda, cihazın Lodygin tarafından icat edildiğine inanıyorlar.

Tesla'nın fikri devrim niteliğinde görünüyordu, belirli bir fazlar arası geçişle iki fazın nasıl elde edileceği bilinmiyordu. Genç bilim adamı soruyla pek ilgilenmedi. Elektrikli makinelerin tersinirliği hakkında bir şeyler okumuş ve sargıları buna göre düzenleyerek kolayca bir jeneratör yapabileceğine dair güven yaymıştı. Sürüşte hiçbir zorluk yoktu. 80'lerin başında buhar aktif olarak kullanıldı, gösteri modelinin bir dinamo tarafından çalıştırılması gerekiyordu.

Tesla, belirli bir frekans elde etme ihtiyacıyla ilgilenmiyordu. Araştırma yapılmadı, sadece rotorun döndürülmesi gerekiyordu. Fikir, slip ringler aracılığıyla gerçekleşti. O zamanlar, DC kolektör motorlarına benzer kontaklar verildi, Tesla'nın sonucu şaşırtıcı değil. Faz sayısının seçimini açıklamak daha ilginç.

Üç aşamanın avantajı

deneyciler yüksek sesle üç aşamanın ikiye göre avantajını öne sürüyorlar, ancak bir açıklama gerekiyor. Verimlilik, tork vb. Hakkındaki düşünceler hemen aklıma geliyor. Ancak Tesla, bir deftere yüzlerce yapı çizdi, açıkçası, istenen parametrelere ulaşmak için direkleri ayarlayabilecekti. Sonuç - bu, cihazların tasarımı ile ilgili değil.

Şimdi 380 V yalnızca üç kabloyla iletiliyor. Nikola Tesla'nın orijinal versiyonunda bu başarılamazdı. 1883'te Edison, üç çekirdekli bir tel kullanmak için çok fazla enerji harcadı. Belli ki Nikola Tesla'nın düzenlediği gösteriyi duydum ve durumun tehlikesini anladım. Medeni dünyada, esas kârı patent sahibi alır, neden ünlü bir mucit yetenekli bir mühendis çıkarır?

Edison'un mantığı basit: kullanıcılar üç çekirdekli kabloların dört çekirdekli kablolardan daha ucuz olduğunu görecek ve Nikola Tesla'nın yeni ürünlerini kullanmayı reddedecek. Lamba tabanının mucidinin ustaca planının başarısız olduğunu tahmin etmek zor değil. Ve bir patlama ile. Ve hata ... Dolivo-Dobrovolsky idi. Nikola Tesla'nın sistemi iki faz oluşturmak için dört kabloya ihtiyaç duyuyordu. Aynı zamanda Dolivo-Dobrovolsky, üçe daha fazla enerji aktarmayı önerdi.

Simetri ile ilgili. Her an 380 V'luk hat gerilimleri, aralarından seçim yapabileceğiniz bir alternatif bırakır. Örneğin, birinci fazdan gelen akım ikinci veya üçüncüye sızabilir. Uygun bir potansiyelin varlığına bağlı olarak. Sonuç bir dengedir. Nikola Tesla sisteminin iki aşamasını birleştirirseniz, bir salata sosu elde edersiniz. Sonuç olarak, yük simetrikse - pratikte sıklıkla olduğu gibi Dolivo-Dobrovolsky sistemindeki nötrün kaldırılmasına izin verilir.

Sonuç olarak, teller arasında daha fazla voltaj elde edilir, bu da aynı güçte her biri için geçiş akımını azaltır. Dahası, bazen sadece üç hat kullanmak mümkündür, bu çoğu işletme için geçerlidir. Yerel trafo merkezleri oluştururken faydalar açıktır: ikincil sargının nötrü burada topraklanmıştır, hidroelektrik santralinden fazladan bir kablo çekmeye gerek yoktur. Bu nedenler, günümüzde baskın olan üç fazlı gerilim şebekelerinin avantajları haline gelmiştir. Tesla telleri kolayca üç aşamaya uyarlanabilir.

Edison'u kaybetme nedeni

Genellikle Tesla'nın sisteminin daha iyi olduğuna inanılır, bu yüzden Edison kaybetti. İkincisinin kaç dolar kaybettiğini söylemek zor, ancak Nicola 4,5 milyon dolar ile modern standartlara göre değiştirildi. Şişirme! Yazarlar Edison'un kendine ait olduğunu düşünme eğilimindedir. Nikola Tesla, doğru akımın avantajlarını kanıtlamayı başardı. Örneğin, ikincisi tellerde koronaya daha az eğilimlidir, genlik keskin emisyonlar içermez.

Bugün, doğru akımı uzun mesafelere iletmenin daha karlı olduğu kanıtlanmıştır. Bu, şebekenin reaktanslarını - endüktans ve kapasitans - dikkate alınmaz. Bu, kararsız reaktif gücü büyük ölçüde azaltır. XXI yüzyıl, uzun mesafelerde iletimi için doğru akımın ikinci doğuşu olabilir. Ancak kahkaha, Edison'un enerji iletememesine neden olur. Tesla'nın yardım etme hakkı vardı, o zaman bugün DC cihazları AC tüketicileriyle eşit olarak kullanılacaktı. Fırçalanmış motorlar için bu daha iyidir - verimlilik ve tork artışı.

Doğru akımın iletilmesinin faydalı olduğu ortaya çıktı. Edison doğru çözümü bulamadı, sorunu arkaya dalmadan toplu olarak almaya çalıştı. Edison saf bir uygulayıcıydı ve transformatörler gibi akıllı çözümleri nasıl bulacağını bilmiyordu. Ancak 19. yüzyılın ortalarının tüm jeneratörlerinde düzeltme için yerleşik bir anahtar vardı. Sadece hatta bağlanmak ve dönüşümü gerçekleştirmek için alıcı tarafta kaldı. Ve bu kadar! Nicola, Edison'u zekice cezalandırarak, dünyada tarihin akışını kontrol eden belirli bir gücün varlığını kanıtladı.

alternatif akım, güçlü iletim ortamı nedeniyle seçildi. Transformatörle ilgili. İlk kez 1831'de (veya daha önce) Michael Faraday tarafından tasarlanan bu yeri doldurulamaz modern teknoloji unsuru, hak ettiği ilgiyi göstermeden gitti. Cihaza olan ilgi on beş yıl sonra Heinrich Rumkorf tarafından kıvılcım aralığında bir deşarj oluşturmak için bir dinamo kullanarak geri döndü. Yükseltici transformatör, etkiyi büyük ölçüde artırdı. Bu doğrudan bilim adamlarının deney yapmasının yolunu açtı, ancak dönüşümün özü hak ettiği ilgiyi görmedi.

Bunun yerine, bilim adamları doğru akımla çok mücadele ettiler. Onun için motorlar, aydınlatma cihazları ve jeneratörler yaratarak. Şaşırtıcı bir şekilde, elektrikli makinelerin tersinirliğini bilerek, bugün el mikserlerinde ve karıştırıcılarda kullanılan tek kutuplu bir motorun nasıl oluşturulacağını çözemediler. Aslında, ev motorları tek fazlıdır. Ve sadece küçük bir kısmı doğru akımda çalışır.

Örtük bir avantaja işaret edelim. DC'nin daha yüksek bir güvenlik sınırı vardır. Endüstriyel ağları insanlara zararsız hale getirmek mümkün görünüyor. İfadeyi daha ayrıntılı olarak ele alalım, argümanlar deneyimsiz bir okuyucu için açık değildir.

DC neden daha güvenlidir

Yanmış elektrikçiler, 220 V'luk bir akıma sahip bir şokun çok tehlikeli olmadığını, asıl şeyin doğrusal üç fazlı voltajın altına düşmemesi gerektiğini söylüyor. Kökten yaklaşık üç kat daha yüksektir (1.7 içinde). Doğrusal voltaj, iki faz arasındaki voltajdır. Aralarında 120 derece kayma olması nedeniyle bu merak uyandıran etki elde edilir. Cahil, 90 derecelik bir değişimde farkın ne olduğunu sorar. Cevap başlangıçta verildi - üç aşama simetrik bir sistem oluşturur. 90'lık bir vardiya ile dört sürer.

Sonuç olarak, her bir hat voltajı, yüksek güç elde etmek gerektiğinde çoğalmalarını büyük ölçüde basitleştiren bir kutup boyunca sağlanır. Örneğin kuvvetin son derece düzgün bir şekilde değiştirilmesinin ve şaft dönüşlerinin kullanılması gereken vapurların çekiş motorlarında. Üç hatta altı kutbun yeterli olmadığı anlaşılıyor. Sadece iki adet elektrikli süpürge kollektör motoru yeterlidir.

Yani fazlar arasında 308 V var.İletim hattının frekansını 700 Hz'e çıkarırsanız güvenli görünüyor. Tesla, belirtilen değerden, cilt etkisinin açıkça ortaya çıktığını, akımın vücuda derinlemesine nüfuz etmediğini buldu. Bu nedenle insanlara önemli bir zarar vermez. Bilim adamı, çok daha yüksek voltajlarda vücut üzerinde dilleri yıldırım olduğunu göstererek, sağlığa iyi geldiğini, cildi iyi temizlediğini söyledi.

700 Hz (veya daha yüksek) frekans kullanıma alınmadı - aynı zamanda, transformatörlerin kayıpları önemli ölçüde arttı. İlk AC hidroelektrik santralinin derecelendirilmesine ilişkin karar verildiği sırada, elektrik malzemeleri üretiminde herhangi bir gelişme olmamıştır. Konuyu daha fazla okumanızı öneririz. Bilgilerin kopyalanmasına gerek yoktur. Gerekli malzemelerin eksikliğinden dolayı, manyetizasyon tersine dönme kayıpları, artan frekansla güçlü bir şekilde artmıştır. Günümüzde bu, teknoloji düzeyinde zorluklara neden olmuyor.

Bir zorluk var - kalkanlama. İlk enerji transferi girişimlerinin yapıldığı yıllarda radyasyon hakkında bir şey bilmiyorlardı. Radyo ilk adımlarını XIX yüzyılın 90'lı yıllarda attı. Aslında, frekanstaki artışa, enerjinin uzaya salınmasında keskin bir artış eşlik ediyor. Ve ekranlanması gereken teller pahalıdır, güçlü dielektrikler gerektirir. Modern ağların sorunu çözebileceği bir gerçek değil.

Tesla, enerjinin eter yoluyla iletilmesini önerdi. Neden Wardenclyffe kulesini inşa etti? Ancak ... sanayicilerin tel üretimi için bakır satmakla ilgilendikleri ortaya çıktı ve bu temelde bilim adamını finanse etmeyi reddettiler. Ancak asıl mesele, üç fazlı voltajın unutulacağı veya dönüştürücülerden alınacağı zamanın gelmesi ve Tesla'nın bunun nasıl yapılacağına dair bir cevap vereceği.

Daha doğrusu, cevap, mucidin sayısız patenti ve fikri tarafından verilecektir. Bilim adamının ölümünden hemen sonra kayıtlara el konulması ve dikkatlice sınıflandırılması boşuna değildir. Çalışmaya başlamanızı tavsiye ederiz. Arabaların, iğrenç duman ve dumanlarla çevreyi kirletmeden bitkisel yağ ile çalışacağını hayal etme zamanı. Lütfen tüm sırların yüzeyde yattığını ve bunları açığa çıkarmak isteyenleri beklediğini unutmayın. Belki okuyuculardan biri bunu önce yapabilir mi?