HIRU FASEEN SAREAK

Egin klik beheko edo Idatzi beheko zirkuituak TINACloud deitzeko eta hautatu Lineako DC interaktiboa hautatzeko.
Eskuratu TINACloud-era kostu txikia adibide horiek editatzeko edo zure zirkuituak sortzeko

Orain arte aztertu ditugun korronte alternoko sareak oso erabiliak dira etxeetan AC elektrizitateko sareak modelatzeko. Hala ere, industria erabilerarako eta energia elektrikoa sortzeko ere, a sarea AC sorgailu eraginkorragoak dira. Fase angeluetarako diferentzia duten sorgailu sinusoidal berdin batzuek osatutako polifase sareek osatzen dute. Polifase sare ohikoenak bi edo hiru fasetako sareak dira. Hemen gure eztabaida hiru fasetako sareetara mugatuko dugu.

Kontuan izan TINAk osagai bereziak dituen tresna-barran, sareak eta hiru botoien azpian sare trifasikoak marrazteko tresna bereziak eskaintzen dituela.

Trifaseko sarea hiru fase bakarreko edo AC zirkuituen konexio berezi gisa ikus daiteke. Hiru fasetako sareek hiru sare sinplek osatzen dute, eta bakoitzak anplitude eta maiztasun berdinak ditu eta 120 ºfaseko aldea aldameneko sareen artean. Tentsioen denbora-diagrama 120V-tan_EFF sistemaren azpian agertzen den diagrama agertzen da.

TINA Fasor diagrama erabiliz faseekin tentsio hauek ere irudikatu ditzakegu.

Fase bakarreko sistemen aldean, hiru faseko sareak goi mailakoak dira, bai zentralek eta bai transmisio-lineek eroale meheagoak behar dituztelako potentzia bera transmititzeko. Hiru tentsioetako bat beti zero ez denez, ekipamendu trifasikoek ezaugarri hobeak dituzte eta motor trifasikoak auto-abiarazten dira zirkuitu gehigarririk gabe. Askoz ere errazagoa da tentsio trifaseak DC bihurtzea (zuzentzea), zuzentutako tentsioaren gorabehera txikia dela eta.

Sare elektriko trifasikoen maiztasuna 60 Hz da Estatu Batuetan eta 50 Hz Europan. Fase bakarreko etxeko sarea hiru fasetako sarearen tentsioetako bat da.

Praktikan, hiru faseak bi eratara lotuta daude.

1) du Wye edo Y konexioa, non sorgailu edo karga bakoitzaren terminal negatiboak konektatuta dauden terminal neutroa osatzeko. Hiru alanbrearen sistema sortzen da, edo hari neutro bat ematen bada, lau alanbre sistema.

V_p1,V_p2,V_p3 sorgailuen tentsioak deitzen dira fasea tentsioak, berriz, V tentsioak_L1,V_L2,V_L3 lotzeko bi lerroren artean (baina hari neutroa kenduta) deitzen dira lerro tentsio. Era berean, ni_p1,I_p2,I_p3 sorgailuen korronteak deitzen dira fasea korronteak korronteak I_L1,I_L2,I_L3 lotura-lineetan (hari neutroa kenduta) deitzen zaie lerro korronte.

Y konexioan, fase- eta lerro-korronteak berdinak dira, baina lerro-tentsioak faseko tentsioak baino handiagoak dira. Oreka kasuan:

Hori frogatu fasor diagrama baten bidez:

Kalkulatu dezagun V_L fasearen diagrama gainetik, trigonometriako kosinu araua erabiliz:

Orain kalkulatu zenbateko bera gailen balio konplexuen bidez:

V_p1 = EZ e^{j 0 °} = 169.7

V_p2 = EZ e^{j 120 °} = -84.85 + j146.96

V_L = V_p2 - V_p1 = -254.55 + j146.96 ⁼ 293.9 e ^{j150 °}

Emaitza bera TINA interpretariarekin:

Era berean, lineako tentsioen gailur-balio konplexuak

V_L21 = EZ e^{j 150 °} V,
V_L23 = EZ e^{j 270 °} V,
V_L13 = EZ e^{j 30 °} V.

Balio eraginkor konplexuak:

V_L21eff = EZ e^{j 150 °} V,
V_L23eff = EZ e^{j 270 °} V,
V_L13eff = EZ e^{j 30 °} V.

Azkenean, emaitza berdinak egiaztatu TINA zirkuitu baterako

120 V_EFF ; V_P1 = V_P2 = V_P3 = 169.7 V eta Z₁= Z₂ =Z₃ = 1 ohms

2) The delta or D-konexio hiru fasetan hiru serieko kargak begizta itxia eratuz lortzen da. Hiru alanberako sistemetarako bakarrik erabiltzen da.

Y lotura baten aurrean, D -faseen eta linearen tentsioen arteko lotura berdina da, baina lineako korronteak faseko korronteak baino handiagoak dira. Oreka kasuan:

Erakutsi dezagun TINA-rekin 120 V-rekin_EFF Z = 10 ohms.

Emaitza:

Sorgailua edo karga D edo Y konexioan egon daitezkeenez, lau elkargune posible daude: YY, Y- D, DY eta D- D. Fase desberdinetako karga-inpedantziak berdinak badira, sare trifasikoa dago orekatua.

Beste definizio eta datu garrantzitsu batzuk:

Faseen arteko aldea fasea tentsioa edo unekoa eta hurbilena lerro tentsioa eta korrontea (berdinak ez badira) 30 ° dira.

Karga bada orekatua (hau da, karga guztiek inpedantzia berdina dute), fase bakoitzeko tentsio eta korronteak berdinak dira. Gainera, Y-konexioan, ez dago korronte neutrorik, hari neutroa badago ere.

Karga bada desorekatua, faseko tentsioak eta korronteak desberdinak dira Gainera, kable neutrorik ez duen Y-Y konexioan, nodo arruntak (izar puntuak) ez dute potentzial bera. Kasu honetan V nodo potentzialari konpon diezaiokegu₀ (kargen nodo arrunta) nodo ekuazio bat erabiliz. V kalkulatzea₀ karga faseko tentsioetarako, korronte neutroko kablearentzako eta konexioetarako etengabe konpondu ahal izango duzu.

Sistema trifasiko orekatu batean duen potentzia P da_T = X V_pI_p cos J ​​= V_LI_L dela J

non J da karga tentsioaren eta korrontearen arteko fase angelua.

Ageriko potentzia osoa hiru faseko sistema orekatuan: S_T = V_LI_L

Potentzia erreaktibo totala sistema trifasiko orekatu batean: Q_T = V_L I_L bekatu J

Adibidea 1

Lotutako Y sorgailu trifasiko baten fase tentsioen rms balioa 220 V da; bere maiztasuna 50 Hz da.

a / Aurkitu karga faseko korronteen denbora funtzioa!

b / Kalkulatu kargaren batez besteko eta erreaktiboko potentzia guztiak!

Sorgailua eta karga orekatuak dira, beraz, fase bakarra kalkulatu behar dugu eta faseko angeluak aldatuz beste tentsioak edo korronteak lor ditzakegu. Goiko eskeman ez dugu alanbre neutroa marraztu, baizik eta bi aldeetan 'lurra' esleitu dugu. Honek alanbre neutro gisa balio dezake; hala ere, zirkuitua orekatuta dagoenez ez da beharrezkoa alanbre neutroa.

Karga Y-n konektatuta dago eta, beraz, fase-korronteak lerro-korronteen berdinak dira.

I_P1 = V_P/ (R + j w L) = 311 / (100 + j314 * 0.3) = 311 / (100 + j94.2) = 1.65-j1.55 = 2.26 e^{-j43.3 °} A

V_P1 = X V

I_P2 = I_P1 e ^{j 120 °} = EZ e^{j76.7 °} A

I_P3 = I_P2 e ^{j 120 °} = EZ e^{-j163.3 °} A

i_P1 = 2.26 cos ( w xt - 44.3 °) A

i_P2 = 2.26 cos ( w x t + 76.7 °) A

Eskumenak ere berdinak dira: P₁ = P₂ = P₃ = = 2.26²* 100 / 2 = 256.1 W

Hau da, TINA-ren interpreteak eskuz kalkulatutako emaitzak.

Adibidea 2

Y-konektatutako hiru fasetako orekatutako sorgailua inpedantzia berdinekin hiru deltako karga bidez kargatzen da. f = 50 Hz.

Aurki itzazu kargaren fase tentsioen denbora funtzioak,

b / kargaren faseko korronteak.

c / lerro korronteak!

Kargaren tentsio fasea sorgailuaren linearen tentsioa berdina da:

V_L =

Kargaren korronte faseak: I₁ = V_L/R₁+V_Lj w C = 1.228 + j1.337 = 1.815 e^{j 47.46 °} A

I₂ = I₁ * e^{-j120 °} = EZ e^{-j72.54 °} A = 0.543 - j1.73 A

I₃ = I₁ * e^{j120 °} = EZ e^{j167.46 °} = -1.772 + j0.394

Norabideak ikusi: I_a = I₁ - Ni₃ = 3 + j0.933 A = 3.14 e^{j17.26 °} A.

Eskuz eta TINAko interpreteak kalkulatutako emaitzen arabera.

Azkenik, karga desorekatua duen adibidea:

Adibidea 3

Oreka trifasiko baten fase tentsioen rms balioa

Y konektatutako sorgailua 220 V-koa da; bere maiztasuna 50 Hz da.

a / Aurkitu V tentsioaren fasea₀ !

b / Aurkitu faseen korronteen anplitudeak eta hasierako angeluak!

Orain karga asimetrikoa da eta ez dugu hari neutrorik, beraz, puntu neutroen arteko potentzial-diferentzia espero dezakegu. Erabili ekuazioa V. nodo potentzialetarako₀:

hortik V.₀ = 192.71 + j39.54 V = 196.7 e^{j11.6 °} V

eta biok₁ = (V₁-V₀) * J w C = 0.125 e^{j71.5 °} A; I₂ = (V₂-V₀) * J w C = 0.465 e^{-j48.43 °}

eta biok₃ = (V₃-V₀) / R = 0.417 e^{j 146.6 °} A

v₀(t) = 196.7 cos ( w x t + 11.6 °) V;

i₁(t) = 0.125 cos ( w x t + 71.5 °) A;

i₂(t) = 0.465 cos ( w x t - 48.4 °) A;

Eta, azkenik, TINAk kalkulatutako emaitzak bat datoz gainerako teknikekin kalkulatutako emaitzekin.