מתח פאזה וקו במעגלים תלת פאזיים

אספקת חשמל לערים, עסקים ודירות מתבצעת באמצעות רשת תלת פאזית. כך קרה באופן היסטורי שמכונות AC תלת פאזיות משמשות לייצור חשמל ולצרוך אותו (במתקנים חשמליים). כמות זו נבחרה כדי למזער את העלות של יצירת שדה מגנטי מסתובב או שימוש באנרגיה זו לייצור חשמל. יש גם גנרטורים 6 פאזיים ספציפיים, במכוניות למשל, אבל שם הם נחוצים למטרות אחרות. במאמר זה נדבר על מתח הפאזה והקו במעגלים תלת פאזיים, כיצד הם מחוברים ומה ההבדל.

מתח חילופין וגדלים שלו

מתח מובחן על ידי אופי הזרם: מתחלף וישיר. משתנה יכול להיות בצורות שונות, העיקר הוא שהסימן והגודל שלו משתנים עם הזמן. לקבוע יש סימן של אותה קוטביות תמיד, והערך יכול להיות מיוצב או לא.

בשקעים שלנו, המתח הוא סינוסאידי לסירוגין. המשמעויות השונות שלו נבדלות, לרוב נעשה שימוש במושגים של מיידי, משרעת ומשחק. כפי שהשם מרמז, מתח מיידי הוא מספר הוולטים ברגע נתון בזמן. משרעת היא התנופה של הסינוסואיד ביחס לאפס בוולט, האפקטיבית היא האינטגרל של הפונקציה מתח לאורך זמן, היחס ביניהם הוא כדלקמן: פועל √2 או פי 1.41 פחות אמפליטודה. כך זה נראה בגרף:

מתח במעגלים תלת פאזיים

במעגלים תלת פאזיים מבחינים בין שני סוגי מתח - ליניארי ופאזה. כדי להבין את ההבדלים ביניהם, עליך להסתכל על הדיאגרמה הווקטורית והגרף. למטה רואים שלושה וקטורים Ua, Ub, Uc - אלה וקטורים של מתח או פאזה. הזווית ביניהם היא 120 מעלות, לפעמים אומרים 120 מעלות חשמליות. זווית זו מתאימה לזו שבמכונות החשמליות הפשוטות ביותר בין הפיתולים (הקטבים).

אם תשקף את הווקטור Ub כך שזווית הנטייה שלו תישמר, אבל ההתחלה והסוף הפוכים, הסימן שלו ישתנה להיפך. לאחר מכן נגדיר את תחילת הווקטור –Ub לסוף הווקטור Ua, המרחק בין תחילת Ua לסוף –Ub יתאים לווקטור של מתח הקו Ul.

במילים פשוטות, אנו רואים שערך מתח הקו גדול ממתח הפאזה. בואו נסתכל על גרף המתח ברשת תלת פאזית.

הקו האנכי האדום מסמן את מתח הקו בין שלב 1 לשלב 2, והקו הצהוב מסמן את משרעת הפאזה של שלב 2.

בקצרה:מתח הקו נמדד בין פאזה לפאזה, ומתח פאזה נמדד בין פאזה לאפס.

מנקודת מבט של חישובים, ההבדל בין הלחצים נקבע על ידי הפתרון של נוסחה זו:

מתח הקו גדול פי √3 או פי 1.73 ממתח הפאזה.

ניתן לחבר את העומס לרשת תלת פאזית באמצעות שלושה או ארבעה חוטים. המוליך הרביעי הוא אפס (ניטרלי). בהתאם לסוג, הרשת יכולה להיות עם נייטרלי מבודד ומוארק מוצק. באופן כללי, עם עומס אחיד, ניתן לספק שלושה פאזות ללא חוט ניטרלי. זה נחוץ כדי שהמתחים והזרמים יחולקו באופן שווה ואין חוסר איזון שלבוגם כמגן. ברשתות עם הארקה מוצקה, במקרה של תקלה במארז, המפסק יתפוצץ או שהנתיך במרכזייה יתפוצץ, כך תמנע סכנת התחשמלות.

הדבר הגדול הוא שברשת כזו יש לנו בו זמנית שני מתחים שניתן להשתמש בהם בהתאם לדרישות העומס.

לדוגמה: שימו לב ללוח החשמל בכניסה לביתכם. מגיעים אליכם שלושה שלבים, ואחד מהם ואפס מוכנס לדירה. כך מקבלים 220V (פאזה) בשקעים, ו-380V (לינארית) בין השלבים בכניסה.

דיאגרמות לחיבור צרכנים לשלושה שלבים

ניתן לחבר את כל המנועים, המחממים בעלי הספק גבוה ועומסים תלת פאזיים אחרים בחיבור כוכב או דלתא. יתרה מכך, לרוב המנועים החשמליים בבורנו יש סט מגשרים, אשר בהתאם למיקומם יוצרים כוכב או משולש מהפיתולים, אך על כך בהמשך. מהו חיבור כוכבים?

חיבור כוכב כרוך בחיבור פיתולי הגנרטור בצורה כזו כאשר קצוות הפיתולים מחוברים לנקודה אחת, והעומס מחובר לתחילת הפיתולים. גם פיתולי המנוע ותנורי החימום החזקים מחוברים בכוכב, רק שבמקום פיתולים פועלים בהם גופי חימום.

בואו נחשוב על הדוגמה של מנוע חשמלי. כאשר מחברים את הפיתולים שלו עם כוכב, מתח קו של 380 וולט מופעל על שתי פיתולים, וכן הלאה עם כל זוג שלבים.

באיור, A, B, C הם תחילת הפיתולים, ו-X, Y, Z הם הקצוות המחוברים בנקודה אחת ונקודה זו מקורקעת. כאן אתה רואה רשת עם נייטרלי מוארק מוצק (חוט N). בפועל, זה נראה כמו התמונה של המנוע החשמלי:

קצוות הפיתולים מודגשים בריבוע אדום, הם מחוברים ביניהם על ידי מגשרים, סידור כזה של המגשרים (בקו) מציין שהם מחוברים בכוכב. בכחול - אספקת שלושה שלבים.

בתמונה זו, ההתחלה (W1, V1, U1) והסיום (W2, V2, U2) מסומנים, שימו לב שהם מוזזים ביחס למקורות, זה הכרחי לחיבור נוח למשולש:

כאשר מחוברים בדלתא, מתח קו מופעל על כל סלילה, זה מוביל לעובדה שזרמים גדולים זורמים. יש למדוד את הפיתול עבור חיבור זה.

לכל אחת משיטות ההפעלה יש יתרונות וחסרונות משלה, חלק מהמנועים עוברים בדרך כלל מכוכב לדלתא במהלך תהליך ההפעלה.

ניואנסים

בהמשך השיחה על מנועים, אי אפשר להתעלם משאלת בחירת מעגל מיתוג. העובדה היא שבדרך כלל המנוע על לוחית השם שלו מכיל את הסימון:

בשורה הראשונה רואים את האגדה של המשולש והכוכב, שימו לב שהמשולש מגיע ראשון. יתר על כן, 220 / 380V הוא המתח על פני המשולש והכוכב, מה שאומר שכאשר מתחברים עם משולש, יש צורך שמתח הקו יהיה שווה ל-220V. אם מתח הרשת שלך הוא 380, אז אתה צריך לחבר את המנוע לכוכב. בעוד שהפאזה היא תמיד 1.73 פחות, ללא קשר לערך הליניארי.

המנוע הבא הוא דוגמה מצוינת:

כאן, המתחים הנומינליים הם כבר 380/660, מה שאומר שעבור 380 הליניארי הוא צריך להיות מחובר עם משולש, והכוכב מתוכנן להיות מופעל משלושה פאזות של 660V.

אם בעומסים חזקים הם פועלים לעתים קרובות עם ערכי המתח הבין-פאזי, אז במעגלי תאורה ב-99% מהמקרים משתמשים במתח פאזה (בין פאזה לאפס). היוצא מן הכלל הוא מנופים חשמליים וכדומה, שבהם ניתן להשתמש בשנאי עם פיתולים משניים עם 220 וולט ליניארי. אבל אלו הן דקויות וסגוליות של מכשירים ספציפיים. למתחילים קל יותר לזכור זאת: מתח הפאזה הוא זה שנמצא בשקע בין פאזה לאפס, ליניארי - בקו.

אתה כנראה לא יודע:

• איך לעשות 380 מתוך 220 וולט
• כיצד להרכיב לוח חשמל תלת פאזי
• כיצד לחלק את העומס על פני שלבים