RRJETET E THREH FAZE

Klikoni ose Prekni qarqet Shembuj më poshtë për të thirrur TINACloud dhe zgjidhni modalitetin Interaktiv DC për të Analizuar ato në Internet.
Merrni një qasje me kosto të ulët në TINACloud për të redaktuar shembujt ose për të krijuar qarqet tuaja

Rrjetet e rrymës alternative që kemi studiuar deri më tani, janë përdorur gjerësisht për të modeluar rrjetin elektrik të energjisë elektrike në shtëpi. Sidoqoftë, për përdorim industrial dhe gjithashtu për prodhimin e energjisë elektrike, a rrjet e gjeneratorëve AC është më efektiv. Kjo realizohet nga rrjetet polifazë të cilat përbëhen nga një numër i gjeneratorëve sinusoidë identikë me një ndryshim këndi fazor. Rrjetet më të zakonshëm të polifazës janë rrjete dy ose trefazore. Ne do ta kufizojmë diskutimin tonë në rrjete trefazore.

Vini re se TINA ofron mjete speciale për vizatimin e rrjeteve trefazore në shiritin e veglave të komponentëve specialë, nën butonat Yje dhe Y.

Një rrjet trefazor mund të shihet si një lidhje e veçantë e tre qarqeve të vetme fazore ose të thjeshtë AC. Rrjetet trefazore përbëhen nga tre rrjete të thjeshta, secila ka të njëjtin amplitudë dhe frekuencë, dhe një ndryshim fazor 120 ° midis rrjeteve ngjitur. Diagrami kohor i tensioneve në një 120Veff sistemi është treguar në diagramin e mëposhtëm.

Ne gjithashtu mund t'i përfaqësojmë këto tensione me fasorë duke përdorur Diagramin e TINA's Phasor.

Në krahasim me sistemet njëfazore, rrjetet trefazore janë superiore sepse të dy stacionet e energjisë dhe linjat e transmetimit kërkojnë përcjellës më të hollë për transmetimin e të njëjtës fuqi. Për shkak të faktit se një nga tre voltazhet është gjithmonë jo zero, pajisjet trefazore kanë karakteristika më të mira, dhe motorët trefazorë janë vetë-fillues pa ndonjë qark shtesë. Shtë gjithashtu shumë më e lehtë për të kthyer voltazhet trefazore në DC (korrigjim), për shkak të luhatjes së zvogëluar në tensionin e ndrequr.

Frekuenca e rrjeteve të energjisë elektrike trefazore është 60 Hz në Shtetet e Bashkuara dhe 50 Hz në Evropë. Rrjeti shtëpiak me një fazë është thjesht një nga tensionet nga një rrjet trefazor.

Në praktikë, të tre fazat janë të lidhura në një nga dy mënyrat.

1) Wye ose lidhja Y, ku terminalet negativë të secilit gjenerator ose ngarkesë janë të lidhur për të formuar terminalin neutral. Kjo rezulton në një sistem me tre tela, ose nëse sigurohet një tela neutral, një sistem me katër tela.


Klikoni / prekni qarkun e mësipërm për të analizuar në internet ose klikoni këtë link për të ruajtur nën Windows

Vp1,Vp2,Vp3 tensionet e gjeneratorëve janë quajtur fazë tensione, ndërsa tensione VL1,VL2,VL3 në mes të dy linjave lidhëse (por duke përjashtuar tela neutrale) quhen linjë tensionet. Në mënyrë të ngjashme, unëp1,Ip2,Ip3 rrymat e gjeneratorëve janë quajtur fazë rrymat ndërsa rrymat IL1,IL2,IL3 në linjat lidhëse (duke përjashtuar tela neutrale) quhen linjë rryma.

Në lidhjen Y, rrymat e fazës dhe vijës janë padyshim të njëjta, por voltazhet e linjës janë më të mëdha se voltazhet e fazës. Në rastin e ekuilibruar:

Le të demonstrojmë këtë me një diagram phasor:

Le të llogarisim VL për diagramin phasor duke përdorur rregullin kosinus të trigonometrisë:


Tani le të llogarisim të njëjtën sasi duke përdorur vlerat komplekse të pikut:

Vp1 = 169.7 ej 0 ° = 169.7

Vp2 = 169.7 ej 120 ° = -84.85 + j146.96

VL = Vp2 - Vp1 = -254.55 + j146.96 = 293.9 dhe j150 °

I njëjti rezultat me përkthyesin TINA:

{Zgjidhje nga Interpretuesi i TINA!}
Vp1: = 169.7
Vp2: = 169.7 * exp (j * degtorad (120))
Vp2 = [- 84.85 + 146.9645 * j]
VL: = Vp2-Vp1
VL = [- 254.55 + 146.9645 * j]
radtodeg (hark (VL)) = [150]
abs (VL) = [293.929]
#Zgjidhje nga Python
importoni matematikën si m
importo cmath si c
#Le të thjeshtojmë printimin e kompleksit
#numrat për transparencë më të madhe:
cp= lambda Z : "{:.4f}".format(Z)
Vp1=169.7
Vp2=169.7*c.exp(1j*m.radians(-120))
print ("Vp2 =", cp(Vp2))
VL=Vp1-Vp2
print("VL=",cp(VL))
print("abs(VL)=",cp(abs(VL)))
print("gradë(fazë(VL))=",cp(m.gradë(c.fazë(VL))))

Në mënyrë të ngjashme vlerat komplekse të pikut të tensioneve të linjës

VL21 = 293.9 ej 150 ° V,
VL23 = 293.9 ej 270 ° V,
VL13 = 293.9 ej 30 ° V.

Vlerat komplekse efektive:

VL21eff = 207.85 ej 150 ° V,
VL23eff = 207.85 ej 270 ° V,
VL13eff = 207.85 ej 30 ° V.

Së fundi, le të shikojmë të njëjtat rezultate duke përdorur TINA për një qark me të

120 Veff ; VP1 = VP2 = VP3 = 169.7 V dhe Z1= Z2 =Z3 = Ohms 1


Klikoni / prekni qarkun e mësipërm për të analizuar në internet ose klikoni këtë link për të ruajtur nën Windows

2) La deltë or D-lidhja prej tre fazave arrihet duke lidhur tre ngarkesat në seri duke formuar një lak të mbyllur. Kjo përdoret vetëm për sistemet me tre tela.

Në krahasim me një lidhje Y, në D -lidhja e tensioneve të fazës dhe vijës është dukshëm e njëjtë, por rrymat e linjës janë më të mëdha se rrymat e fazës. Në rastin e ekuilibruar:

Le të demonstrojmë këtë me TINA për një rrjet me 120 Veff Z = Ohms 10.


Klikoni / prekni qarkun e mësipërm për të analizuar në internet ose klikoni këtë link për të ruajtur nën Windows

Rezultati:

Meqenëse gjeneratori ose ngarkesa mund të lidhen në D ose në Y, ekzistojnë katër ndërlidhje të mundshme: YY, Y- D, DY dhe D- D. Nëse impedancat e ngarkesës së fazave të ndryshme janë të barabarta, rrjeti trefazor është harmonik.

Disa përkufizime dhe fakte të tjera të rëndësishme:

Diferenca fazore midis fazë tension ose aktual dhe më i afërt linjë tensioni dhe rryma (nëse nuk janë të njëjta) është 30 °.

Nëse ngarkesa është harmonik (d.m.th të gjitha ngarkesat kanë të njëjtën rezistencë), voltazhet dhe rrymat e secilës fazë janë të barabarta. Për më tepër, në lidhjen Y, nuk ka rrymë neutrale edhe nëse ekziston një tela neutral.

Nëse ngarkesa është paekuilibruar, tensionet dhe rrymat e fazës janë të ndryshme Gjithashtu, në lidhjen Y-Y pa tela neutral, nyjet e zakonshme (pikat e yjeve) nuk janë në të njëjtin potencial. Në këtë rast mund të zgjidhim për potencialin nyjë V0 (nyja e përbashkët e ngarkesave) duke përdorur një ekuacion të nyjës. Duke llogaritur V0 ju lejon të zgjidhni për tensionet fazore të ngarkesës, rrymës në tela neutrale, etj. Gjeneratorët e lidhur me Y gjithmonë përfshijnë një tel neutral.

Fuqia në një sistem tre faza të ekuilibruar është PT = 3 VpIp cos J ​​= VLIL si J

ku J është këndi i fazës midis tensionit dhe rrymës së ngarkesës.

Fuqia totale e dukshme në një sistem tre faza të ekuilibruar: ST = VLIL

Fuqia reaktive totale në një sistem tre faza të ekuilibruar: QT = VL IL mëkat J

Shembull 1

Vlera rms e tensioneve fazore të një gjeneratori të lidhur me Y të balancuar trefazor është 220 V; frekuenca e tij është 50 Hz.

a / Gjeni funksionin kohor të rrymave fazore të ngarkesës!

b / Llogaritni të gjitha fuqitë mesatare dhe reaktive të ngarkesës!


Klikoni / prekni qarkun e mësipërm për të analizuar në internet ose klikoni këtë link për të ruajtur nën Windows

Të dy gjeneratori dhe ngarkesa janë të ekuilibruar, kështu që ne duhet të llogarisim vetëm një fazë dhe mund të marrim voltazhet ose rrymat e tjera duke ndryshuar këndet e fazës. Në skematikën e mësipërme ne nuk tërhoqëm tela neutrale, por përkundrazi caktuam 'tokën' në të dy anët. Kjo mund të shërbejë si tela neutral; sidoqoftë, sepse qarku është i ekuilibruar, teli neutral nuk është i nevojshëm.

Ngarkesa është e lidhur në Y, kështu që rrymat e fazës janë të barabarta me rrymat e linjës: vlerat e pikut:

IP1 = VP/ (R + j w L) = 311 / (100 + j314 * 0.3) = 311 / (100 + j94.2) = 1.65-j1.55 = 2.26 e-j43.3 ° A

VP1 = 311 V

IP2 = IP1 e j 120 ° = 2.26 ej76.7 ° A

IP3 = IP2 e j 120 ° = 2.26 e-j163.3 ° A

iP1 = 2.26 cos ( w ×t - 44.3 °) A

iP2 = 2.26 cos ( w × t + 76.7 °) A

iP3 = 2.26 cos ( w × t - 163.3 °) A

Kompetencat janë gjithashtu të barabarta: P1 = P2 = P3 = = 2.262* 100 / 2 = 256.1 W

{Zgjidhje nga Interpretuesi i TINA!}
{Meqenëse gjeneratori dhe ngarkesa janë të balancuara
ne llogarisim vetëm një fazë dhe shumëzojmë me 3}
om: = 314.159
Ipm1: = 311 / (R + j * om * L)
abs (Ipm1) = [2.2632]
radtodeg (hark (Ipm1)) = [- 43.3038]
Ipm2: = Ipm1;
fi2: = radtodeg (hark (Ipm1)) + 120;
fi2 = [76.6962]
fi3: = fi2 + 120;
fi3 = [196.6962]
fi3a: = - 360 + fi3;
fi3a = [- 163.3038]
P1: = SQR (abs (IPM)) * R / 2;
P1 = [256.1111]
#Zgjidhje nga Python
#Meqenëse si gjeneratori ashtu edhe ngarkesa janë të balancuara
#llogaritim vetëm një fazë dhe shumëzojmë me faktorin e fazës
importoni matematikën si m
importo cmath si c
#Le të thjeshtojmë printimin e kompleksit
#numrat për transparencë më të madhe:
cp= lambda Z : "{:.4f}".format(Z)
om=314.159
lpm1=311/(R1+1j*om*L1)
print("abs(lpm1)=",cp(abs(lpm1)))
print("gradë(fazë(lpm1))=",cp(m.gradë(c.fazë(lpm1))))
lpm2=lpm1*c.exp(-1j*m.radians(120))
print("abs(lpm2)=",cp(abs(lpm2)))
print("gradë(fazë(lpm2))=",cp(m.gradë(c.fazë(lpm2))))
lpm3=lpm1*c.exp(1j*m.radians(120))
print("abs(lpm3)=",cp(abs(lpm3)))
print("gradë(fazë(lpm3))=",cp(m.gradë(c.fazë(lpm3))))

Kjo është e njëjta me rezultatet e llogaritura me dorë dhe Përkthyesi i TINA.


Klikoni / prekni qarkun e mësipërm për të analizuar në internet ose klikoni këtë link për të ruajtur nën Windows

Shembull 2

Një gjenerator i lidhur me tre faza i ekuilibruar Y është i ngarkuar nga një ngarkesë tre-polësh e lidhur me delta me impedanca të barabarta. f = 50 Hz.

Gjeni funksionet kohore të tensionit fazor të ngarkesës,

b / rrymat e fazës së ngarkesës,

c / rrymat e linjave!


Klikoni / prekni qarkun e mësipërm për të analizuar në internet ose klikoni këtë link për të ruajtur nën Windows

Tensioni fazor i ngarkesës është i barabartë me tensionin e linjës së gjeneratorit:

VL =

Rrymat fazore të ngarkesës: I1 = VL/R1+VLj w C = 1.228 + j1.337 = 1.815 ej 47.46 ° A

I2 = I1 * e-j120 ° = 1.815 e-j72.54 ° A = 0.543 - j1.73 A

I3 = I1 * ej120 ° = 1.815 ej167.46 ° = -1.772 + j0.394

Duke parë udhëzimet: Unëa = I1 - Unë3 = 3 + j0.933 A = 3.14 ej17.26 ° A.

ia(t) = 3.14 cos ( w × t + 17.3 °) A

Sipas rezultateve të llogaritura me dorë dhe Përkthyesi i TINA-s.

{Zgjidhje nga Interpretuesi i TINA!}
{Nga simetria llogarisim vetëm një fazë.
Tensioni fazor i ngarkesës
është e barabartë me tensionin e linjës së gjeneratorit.}
f: = 50;
om: = 2 * pi * f;
VL: = sqrt (3) * 100;
VL=[173.2051]
I1p:=VL/R1+VL*j*om*C1;
I1p=[1.7321E0+5.4414E-1*j]
I1p: = I1p * exp (j * pi / 6);
I1p=[1.2279E0+1.3373E0*j]
abs (I1p) = [1.8155]
radtodeg (hark (I1p)) = [47.4406]
I2p: = I1p * exp (-J * 2 * pi / 3);
I2p=[5.4414E-1-1.7321E0*j]
abs (I2p) = [1.8155]
radtodeg (hark (I2p)) = [- 72.5594]
I3p: = I1p * exp (j * pi / 6);
abs (I3p) = [1.8155]
Ib: = I2p-I1p;
abs (Ib) = [3.1446]
radtodeg (hark (Ib)) = [- 102.5594]
#Zgjidhje nga Python. Që nga simetria ne
#llogaritni vetëm një fazë. Tensioni fazor i ngarkesës
#e barabartë me tensionin e linjës së gjeneratorit.
importoni matematikën si m
importo cmath si c
#Le të thjeshtojmë printimin e kompleksit
#numrat për transparencë më të madhe:
cp= lambda Z : "{:.4f}".format(Z)
f = 50
om=2*c.pi*f
VL=m.sqrt(3)*100
print("VL=",cp(VL))
I1p=VL/R1+VL*1j*om*C1
print("I1p=",cp(I1p))
I1p*=c.exp(1j*c.pi/6)
print("I1p=",cp(I1p))
print("abs(I1p)=",cp(abs(I1p)))
print("gradë(fazë(I1p))=",cp(m.gradë(c.fazë(I1p))))
I2p=I1p*c.exp(-1j*2*c.pi/3)
print("I2p=",cp(I2p))
print("abs(I2p)=",cp(abs(I2p)))
print("gradë(fazë(I2p))=",cp(m.gradë(c.fazë(I2p))))
I3p=I1p*c.exp(1j*c.pi/6)
print("abs(I3p)=",cp(abs(I3p)))
Ib=I2p-I1p
print("abs(Ib)=",cp(abs(Ib)))
print("gradë(fazë(Ib))=",cp(m.gradë(c.fazë(Ib))))


Klikoni / prekni qarkun e mësipërm për të analizuar në internet ose klikoni këtë link për të ruajtur nën Windows

Më në fund një shembull me një ngarkesë të pabalancuar:

Shembull 3

Vlera rms e tensioneve fazore të një ekuilibri trefazor

Gjeneratori i lidhur me Y është 220 V; frekuenca e tij është 50 Hz.

a / Gjeni fasorin e tensionit V0 !

b / Gjeni amplituda dhe këndet fillestare të rrymave fazore!


Klikoni / prekni qarkun e mësipërm për të analizuar në internet ose klikoni këtë link për të ruajtur nën Windows

Tani ngarkesa është një asimetrike dhe nuk kemi tela neutrale, kështu që mund të presim një ndryshim të mundshëm midis pikave neutrale. Përdorni një ekuacion për potencialin e nyjës V0:

kështu V0 = 192.71 + j39.54 V = 196.7 ej11.6 ° V

edhe une1 = (V1-V0) * J w C = 0.125 ej71.5 ° A; unë2 = (V2-V0) * J w C = 0.465 e-j48.43 °

edhe une3 = (V3-V0) / R = 0.417 ej 146.6 ° A

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

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

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

i3(t) = 0.417 cos ( w × t + 146.6 °) A;

{Zgjidhje nga Interpretuesi i TINA!}
{Për shkak të josimetrisë na duhet
llogarit të gjitha fazat në mënyrë individuale}
om: = 314;
V1: = 311;
V2: = 311 * exp (j * 4 * pi / 3);
V3: = 311 * exp (j * 2 * pi / 3);
Sys V0
(V0-V1)*j*om*C+(V0-V2)*j*om*C+(V0-V3)/R=0
fund;
V0 = [192.7123 + 39.5329 * j]
abs (V0) = [196.7254]
I1: = (V1-V0) * j * om * C;
abs (I1) = [124.6519m]
radtodeg (hark (I1)) = [71.5199]
I2: = (V2-V0) * j * om * C;
abs (I2) = [465.2069m]
radtodeg (hark (I2)) = [- 48.4267]
I3: = (V3-V0) / R;
abs (I3) = [417.2054m]
radtodeg (hark (I3)) = [146.5774]
#Zgjidhje nga Python
#Për shkak të josimetrisë duhet
#llogaritni të gjitha fazat vetëm
import sympy si s
importoni matematikën si m
importo cmath si c
#Le të thjeshtojmë printimin e kompleksit
#numrat për transparencë më të madhe:
cp= lambda Z : "{:.4f}".format(Z)
om=314
V1=311
V2=311*c.exp(1j*4*c.pi/3)
V3=311*c.exp(1j*2*c.pi/3)

V0= s.simbolet('V0')
eq1=s.Eq((V0-V1)*1j*om*C+(V0-V2)*1j*om*C+(V0-V3)/R,0)
V0=komplekse(s.zgjidh(eq1)[0])

print(“V0=”,cp(V0))
print("abs(V0)=",cp(abs(V0)))
I1=(V1-V0)*1j*om*C
print("abs(I1)=",cp(abs(I1)))
print("gradë(fazë(I1))",cp(m.gradë(c.fazë(I1))))
I2=(V2-V0)*1j*om*C
print("abs(I2)=",cp(abs(I2)))
print("gradë(fazë(I2))",cp(m.gradë(c.fazë(I2))))
I3=(V3-V0)/R
print("abs(I3)=",cp(abs(I3)))
print("gradë(fazë(I3))",cp(m.gradë(c.fazë(I3))))

Dhe, më në fund, rezultatet e llogaritura nga TINA pajtohen me rezultatet e llogaritura nga teknikat e tjera.


Klikoni / prekni qarkun e mësipërm për të analizuar në internet ose klikoni këtë link për të ruajtur nën Windows


    X
    I lumtur që të kemi DesignSoft
    Lejon të bisedoni nëse keni nevojë për ndonjë ndihmë për të gjetur produktin e duhur ose keni nevojë për mbështetje.
    wpchatıco