การคำนวณค่าเฟสและไลน์ของกระแสสามเฟส

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบสามเฟสมีขดลวดสเตเตอร์อิสระแบบเฟสเดียวสามขดลวด ซึ่งจุดเริ่มต้นและจุดสิ้นสุดจะถูกแทนที่ด้วย 120 เอลตามลำดับ ลูกเห็บหรือแตกออกเป็น 2/3 ขั้ว คือ. โดยมีระยะห่าง 2/3 ระหว่างจุดศูนย์กลางของขั้วตรงข้าม (รูปที่ 1) กระแสสลับเฟสเดียวถูกสร้างขึ้นในแต่ละขดลวดทั้งสาม กระแสของขดลวดเฟสเดียวหักล้างกันที่ 120 เอล ลูกเห็บนั่นคือ 2/3 ของช่วงเวลา ดังนั้น กระแสสามเฟสคือกระแสเฟสเดียวสามกระแสที่เปลี่ยนตามเวลา 2/3 ของช่วงเวลา (120 °)

ณ เวลาใดเวลาหนึ่ง ผลรวมเชิงพีชคณิตของค่าทันทีทั้งสาม: ค่าของ a เป็นต้น c. แต่ละเฟสเป็นศูนย์ ดังนั้นแทนที่จะเป็นหกขั้ว (สำหรับขดลวดเฟสเดียวอิสระสามตัว) มีเพียงสามขั้วเท่านั้นที่สร้างบนเครื่องกำเนิดไฟฟ้าหรือสี่ขั้วเมื่อระบุจุดศูนย์ ขึ้นอยู่กับวิธีการเชื่อมต่อแต่ละเฟสและวิธีการเชื่อมต่อกับเครือข่าย สามารถรับการเชื่อมต่อแบบดาวหรือเดลต้าได้

จุดเริ่มต้นของขดลวดระบุไว้ด้านล่างด้วยตัวอักษร A, B, C และสิ้นสุดด้วยตัวอักษร X, Y, Z

ข้าว. 1. เครื่องกำเนิดไฟฟ้าสามเฟส

ก) การเชื่อมต่อแบบสตาร์

เมื่อเชื่อมต่อเป็นรูปดาว จุดสิ้นสุดของเฟส X, Y, Z (รูปที่ 2) จะเชื่อมต่อกัน และโหนดการเชื่อมต่อเรียกว่าจุดศูนย์ โหนดอาจมีขั้วต่อ — ที่เรียกว่าสายกลาง (รูปที่ 272) แสดงเป็นเส้นประ — หรือไม่มีขั้วต่อ

เมื่อเชื่อมต่อกับดาวด้วยสายกลางคุณจะได้รับ สองแรงดันไฟฟ้า: แรงดันไฟฟ้า Ul ระหว่างตัวนำของเฟสที่แยกจากกันและแรงดันเฟส Uf ระหว่างเฟสและตัวนำที่เป็นกลาง (รูปที่ 2) ความสัมพันธ์ระหว่างแรงดันไฟฟ้าของสายและเฟสแสดงไว้ดังนี้ Ul = Uph ∙ √3

ข้าว. 2. การเชื่อมต่อดาว

กระแสที่ไหลในสาย (เครือข่าย) ยังไหลผ่านเฟสที่คดเคี้ยว (รูปที่ 2) เช่น อิล = อิฟ

b) การเชื่อมต่อในรูปสามเหลี่ยม

การเชื่อมต่อของเฟสในรูปสามเหลี่ยมนั้นได้มาจากการเชื่อมต่อส่วนปลายและจุดเริ่มต้นของเฟสตามรูปที่ 3 เช่น AY, BZ, CX ในการเชื่อมต่อดังกล่าวไม่มีตัวนำที่เป็นกลางและแรงดันเฟสเท่ากับแรงดันระหว่างตัวนำสองตัวของเส้น Ul = Uf อย่างไรก็ตาม กระแสในสาย Il (ไฟหลัก) มากกว่ากระแสในเฟส Iph กล่าวคือ: Il = Iph ∙ √3

ข้าว. 3. การเชื่อมต่อเดลต้า

ในระบบสามเฟส ณ เวลาใดก็ตาม หากกระแสในขดลวดหนึ่งไหลจากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่ง ในอีกสองจุดก็จะไหลจากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่ง ตัวอย่างเช่น ในรูปที่ 2 ในคอยล์กลาง AX เริ่มจาก A ถึง X และในคอยล์นอกจาก Y ไป B และจาก Z ถึง C

แผนภาพ (รูปที่ 4) แสดงให้เห็นว่าขดลวดที่เหมือนกันสามเส้นเชื่อมต่อกับขั้วมอเตอร์ในรูปดาวหรือเดลต้า

ข้าว. 4. การเชื่อมต่อขดลวดในรูปดาวและเดลต้า

ตัวอย่างการคำนวณ

1. เครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่มีขดลวดสเตเตอร์เชื่อมต่อดังแสดงในรูป 5 วงจรที่แรงดันไฟหลัก 220 V จะจ่ายหลอดไฟที่เหมือนกันสามดวงที่มีความต้านทาน 153 โอห์มพร้อมกระแสหลอดไฟแต่ละดวงมีแรงดันและกระแสเท่าใด (รูปที่ 5)

ข้าว. 5.

ตามการเชื่อมต่อหลอดไฟมีแรงดันเฟส Uf = U / √3 = 220 / 1.732 = 127 V.

กระแสไฟถ้า = Uph / r = 127/153 = 0.8 A.

2. กำหนดวงจรสำหรับเปิดหลอดไฟสามดวงในรูปที่ 6 แรงดันและกระแสของหลอดไฟแต่ละดวงที่มีความต้านทาน 500 โอห์ม ต่อกับแหล่งจ่ายไฟหลักที่มีแรงดันไฟหลัก 220 V

กระแสไฟ I = Ul / 500 = 220/500 = 0.45 A.

ข้าว. 6.

3. โวลต์มิเตอร์ 1 ควรแสดงโวลต์มิเตอร์กี่โวลต์หากโวลต์มิเตอร์ 2 แสดงแรงดันไฟฟ้า 220 V (รูปที่ 7)

ข้าว. 7.

แรงดันเฟส Uph = Ul / √3 = 220 / 1.73 = 127 V.

4. แอมมิเตอร์ 1 ระบุกระแสใดหากแอมมิเตอร์ 2 ระบุกระแส 20 A เมื่อเชื่อมต่อในเดลต้า (รูปที่ 8)

ข้าว. แปด.

ถ้า = Il / √3 = 20 / 1.73 = 11.55 ก.

ในการเชื่อมต่อแบบเดลต้า กระแสในเฟสของผู้บริโภคจะน้อยกว่าในสาย

5. อุปกรณ์วัด 2 และ 3 ที่เชื่อมต่อกับเฟสจะแสดงแรงดันและกระแสใดหากโวลต์มิเตอร์ 1 แสดง 380 V และความต้านทานของเฟสของผู้บริโภคคือ 22 โอห์ม (รูปที่ 9)

ข้าว. เก้า.

โวลต์มิเตอร์ 2 แสดงแรงดันเฟส Uf = Ul / √3 = 380 / 1.73 = 220 V. และแอมมิเตอร์ 3 แสดงเฟสปัจจุบัน If = Uf / r = 220/22 = 10 A.

6. แอมแปร์ 1 แสดงกี่แอมแปร์หากความต้านทานของเฟสหนึ่งของผู้บริโภคคือ 19 โอห์มโดยมีแรงดันตกคร่อม 380 V ซึ่งแสดงโดยโวลต์มิเตอร์ 2 เชื่อมต่อตามรูปที่ สิบ.

ข้าว. สิบ.

เฟสปัจจุบัน Iph = Uph / r = Ul / r = 380/19 = 20 A.

กระแสผู้ใช้ตามการอ่านค่าแอมมิเตอร์ 1 Il = Iph ∙ √3 = 20 ∙ 1.73 = 34.6 A. (เฟส เช่น ด้านข้างของสามเหลี่ยม อาจแสดงถึงการพันของเครื่องจักร หม้อแปลง หรือความต้านทานอื่นๆ)

7. มอเตอร์แบบอะซิงโครนัสในรูปที่2 มีขดลวดที่เชื่อมต่อกับดาวและเชื่อมต่อกับเครือข่ายสามเฟสที่มีแรงดันเครือข่าย Ul = 380 V. แรงดันเฟสจะเป็นอย่างไร?

แรงดันเฟสจะอยู่ระหว่างจุดศูนย์ (ขั้ว X, Y, Z) และขั้ว A, B, C:

อัพ = Ul / √3 = 380 / 1.73 = 219.4≈220 V.

8. ขดลวดของมอเตอร์เหนี่ยวนำของตัวอย่างก่อนหน้านี้ปิดเป็นรูปสามเหลี่ยมโดยเชื่อมต่อที่หนีบของแผงป้องกันมอเตอร์ตามรูปที่ 3 หรือ 4 แอมมิเตอร์ที่เชื่อมต่อกับตัวนำเส้นแสดงกระแส Il = 20 A กระแสใดที่ไหลผ่านขดลวดสเตเตอร์ (เฟส)

สายปัจจุบัน Il = Iph ∙ √3; ถ้า = Il / √3 = 20 / 1.73 = 11.56 ก.