ԵՐԵՔ ֆազային ցանցեր

Կտտացրեք կամ Ստուգեք Ստորին օրինակելի սխեմաները, TINACloud- ին կանչելու համար եւ ընտրեք Interactive DC ռեժիմը `դրանք վերլուծելու համար:
Ստացեք ցածր գներով մուտք դեպի TINACloud, օրինակները խմբագրել կամ ստեղծել ձեր սեփական սխեմաները

Այլընտրանքային ընթացիկ ցանցերը, որոնք մենք ուսումնասիրել ենք մինչ այժմ, լայնորեն օգտագործվում են տներում էլեկտրական էլեկտրական ցանցերի մոդելավորման համար: Այնուամենայնիվ, արդյունաբերական օգտագործման և էլեկտրաէներգիայի արտադրության համար, ա ցանց AC գեներատորներից ավելի արդյունավետ է: Սա իրականացվում է պոլիֆազային ցանցերի միջոցով, որոնք բաղկացած են մի շարք նույնանման sinusoidal գեներատորներից, փուլային անկյան տարբերությամբ: Առավել տարածված պոլիֆազային ցանցերը երկժամյա կամ եռաֆազ ցանցերն են: Մենք այստեղ մեր սահմանափակումը կսահմանափակենք եռաֆազ ցանցերով:

Նկատի ունեցեք, որ TINA- ն տրամադրում է հատուկ գործիքներ եռաֆազային ցանցեր նկարելու համար Հատուկ բաղադրիչի գործիքագոտում ՝ Stars և Y կոճակների տակ:

Եռաֆազ ցանցը կարելի է դիտարկել որպես երեք միաֆազ կամ պարզ AC սխեմաների հատուկ միացում: Եռաֆազ ցանցերը բաղկացած են երեք պարզ ցանցերից, որոնցից յուրաքանչյուրն ունի նույն լայնությունը և հաճախությունը և հարակից ցանցերի միջև 120 ° փուլային տարբերությունը: Լարման լարման ժամանակացույցը 120 Վ-ում_Էֆ համակարգը ցուցադրվում է ստորեւ նկարում:

Այս լարումները մենք կարող ենք նաև ներկայացնել ֆասորների միջոցով ՝ օգտագործելով TINA- ի Phasor դիագրամը:

Միաֆազային համակարգերի համեմատությամբ, երեք փուլային ցանցերն ավելի բարձր են, քանի որ և՛ էլեկտրակայանները, և՛ էլեկտրահաղորդման գծերը պահանջում են ավելի բարակ հաղորդիչներ ՝ նույն էներգիան փոխանցելու համար: Այն պատճառով, որ երեք վոլտերից մեկը միշտ ոչ-զրոյական է, եռաֆազ սարքավորումներն ունեն ավելի լավ բնութագրեր, իսկ եռաֆազ շարժիչները ինքնուրույն սկսում են առանց որևէ լրացուցիչ միացման: Նաև շատ ավելի հեշտ է վերափոխել եռաֆազ լարման DC- ի (ուղղում) ՝ շտկված լարման կրճատված տատանման պատճառով:

Եռաֆազ էլեկտրական էներգիայի ցանցերի հաճախականությունը Միացյալ Նահանգներում 60 Հց է, իսկ Եվրոպայում `50 Հց: Մեկ փուլային տնային ցանցը պարզապես եռաֆազ ցանցից լարման մեկն է:

Գործնականում երեք փուլերը կապված են երկու եղանակներից մեկի հետ:

1) The Wye կամ Y- կապ, որտեղ յուրաքանչյուր գեներատորի կամ բեռնվածքի բացասական տերմինալները միացված են չեզոք տերմինալը կազմելու համար: Սա հանգեցնում է եռալար համակարգի, կամ եթե չեզոք մետաղալար է տրամադրվում, չորս լարով համակարգ:

Վ_p1,V_p2,V_p3 կոչվում են գեներատորների հոսանքները փուլ իսկ հոսանքները `V_L1,V_L2,V_L3 ցանկացած երկու միացնող գծերի միջև (բայց չեզոք մետաղալարից դուրս) կանչվում են գիծ հոսանքները: Նմանապես, ես_p1,I_p2,I_p3 կոչվում են գեներատորների հոսանքները փուլ հոսանքները, իսկ հոսանքները I_L1,I_L2,I_L3 միացման գծերում (բացառությամբ չեզոք մետաղալարերի) կոչվում են գիծ հոսանքները:

Y- կապի դեպքում, փուլային և գծային հոսանքներն ակնհայտորեն նույնն են, բայց գծի լարումները ավելի մեծ են, քան փուլային լարումները: Հավասարակշռված դեպքում.

Եկեք դրսեւորենք սա ֆազորային դիագրամով.

Եկեք հաշվարկենք V- ը_L որ եռանկյունի տրամագիծը վերեւում օգտագործվում է եռանկյունաչափի կոսինայի կանոնը.

Այժմ եկեք հաշվարկենք նույն քանակի `օգտագործելով բարդ բարդի արժեքներ.

V_p1 = 169.7 էլ^{j 0 °} = 169.7

V_p2 = 169.7 էլ^{j 120 °} = -84.85 + j146.96

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

Նույն արդյունքը TINA թարգմանչի հետ.

Նմանատիպ գծային լարումների բարդ մակարդակները

V_L21 = 293.9 էլ^{j 150 °} V,
V_L23 = 293.9 էլ^{j 270 °} V,
V_L13 = 293.9 էլ^{j 30 °} V.

Բարդ արդյունավետ արժեքները.

V_L21eff = 207.85 էլ^{j 150 °} V,
V_L23eff = 207.85 էլ^{j 270 °} V,
V_L13eff = 207.85 էլ^{j 30 °} V.

Վերջապես, ստուգենք միեւնույն արդյունքները, օգտագործելով TINA- ի մի շրջան

120 V_Էֆ Բ) Վ_P1 = V_P2 = V_P3 = 169.7 Վ և Զ₁= Զ₂ =Z₃ = 1 օհմ

2) The դելտա or D-կապ երեք փուլով ձեռք բերվում է մի շարք երեք բեռների շարքով միացնելով փակ հանգույց: Սա օգտագործվում է միայն եռալար համակարգերի համար:

Ի տարբերություն Y- միացման, ներսից D - միացման փուլն ու գծի լարումները ակնհայտորեն նույնն են, բայց գծի հոսանքներն ավելի մեծ են, քան փուլային հոսանքները: Հավասարակշռված դեպքում.

Եկեք ցույց տանք TINA- ի հետ 120 V- ի հետ_Էֆ Z = 10 օհմ.

Արդյունքը:

Քանի որ գեներատորը կամ բեռը կարող են միացված լինել D- ում կամ Y- ում, կան չորս հնարավոր փոխկապակցումներ ՝ YY, Y- D, DY և D- D. Եթե տարբեր փուլերի բեռի impedances հավասար են, եռաֆազ ցանցը է հավասարակշռված.

Հետագա կարևոր որոշ սահմանումներ և փաստեր.

Փուլային տարբերությունը փուլ լարման կամ ընթացիկ եւ մոտակա գիծ լարման եւ ընթացիկ (եթե դրանք նույնն են) 30 °:

Եթե ​​բեռը հավասարակշռված (այսինքն, բոլոր բեռներն ունեն նույն դիմադրություն), յուրաքանչյուր փուլի լարումները և հոսանքները հավասար են: Ավելին, Y- կապի մեջ չեզոք հոսանք գոյություն չունի, նույնիսկ եթե կա չեզոք լար:

Եթե ​​բեռը անհավասարակշիռ, փուլային լարումները և հոսանքները տարբեր են նաև Չեզոք մետաղալարով Y- ի միացման դեպքում ընդհանուր հանգույցները (աստղային կետեր) նույն պոտենցիալ չեն: Այս դեպքում մենք կարող ենք լուծել հանգույցի պոտենցիալ V- ի համար₀ (բեռների ընդհանուր հանգույց) `օգտագործելով հանգույցի հավասարումը: Հաշվարկելով V₀ թույլ է տալիս լուծել բեռի փուլային լարումները, չեզոք մետաղալարով հոսանքը և այլն: Y- միացված գեներատորները միշտ ընդգրկում են չեզոք մետաղալար:

Հավասարակշռված երեք փուլային համակարգում ուժը P է_T = 3 V_pI_p cos J ​​= V_LI_L cos J.

որտեղ J- ն էլեկտրական լարման և բեռի հոսանքի միջև ընկած փուլային անկյունն է:

Հավասարակշռված երեք փուլային համակարգում ընդհանուր ակնհայտ ուժը. S_T = V_LI_L

Ընդհանուր ռեակտիվ ուժը հավասարակշռված երեք փուլային համակարգում. Q_T = V_L I_L մեղք Ջ

Օրինակ 1

Եռաֆազ հավասարակշռված Y- միացված գեներատորի փուլային լարումների rms արժեքը 220 վ է; դրա հաճախությունը 50 Հց է:

ա / Գտեք բեռի փուլային հոսանքների ժամանակային գործառույթը:

բ / Հաշվարկեք բեռի բոլոր միջին և ռեակտիվ ուժերը:

Թե՛ գեներատորը, և թե՛ բեռը հավասարակշռված են, ուստի մենք պետք է հաշվարկենք միայն մեկ փուլը և կարող ենք ստանալ մյուս լարման կամ հոսանքները ՝ փուլի անկյունները փոխելով: Վերևի սխեմատիկայում մենք չեզոք լարեցինք, բայց փոխարենը երկու կողմից նշանակեցինք «երկիր»: Սա կարող է ծառայել որպես չեզոք մետաղալար; այնուամենայնիվ, քանի որ միացումը հավասարակշռված է, չեզոք մետաղալարն անհրաժեշտ չէ:

Բեռը միացված է Y- ում, այնպես որ փուլային հոսանքները հավասար են գծի հոսանքներին. Գագաթնակետային արժեքները.

I_P1 = V_P/ (R + j w L) = 311 / (100 + j314 * 0.3) = 311 / (100 + j94.2) = 1.65-j1.55 = 2.26 ե^{-J43.3 °} A

V_P1 = 311 V

I_P2 = I_P1 e ^{j 120 °} = 2.26 էլ^{j76.7 °} A

I_P3 = I_P2 e ^{j 120 °} = 2.26 էլ^{-J163.3 °} A

i_P1 = 2.26 cos ( w ×t - 44.3 °) Ա

i_P2 = 2.26 cos ( w × t + 76.7 °) Ա

Տերություններն էլ հավասար են₁ = Պ₂ = Պ₃ = = 2.26²* 100 / 2 = 256.1 W

Սա նույնն է, ինչ հաշվարկված արդյունքները ձեռքով և TINA- ի թարգմանիչը:

Օրինակ 2

Եռաֆազ հավասարակշռված Y- ին միացված գեներատորը բեռնվում է դելտա-կապակցված եռաբևեռի բեռով `հավասար impedances: f = 50 Հց:

Գտեք բեռի / փուլային լարումների ժամանակային գործառույթները,

բ / բեռի ֆազային հոսանքները,

գ / գծի հոսանքները:

Բեռի փուլային լարումը հավասար է գեներատորի գծային լարմանը.

V_L =

Բեռի փուլային հոսանքները. I₁ = V_L/R₁+V_Lj w C = 1.228 + j1.337 = 1.815 էլ^{j 47.46 °} A

I₂ = I₁ * e^{-J120 °} = 1.815 էլ^{-J72.54 °} A = 0.543 - j1.73 Ա

I₃ = I₁ * e^{j120 °} = 1.815 էլ^{j167.46 °} = -1.772 + j0.394

Տեսնելով ուղղությունները ՝ ես_a = I₁ - Ես₃ = 3 + j0.933 A = 3.14 էլ^{j17.26 °} A.

Ձեռքով հաշվարկված արդյունքների և TINA- ի թարգմանչի կողմից:

Վերջապես օրինակ ՝ անհավասարակշիռ բեռով.

Օրինակ 3

Եռաֆազ հավասարակշռված ֆազային լարումների rms արժեքը

Y- ին միացված գեներատորը 220 Վ է; դրա հաճախությունը 50 Հց է:

ա / Գտեք V- ի լարման ֆազորը₀ !

բ / Գտեք ֆազային հոսանքների ամպլիտուդներն ու սկզբնական անկյունները:

Այժմ բեռը ասիմետրիկ է, և մենք չեզոք մետաղալար չունենք, ուստի մենք կարող ենք չեզոք կետերի հավանական տարբերություն ակնկալել: Օգտագործեք հավասարման համար հանգույցի պոտենցիալ V- ի համար₀:

հետևաբար V₀ = 192.71 + j39.54 V = 196.7 էլ^{j11.6 °} V

եւ ես₁ = (V₁-V₀) * ժ w C = 0.125 էլ^{j71.5 °} A; Ես₂ = (V₂-V₀) * ժ w C = 0.465 էլ^{-J48.43 °}

եւ ես₃ = (V₃-V₀) / R = 0.417 ե^{j 146.6 °} A

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

i₁(t) = 0.125 cos ( w × t + 71.5 °) Ա;

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

Եվ, վերջապես, TINA- ի կողմից հաշվարկված արդյունքները համամիտ են մյուս տեխնիկայի կողմից հաշվարկված արդյունքների հետ: