דיאגרמות חיבור של מעגלים תלת פאזיים ברשתות חשמל

היתרונות של רשתות תלת פאזיות, המבטיחות תפוצה רחבה שלהן, ברורים:

• אנרגיה מועברת על פני שלושה חוטים למרחקים ארוכים בצורה חסכונית יותר מאשר אילו היו פחות פאזות;

• גנרטורים סינכרוניים, מנועים אסינכרוניים, שנאים תלת פאזיים - קל לייצור, חסכוני ואמין בפעולה;

• לבסוף, למערכת AC תלת פאזי יש את היכולת לספק (ולקחת) הספק מיידי קבוע למשך תקופה של זרם סינוסואידי אם עומס הגנרטור התלת פאזי זהה בכל השלבים.

בואו נסתכל על אילו מעגלים תלת פאזיים בסיסיים קיימים ברשתות חשמל.

בדרך כלל ניתן לחבר את הפיתולים של אלטרנטור תלת פאזי לעומסים בדרכים שונות. לכן, הדרך החסכונית ביותר תהיה לחבר עומס נפרד ישירות לכל שלב של הגנרטור, תוך הארכת שני חוטים לכל עומס. אבל עם גישה זו, יש צורך בשישה חוטים כדי להתחבר.

זה בזבזני מאוד מבחינת צריכת חומרים ולא נוח.כדי להשיג חיסכון בחומר, הפיתולים של גנרטור תלת פאזי פשוט משולבים במעגל "כוכב" או "דלתא". עם פתרון חיווט זה, מתקבלים מקסימום 4 ("כוכב עם נקודת אפס" או "דלתא") או מינימום של 3.

גנרטור תלת פאזי מתואר על דיאגרמות בצורה של שלוש פיתולים הממוקמים בזוויות של 120 מעלות זה לזה. אם החיבור של פיתולי הגנרטור מתבצע על פי ערכת "כוכב", אז המסופים באותו שם של הפיתולים מחוברים זה לזה בנקודה אחת (מה שנקרא "נקודת האפס" של הגנרטור ). נקודת האפס מסומנת באות «O», והמסופים החופשיים (מסופי השלב) של הפיתולים מסומנים באותיות «A», «B» ו- «C».

אם הפיתולים של הגנרטור מחוברים זה לזה בסכמת "משולש", אז סוף הפיתול הראשון מחובר לתחילת הפיתול השני, סוף הפיתול השני - לתחילת הפיתול השלישי, סוף השלישי - לתחילת הראשון - המשולש סגור. מבחינה גיאומטרית, סכום ה-EMF במשולש כזה יהיה אפס. ואם העומס אינו מחובר כלל למסופים «A», «B» ו- «C», הזרם לא יזרום דרך פיתולי הגנרטור.

כתוצאה מכך, אנו מקבלים חמש תוכניות בסיסיות לחיבור גנרטור תלת פאזי עם עומס תלת פאזי (ראה איורים). רק בשלושה מהדמויות הללו ניתן לראות עומס תלת פאזי המחובר לכוכב, כאשר שלושת קצוות העומס משולבים בנקודה אחת. נקודה זו במרכז כוכב העומס נקראת "נקודת אפס עומס" ומסומנת "O'".

המוליך המחבר בין הנקודות הנייטרליות של העומס לבין הגנרטור נקרא המוליך הנייטרלי במעגלים כאלה. הזרם של החוט הנייטרלי מסומן כ- «Io».עבור הכיוון החיובי של הזרם, הכיוון מהעומס לגנרטור נלקח בדרך כלל, כלומר מנקודה «O'» לנקודה «O».

החוטים המחברים את הנקודות "A", "B" ו- "C" של מסופי הגנרטור עם העומס נקראים חוטי קו, והמעגלים בהתאמה: כוכב-כוכב עם חוט נייטרלי, כוכב-כוכב, כוכב-דלתא, דלתא- דלתא, דלתא-כוכב - רק חמש תוכניות בסיסיות לחיבור מעגלים תלת פאזיים ברשתות חשמל.

זרמים הזורמים דרך מוליכים ליניאריים נקראים זרמים ליניאריים ומסומנים על ידי Ia, Ib, Ic. עבור הכיוון החיובי של זרם הקו, בדרך כלל נלקח הכיוון מהגנרטור לעומס. ערכי המודול של זרמי הקו פירושם Il, ככלל, ללא מדדים נוספים, שכן לעתים קרובות קורה שכל זרמי הקו של המעגל שווים בגודלם. המתח בין שני מוליכים ליניאריים הוא המתח הליניארי, מסומן על ידי Uab, Ubc, Uca או, אם אנחנו מדברים על מודול, הם פשוט כותבים Ul.

כל אחד מפיתולי הגנרטור נקרא פאזה מחולל, וכל אחד משלושת החלקים של עומס תלת פאזי נקרא פאזת עומס. הזרמים של השלבים של הגנרטור, ובהתאם, של העומסים נקראים זרמי פאזה, מסומנים על ידי If. המתחים הפנימיים של שלבי הגנרטור ושלבי העומס נקראים מתחי פאזה, הם מסומנים Uf.

אם פיתולי הגנרטור מחוברים ב"כוכב", אז מתחי הקו גבוהים פי 3 מהשורש (פי 1.73) בערך המוחלט מאשר מתחי הפאזה. הסיבה לכך היא שמתחי הקו יהפכו מבחינה גיאומטרית לבסיסים של משולשים שווה שוקיים עם זוויות חדות בבסיס של 30°, כאשר הרגליים הן מתחי הפאזה.שימו לב שסדרה של מתחים תלת פאזיים נמוכים: 127, 220, 380, 660 - נוצרת פשוט על ידי הכפלת הערך הקודם ב-1.73.

כאשר פיתולי הגנרטור מחוברים ב"כוכב", ברור שזרם הקו שווה לזרם הפאזה. אבל מה קורה למתחים כאשר פיתולי הגנרטור מחוברים בדלתא? במקרה זה, מתח הרשת יהיה שווה למתח הפאזה עבור כל שלב ולכל חלק של העומס: Ul = Uf. כאשר העומס מחובר לכוכב, זרם הקו יהיה שווה לזרם הפאזה: Il = If.

כאשר העומס מחובר לפי ערכת ה"דלתא", עבור הכיוון החיובי של הזרמים, בחר את כיוון השעון של מעקף הדלתא. הקביעה נעשית לפי המדדים הרלוונטיים: מאיזו נקודה זורם הזרם ולאיזו נקודה הוא זורם, למשל, Iab הוא ייעוד הזרם מנקודה "A" לנקודה "B".

אם עומס תלת פאזי מחובר בדלתא, אז זרמי הקו וזרמי הפאזה לא יהיו שווים זה לזה. לאחר מכן מזוהים זרמי קו על ידי זרמי פאזה לפי החוק הראשון של קירכהוף: Ia = Iab-Ica, Ib = Ibc-Iab, Ic = Ica-Ibc.