جریان متناوب 3 فاز اصل ایجاد یک مدار AC سه فاز

سیستم تغذیه سه فاز - مورد خاصسیستم های چند فازی مدارهای الکتریکی، که در آن ایجاد شده است منبع مشترک emf سینوسی همان فرکانس، نسبت به یکدیگر در زمان با یک زاویه فاز معین جابجا شده اند. که در سیستم سه فازاین زاویه 2π/3 (120 درجه) است.

سیستم جریان متناوب سه فاز چند سیمه (شش سیم) توسط نیکولا تسلا اختراع شد. کمک قابل توجهی به توسعه سیستم های سه فاز توسط M. O. Dolivo-Dobrovolsky انجام شد که اولین بار سیستم های انتقال جریان متناوب سه و چهار سیمه را پیشنهاد کرد و تعدادی از مزایای سیستم های سه فاز با رسانایی پایین را در رابطه با سایر سیستم های دیگر شناسایی کرد. سیستم ها، و تعدادی آزمایش با یک موتور الکتریکی ناهمزمان انجام دادند.

تصویر متحرک از جریان جریان در یک مدار متقارن سه فاز با اتصال ستاره

نمودار برداری جریان فاز. حالت متقارن.

مزایای

نمودار سیم کشی ممکن برای شبکه سه فاز در ساختمان های مسکونی چند آپارتمانی

• مقرون به صرفه.
  • انتقال مقرون به صرفه برق در فواصل طولانی.
  • مصرف مواد کمتر ترانسفورماتورهای 3 فاز.
  • مصرف مواد کمتر از کابل های برق، زیرا با مصرف برق یکسان، جریان در فازها کاهش می یابد (در مقایسه با مدارهای تک فاز).
• تعادل سیستم این ویژگی یکی از مهمترین آنها است، زیرا در یک سیستم نامتعادل یک بار مکانیکی ناهموار بر روی تاسیسات مولد برق ایجاد می شود که به طور قابل توجهی عمر مفید آن را کاهش می دهد.
• فرصت رسید آسانچرخشی دایره ای میدان مغناطیسی، برای کار یک موتور الکتریکی و تعدادی دیگر از وسایل الکتریکی لازم است. موتورهای 3 فاز (آسنکرون و سنکرون) ساده تر از موتورها هستند جریان مستقیم، تک فاز یا 2 فاز و دارای نشانگرهای راندمان بالا می باشد.
• توانایی به دست آوردن دو ولتاژ عملیاتی در یک نصب - فاز و خطی و دو سطح توان هنگام اتصال به یک ستاره یا مثلث.
• فرصت کاهش شدیداثر سوسو زدن و استروبوسکوپی لامپ‌ها با استفاده از لامپ‌های فلورسنت با قرار دادن سه لامپ (یا گروه‌هایی از لامپ‌ها) که از فازهای مختلف تغذیه می‌شوند در یک لامپ.

به لطف این مزایا، سیستم های سه فاز رایج ترین در تولید برق مدرن هستند.

نمودارهای اتصال برای مدارهای سه فاز

ستاره

انواع موجود حفاظت از ولتاژ خط که در فروش در فروشگاه های برق یافت می شوند. همان طور که خواسته شده استانداردهای مدرن، نصب روی ریل DIN انجام می شود.

اتصال ستاره به چنین اتصالی گفته می شود که انتهای فازهای سیم پیچ ژنراتور (G) به یک نقطه مشترک به نام نقطه خنثی وصل شود. خنثی. انتهای فازهای سیم پیچ گیرنده (M) نیز به یک نقطه مشترک متصل می شوند. سیم های اتصال دهنده ابتدای فازهای ژنراتور و گیرنده نامیده می شوند خطی. سیمی که دو نول را به هم وصل می کند، نول نامیده می شود.

شینه هایی برای توزیع سیم های خنثی و سیم های اتصال به زمین در صورت اتصال توسط ستاره. یکی از مزایای اتصال ستاره صرفه جویی در سیم خنثی است، زیرا تنها یک سیم از ژنراتور تا نقطه جداسازی سیم خنثی در نزدیکی مصرف کننده مورد نیاز است.

مدار سه فاز با سیم خنثی را مدار چهار سیم می گویند. اگر سیم خنثی وجود ندارد، یک سیم سه سیمه.

اگر مقاومت های Z a , Z b , Z c گیرنده با یکدیگر برابر باشند، چنین باری نامیده می شود. متقارن.

رابطه بین جریان و ولتاژ خطی و فازی.

ولتاژ بین سیم خط و نول (U a, U b, U c) نامیده می شود فاز. ولتاژ بین دو سیم خط (U AB، U BC، U CA) نامیده می شود خطی. برای اتصال سیم پیچ ها با ستاره، وقتی بار متقارن، رابطه بین جریان و ولتاژ خطی و فاز معتبر است:

پیامدهای فرسودگی (شکستگی) سیم نول در شبکه های سه فاز

با بار متقارن در یک سیستم سه فاز، تغذیه مصرف کننده با ولتاژ خطی حتی در صورت عدم وجود سیم خنثی امکان پذیر است. با این حال، هنگام تغذیه بار با ولتاژ فاز، زمانی که بار روی فازها کاملاً متقارن نیست، وجود یک سیم خنثی الزامی است. اگر شکسته شود یا افزایش قابل توجهی در مقاومت (تماس ضعیف) رخ دهد، به اصطلاح "عدم تعادل فاز" رخ می دهد، در نتیجه بار متصل، طراحی شده برای ولتاژ فاز، ممکن است تحت یک ولتاژ دلخواه در محدوده صفر باشد. به خطی (مقدار خاص به توزیع بار در فازها در لحظه شکستن سیم خنثی بستگی دارد). این اغلب دلیل شکست لوازم الکترونیکی مصرفی در ساختمان های آپارتمانی است. از آنجایی که مقاومت مصرف کننده ثابت می ماند، بنابراین، طبق قانون اهم، با افزایش ولتاژ، جریان عبوری از دستگاه مصرف کننده بسیار بیشتر از حداکثر خواهد بود. ارزش مجاز، که باعث احتراق و/یا خرابی تجهیزات برقی می شود. ولتاژ پایین نیز می تواند باعث خرابی تجهیزات شود. گاهی اوقات فرسودگی (شکستگی) سیم خنثی در یک پست می تواند باعث آتش سوزی در آپارتمان ها شود.

مسئله هارمونیک، مضرب سوم

تکنولوژی مدرن به طور فزاینده ای به منبع تغذیه پالسی مجهز می شود. منبع سوئیچینگ بدون اصلاح کننده ضریب توان، در لحظه شارژ خازن یکسو کننده ورودی، جریان را در پالس های باریک نزدیک به اوج موج سینوسی ولتاژ تغذیه مصرف می کند. تعداد زیادی ازچنین منابع برق در شبکه جریان افزایش یافته هارمونیک سوم ولتاژ تغذیه را ایجاد می کند. جریان های هارمونیک که مضربی از سوم هستند، به جای جبران متقابل، از نظر ریاضی در هادی خنثی (حتی با توزیع بار متقارن) خلاصه می شوند و می توانند حتی بدون تجاوز از توان مصرفی مجاز توسط فاز، منجر به اضافه بار آن شوند. این مشکل وجود دارد، به ویژه، در ساختمان های اداری با مقدار زیادکارکرد همزمان تجهیزات اداری
تاسیسات جبران توان راکتیو موجود قادر به حل نیستند این مشکل، از آنجایی که کاهش ضریب توان در شبکه های با غالب است منابع پالسمنبع تغذیه با معرفی یک جزء راکتیو همراه نیست، بلکه به دلیل غیر خطی بودن مصرف جریان است. راه حل سومین مشکل هارمونیک استفاده از تصحیح کننده ضریب توان (غیرفعال یا فعال) به عنوان بخشی از مدار منبع تغذیه سوئیچینگ تولیدی است.
الزامات استاندارد IEC 1000-3-2 محدودیت هایی را بر اجزای هارمونیک جریان بار دستگاه هایی با توان 50 وات یا بیشتر اعمال می کند. در روسیه، تعداد اجزای هارمونیک جریان بار توسط استانداردهای GOST 13109-97، OST 45.188-2001 استاندارد شده است.

مثلث

مثلث اتصالی است که انتهای فاز اول به ابتدای فاز دوم، انتهای فاز دوم به ابتدای فاز سوم و انتهای فاز سوم به ابتدای فاز وصل شود. اولین.

رابطه بین جریان و ولتاژ خطی و فازی

برای اتصال سیم پیچ ها به صورت مثلث، با بار متقارن، رابطه بین جریان و ولتاژ خطی و فاز معتبر است:

استانداردهای رایج ولتاژ

علامت گذاری

هادی های متعلق به فازهای مختلف، با رنگ های مختلف مشخص شده است. رنگهای متفاوتهادی های خنثی و محافظ نیز مشخص شده اند. این امر برای ایجاد حفاظت کافی در برابر شوک الکتریکی و تسهیل در نگهداری، نصب و تعمیر تاسیسات الکتریکی و تجهیزات الکتریکی. که در کشورهای مختلفعلامت گذاری هادی تفاوت های خاص خود را دارد. با این حال، بسیاری از کشورها به آن پایبند هستند اصول کلیعلامت گذاری رنگی هادی ها در استاندارد کمیسیون بین المللی الکتروتکنیکی IEC 60445:2010.

در حال حاضر گسترده ترین در سراسر جهان است سیستم سه فاز AC.

سیستم مدار الکتریکی سه فازآنها سیستمی متشکل از سه مدار می نامند که در آنها emfs متناوب با فرکانس یکسان وجود دارد که در فاز نسبت به یکدیگر به اندازه 1/3 دوره (φ = 2π /3) جابجا شده اند. هر مدار منفرد از چنین سیستمی به طور خلاصه فاز آن و سیستم سه فاز شیفت نامیده می شود جریان های متناوبدر چنین مدارهایی به سادگی نامیده می شوند جریان سه فاز.

تقریباً تمام ژنراتورهای نصب شده در نیروگاه های ما هستند ژنراتورها جریان سه فاز . اساساً، هر یک از این ژنراتورها یک اتصال در یک ماشین الکتریکی از سه ژنراتور جریان متناوب است که به گونه ای طراحی شده است که ژنراتورهای القایی در آنها نسبت به یکدیگر تا یک سوم دوره جابجا شوند، همانطور که در شکل نشان داده شده است. 1.

برنج. 1. نمودارهای EMF القا شده در سیم پیچ های آرمیچر یک ژنراتور جریان سه فاز به عنوان تابعی از زمان

نحوه پیاده سازی چنین ژنراتوری را می توان به راحتی از نمودار شکل 1 فهمید. 2.

برنج. 2. سه جفت سیم مستقل متصل به سه آرمیچر یک ژنراتور سه فاز جریان برق شبکه روشنایی

سه آرمیچر مستقل بر روی استاتور ماشین الکتریکی قرار دارند و با 1/3 دایره (120 درجه) جبران می شوند. در مرکز ماشین الکتریکی، یک سلف مشترک برای همه آرمیچرها می چرخد ​​که در نمودار به صورت .

هر سیم پیچ فرکانس یکسانی دارد، اما ممان های عبور این EMF ها از صفر (یا حداکثر) در هر یک از سیم پیچ ها به اندازه 1/3 دوره نسبت به یکدیگر جابجا می شود، زیرا سلف از هر سیم پیچ 1 عبور می کند. /3 دوره دیرتر از دوره قبلی.

هر سیم پیچ یک ژنراتور سه فاز یک ژنراتور و منبع جریان مستقل است انرژی الکتریکی. همانطور که در شکل نشان داده شده است با اتصال سیم ها به انتهای هر یک از آنها. 2، سه مدار مستقل بدست می آوریم که هر کدام می توانند برای مثال گیرنده های الکتریکی خاصی را تغذیه کنند.

در این حالت، شش سیم برای انتقال تمام انرژی جذب شده مورد نیاز است. با این حال، می توان سیم پیچ های یک مولد جریان سه فاز را به یکدیگر متصل کرد به گونه ای که بتوانید با چهار یا حتی سه سیم از آن عبور کنید، یعنی به میزان قابل توجهی در سیم کشی صرفه جویی کنید.

اولین مورد از این روش ها نامیده می شود اتصال ستاره(شکل 3).

برنج. 3. سیستم سیم کشی چهار سیم هنگام اتصال ژنراتور سه فاز با ستاره. بارها (گروه ها لامپ های برقی I، II، III) توسط ولتاژهای فاز تغذیه می شوند.

ما پایانه های سیم پیچ 1، 2، 3 را ابتدا، و پایانه های 1، 2، 3" - انتهای فازهای مربوطه را می نامیم.

اتصال ستاره به این صورت است که سر تمام سیم پیچ ها را به یک نقطه ژنراتور که به آن نقطه صفر یا نول می گویند وصل می کنیم و ژنراتور را با گیرنده های برق با چهار سیم وصل می کنیم: سه ​​تا به اصطلاح. سیم های خط، از ابتدای سیم پیچ های 1، 2، 3 و سیم خنثی یا خنثی، از نقطه صفر ژنراتور می آید. این سیستم سیم کشی نامیده می شود چهار سیمه.

ولتاژ بین نقطه صفر و ابتدای هر فاز نامیده می شود ولتاژهای فازو ولتاژهای بین ابتدای سیم پیچ ها، یعنی نقاط 1 و 2، 2 و 3، 3 و 1 را خطی می گویند. ولتاژهای فاز معمولاً U1، U2، U3 یا نامگذاری می شوند نمای کلی U f و ولتاژهای خطی - U12، U23، U31 یا به طور کلی U l.

بین دامنه یا ارزش های موثرهنگام اتصال سیم پیچ های ژنراتور با یک ستاره، یک رابطه U l = وجود دارد√3 U f ≈ 1.73 U f

بنابراین، به عنوان مثال، اگر ولتاژ فاز ژنراتور U f = 220 ولت باشد، هنگامی که سیم پیچ های ژنراتور با یک ستاره متصل می شوند، ولتاژ خطی U l 380 ولت است.

در مورد بار یکنواخت در هر سه فاز ژنراتور، یعنی با جریان تقریباً مساوی در هر یک از آنها، جریان در سیم خنثی برابر با صفر . بنابراین، در این صورت، می توانید سیم خنثی را حذف کنید و به یک سیستم سه سیمه اقتصادی تر بروید. تمام بارها بین جفت سیم های خطی مربوطه متصل می شوند.

با بار نامتقارن، جریان در سیم خنثی صفر نیست، اما، به طور کلی، ضعیف تر از جریان در سیم های خطی است.بنابراین، سیم خنثی ممکن است نازک تر از سیم های خطی باشد.

هنگام کار با جریان متناوب سه فاز، آنها تلاش می کنند تا بار فازهای مختلف را تا حد ممکن برابر کنند. بنابراین، به عنوان مثال، هنگام نصب یک شبکه روشنایی خانه بزرگبا یک سیستم چهار سیم، یک سیم خنثی و یکی از سیم های خطی به هر آپارتمان وارد می شود به گونه ای که به طور متوسط ​​هر فاز تقریباً یک بار را تحمل می کند.

یکی دیگر از روش های اتصال سیم پیچ های ژنراتور که امکان سیم کشی سه سیم را نیز فراهم می کند، اتصال مثلثی است که در شکل 1 نشان داده شده است. 4.

برنج. 4. نمودار اتصال سیم پیچ های یک ژنراتور سه فاز با مثلث

در اینجا انتهای هر سیم پیچ به ابتدای سیم پیچ بعدی متصل می شود، به طوری که آنها یک مثلث بسته را تشکیل می دهند و سیم های خط به رئوس این مثلث - نقاط 1، 2 و 3 متصل می شوند. در یک اتصال مثلث، ولتاژ خط ژنراتور برابر با ولتاژ فاز آن است: U l = U f.

بدین ترتیب، تغییر سیم پیچ ژنراتور از ستاره به مثلث منجر به کاهش ولتاژ خط به میزان √3 ≈ 1.73 برابر می شود.. اتصال مثلث نیز فقط با بار فاز مشابه یا تقریباً یکسان مجاز است. در غیر این صورت، جریان در مدار بسته سیم پیچ ها بسیار قوی خواهد بود که برای ژنراتور خطرناک است.

هنگام استفاده از جریان سه فاز، گیرنده های جداگانه (بارها)، که توسط جفت سیم های جداگانه تغذیه می شوند، نیز می توانند توسط یک ستاره متصل شوند، به طوری که یک سر آنها به یک نقطه مشترک وصل شود و سه سر باقیمانده آزاد باشد. سرها به سیم های خطی شبکه یا مثلث متصل می شوند، یعنی همه بارها به صورت سری به هم متصل می شوند و یک مدار مشترک را تشکیل می دهند، به نقاط 1، 2، 3 که سیم های شبکه خطی متصل می شوند.

در شکل شکل 5 اتصال ستاره بارها را با یک سیستم سیم کشی سه سیم نشان می دهد و شکل. 6- با سیستم سیم کشی چهار سیم (در این حالت نقطه مشترک تمامی بارها به سیم خنثی متصل می شود).

برنج. 7. اتصال دلتا بارها با سیستم سیم کشی سه سیمه

در عمل، مهم است که موارد زیر را در نظر داشته باشید. هنگام اتصال بارها با یک مثلث، هر بار تحت ولتاژ خطی قرار دارد و در هنگام اتصال با ستاره، هر بار تحت ولتاژ است، در√3 بار کوچکتر در مورد سیستم چهار سیمه این از شکل 1 مشخص است. 6. اما در مورد سیستم سه سیمه نیز همین اتفاق می افتد (شکل 5).

بین هر جفت ولتاژ خطی، دو بار به صورت سری به هم متصل می‌شوند که جریان‌ها در فاز 2 جابجا می‌شوند.π /3. ولتاژ هر بار برابر است با تقسیم ولتاژ خط مربوطه بر√3 .

بنابراین، هنگام تعویض بارها از ستاره به مثلث، ولتاژ هر بار و در نتیجه جریان در آن افزایش می یابد.√3 ≈ 1.73 بار. به عنوان مثال، اگر ولتاژ خطی یک شبکه سه سیمه 380 ولت باشد، در صورت اتصال توسط یک ستاره (شکل 5) ولتاژ هر بار برابر با 220 ولت خواهد بود و هنگامی که توسط یک مثلث متصل می شود (شکل 5). 7) برابر با 380 ولت خواهد بود.

هنگام تهیه مقاله، از اطلاعات یک کتاب درسی فیزیک ویرایش شده توسط G. S. Landsberg استفاده شد.

ولتاژ سه فاز یک سیستم است منبع برق، که در آن از سه خط فاز با تغییر فاز 120 درجه استفاده می شود. این شرایط یکنواخت را برای بسیاری از کاربردها تضمین می کند و کارایی را افزایش می دهد.

ظهور مفهوم ولتاژ سه فاز

پدر سه فرزند ولتاژ فازآنها دولیوو-دوبروولسکی را در روسیه و نیکولا تسلا را در بقیه جهان در نظر می گیرند. وقایع مربوط به دوران ظهور موضوع اختلاف در دهه 80 قرن نوزدهم رخ داد. نیکولا تسلا اولین موتور دو فاز را در حالی که برای شرکتی کار می کرد که در حال توسعه بود، به نمایش گذاشت نصب الکتریکیبرای اهداف مختلف علاقه به پدیده برقی شدن خز گربه خانگی این دانشمند را به اکتشافات بزرگی سوق داد. نیکولا تسلا در حین قدم زدن در پارک با یکی از دوستانش متوجه شد که می‌تواند تئوری میدان مغناطیسی چرخان آراگو را عملی کند و نیاز دارد:

1. دو فاز.
2. جابجایی بین آنها با زاویه 90 درجه است.

برای نشان دادن اهمیت بزرگ این کشف، توجه می کنیم که ترانسفورماتور Yablochkov در زمان مشخص شدهبه شهرت انبوه نرسید و آزمایشات فارادی روی القای مغناطیسی با خیال راحت فراموش شد، فقط فرمول قانون نوشته شد. دنیا نمی‌خواست بداند:

• جریان متناوب;
• فاز؛
• توان راکتیو

ژنراتورها (دینام) و دینام ها ولتاژ را با استفاده از یک کموتاتور مکانیکی اصلاح می کردند. به روشی مشابهکل صنعت برق که در آن زمان ناچیز بود، از بین رفت. ادیسون تازه شروع به اختراع کرده بود؛ هنوز کسی واقعاً از آن خبر نداشت. به هر حال، در فدراسیون روسیه آنها معتقدند که دستگاه توسط Lodygin اختراع شده است.

ایده تسلا انقلابی به نظر می رسید؛ ناشناخته ماند که چگونه می توان دو فاز را با یک تغییر فاز مشخص به دست آورد. دانشمند جوان علاقه چندانی به این سوال نداشت. او در مورد برگشت پذیری مطالعه کرد ماشین های الکتریکیو اطمینان حاصل کرد که می تواند به راحتی با ترتیب دادن سیم پیچ ها بر اساس آن یک ژنراتور بسازد. هیچ مشکلی با درایو وجود نداشت. در آغاز دهه 80، بخار به طور فعال مورد استفاده قرار گرفت، مدل نمایشی قرار بود با یک دینام نیرو بگیرد.

تسلا برای به دست آوردن فرکانس مشخصی اقدام نکرد. هیچ تحقیقی انجام نشد، فقط لازم بود روتور بچرخد. این ایده از طریق حلقه های لغزنده محقق شد. در آن زمان، موتورهای DC برس خورده با کنتاکت‌های مشابه مجهز بودند؛ نتیجه‌گیری تسلا تعجب‌آور نیست. توضیح انتخاب تعداد فازها جالب تر است.

مزیت سه فاز

آزمایش‌کنندگان با صدای بلند ادعای مزیت سه فاز را نسبت به دو دارند، اما توضیح لازم است. بلافاصله افکاری در مورد کارایی، گشتاور و غیره به ذهن خطور می کند. اما تسلا صدها طرح را در دفترچه یادداشت خود کشید، بدیهی است که او می توانست قطب ها را برای رسیدن به این هدف مرتب کند. پارامترهای مورد نیاز. نتیجه این است که طراحی دستگاه ها مهم نیست.

اکنون ولتاژ 380 ولت تنها از طریق سه سیم منتقل می شود. این امر در نسخه اصلی نیکولا تسلا قابل دستیابی نبود. در سال 1883، ادیسون تلاش زیادی برای استفاده از سیم سه هسته ای صرف کرد. بدیهی است که او در مورد تظاهراتی که نیکولا تسلا ترتیب داده بود شنید و خطر وضعیت را درک کرد. در دنیای متمدن، سود اصلی به صاحب حق ثبت اختراع می رسد؛ چرا یک مخترع معروف یک مهندس توانا را بیرون می آورد؟

منطق ادیسون ساده است: کاربران می بینند که کابل های سه هسته ای ارزان تر از کابل های چهار هسته ای هستند و از استفاده از محصولات جدید نیکولا تسلا خودداری می کنند. به راحتی می توان حدس زد که نقشه حیله گر مخترع پایه لامپ های رشته ای شکست خورده است. و با صدای بلند. و تقصیر این بود... دولیوو-دوبروولسکی. سیستم نیکولا تسلا برای ایجاد دو فاز به چهار سیم نیاز داشت. در همان زمان، Dolivo-Dobrovolsky انتقال انرژی بیشتر از طریق سه را پیشنهاد کرد.

نکته اینجا تقارن است. ولتاژهای خطی 380 ولت در هر لحظه یک جایگزین برای انتخاب باقی می گذارد. به عنوان مثال، جریان از فاز اول می تواند به فاز دوم یا سوم جریان یابد. بسته به وجود پتانسیل مناسب. نتیجه تعادل است. اگر دو فاز سیستم نیکولا تسلا را با هم ترکیب کنید، یک وینگرت دریافت خواهید کرد. در نتیجه، حذف خنثی در سیستم Dolivo-Dobrovolsky در صورت متقارن بودن بار مجاز است - همانطور که اغلب در عمل اتفاق می افتد.

در نتیجه ولتاژ بالاتری بین سیم ها به دست می آید که باعث کاهش جریان عبوری از هر یک با توان یکسان می شود. علاوه بر این، گاهی اوقات می توان فقط از سه خط استفاده کرد؛ این برای اکثر شرکت ها صدق می کند. مزایا در هنگام ایجاد پست های محلی نیز آشکار است: خنثی سیم پیچ ثانویه بلافاصله به زمین متصل می شود، نیازی به کشیدن نیست. سیم اضافیاز یک نیروگاه برق آبی دلایل ارائه شده استبه مزایای شبکه های ولتاژ سه فاز تبدیل شد که امروزه غالب هستند. سیم های تسلا به راحتی به سه فاز ارتقا می یابند.

دلیل باخت ادیسون

اغلب این عقیده وجود دارد که سیستم تسلا بهتر شده است، بنابراین ادیسون شکست خورد. دشوار است بگوییم که دومی چند دلار از دست داد، اما با استانداردهای مدرن او 4.5 میلیون دلار از نیکولا کلاهبرداری کرد. تورم! نویسندگان تمایل دارند بر این باورند که ادیسون راه خود را پیدا کرده است. نیکولا تسلا توانست مزایای جریان مستقیم را ثابت کند. به عنوان مثال، دومی کمتر مستعد ابتلا به کرونا در سیم است؛ دامنه شامل موج های شدید نیست.

امروزه ثابت شده است که انتقال جریان مستقیم در فواصل طولانی سودآورتر است. این امر از بررسی خارج می شود راکتانسشبکه ها - اندوکتانس و ظرفیت. که به طور قابل توجهی بی ثباتی را کاهش می دهد توان راکتیو. قرن بیست و یکم می تواند به دومین تولد جریان مستقیم برای انتقال آن در فواصل طولانی تبدیل شود. اما ناتوانی ادیسون در انتقال انرژی باعث خنده می شود. تسلا این حق را داشت که کمک کند، پس از آن دستگاه های DC امروزی به طور مساوی با مصرف کنندگان AC استفاده می شوند. برای موتورهای کموتاتور این بهتر است - راندمان و گشتاور افزایش می یابد.

معلوم می شود که انتقال جریان مستقیم مفید است. ادیسون به سادگی نتوانست پیدا کند تصمیم درست، سعی کرد بدون شیرجه زدن به عقب این کار را با سر به عهده بگیرد. ادیسون یک تمرین‌کننده خالص بود و نمی‌دانست چگونه راه‌حل‌های هوشمندانه‌ای مانند مبدل‌ها را بیابد. اما تمام ژنراتورهای اواسط قرن 19 دارای یک کموتاتور داخلی برای اصلاح بودند. تنها چیزی که باقی مانده بود اتصال آن به خط و انجام تبدیل در سمت گیرنده بود. همین! نیکولا به طرز درخشانی ادیسون را مجازات کرد و حضور نیروی خاصی را در جهان ثابت کرد که مسیر تاریخ را کنترل می کند.

جریان متناوب به دلیل در دسترس بودن یک وسیله انتقال قدرتمند انتخاب شد. ما در مورد یک ترانسفورماتور صحبت می کنیم. این عنصر ضروری اولین بار در سال 1831 (یا قبل از آن) توسط مایکل فارادی طراحی شد فن آوری پیشرفتهبدون توجه شایسته باقی ماند. هاینریش رومکورف پانزده سال بعد با استفاده از یک دینام برای تولید تخلیه در شکاف جرقه، علاقه خود را به دستگاه بازگشت. ترانسفورماتور پله‌آپ تا حد زیادی اثر را افزایش داد. این به طور مستقیم راه را برای دانشمندان برای انجام آزمایشات باز کرد، اما جوهر تحول آن توجهی را که شایسته آن بود دریافت نکرد.

در عوض، دانشمندان بر روی جریان مستقیم کار کردند. با ایجاد موتور، وسایل روشنایی و ژنراتور برای آن. جای تعجب است که با دانستن برگشت پذیری ماشین های الکتریکی، آنها متوجه نشدند که چگونه یک موتور تک قطبی بسازند که امروزه در مخلوط کن ها و مخلوط کن های دستی استفاده می شود. در واقع موتورها استفاده خانگیتک فاز. و تنها بخش کوچکی با جریان مستقیم کار می کند.

بیایید به یک مزیت ضمنی اشاره کنیم. DC دارای محدودیت ایمنی بالاتری است. به نظر می رسد انجام شود شبکه های صنعتیبرای مردم بی ضرر اجازه دهید بیانیه را با جزئیات بیشتری در نظر بگیریم؛ استدلال ها برای خواننده بی تجربه واضح نیست.

چرا DC ایمن تر است

برق کاران باتجربه می گویند که شوک الکتریکی 220 ولت خیلی خطرناک نیست، نکته اصلی این است که در ولتاژ خطی سه فاز گرفتار نشوید. تقریباً ریشه آن بالاتر است سه بار(در 1.7). خطی ولتاژ بین دو فاز است. با توجه به جابجایی 120 درجه ای بین آنها، این اثر جالب به دست می آید. افراد نادان می پرسند که تفاوت با جابجایی 90 درجه چیست؟ پاسخ در ابتدا داده شد - سه فاز یک سیستم متقارن را تشکیل می دهند. با افست 90، چهار مورد نیاز است.

در نتیجه، هر ولتاژ خط در یک زمان یک قطب تامین می شود، که تولید مثل آنها را در مواقع ضروری ساده می کند. قدرت بالا. به عنوان مثال در موتورهای کششی کشتی های بخار که نیاز به تغییر نیرو فوق العاده نرم و استفاده از چرخش شفت ضروری است. اتفاق می افتد که سه یا حتی شش قطب کافی نیست. فقط موتور کموتاتوردو جاروبرقی کافی است.

بنابراین، 308 ولت بین فازها وجود دارد، اگر فرکانس خط انتقال را به 700 هرتز افزایش دهید، ایمن به نظر می رسد. تسلا دریافت که از مقدار مشخص شده، اثر پوست به وضوح آشکار می شود، جریان به عمق بدن نفوذ نمی کند. بنابراین آسیب قابل توجهی به انسان وارد نمی کند. این دانشمند زبان های رعد و برق را روی بدن با ولتاژهای بسیار بالاتر نشان داد و گفت که این برای سلامتی مفید است و پوست را تمیز می کند.

فرکانس 700 هرتز (یا بالاتر) مورد استفاده قرار نگرفت - در همان زمان، تلفات ترانسفورماتور به طور قابل توجهی افزایش یافت. در زمان تصمیم گیری در مورد رتبه بندی اولین نیروگاه برق آبی AC، هیچ پیشرفتی در تولید مواد الکتریکی وجود نداشت. پیشنهاد می کنیم در تاپیک بیشتر بخوانید. نیازی به کپی اطلاعات نیست. به دلیل کمبود مواد لازم، تلفات معکوس مغناطیسی با افزایش فرکانس به طور قابل توجهی افزایش یافت. امروزه این مشکل در سطح فناوری ایجاد نمی کند.

مشکلی پیش می آید - سپر کردن. در سال های اولین تلاش ها برای انتقال انرژی، تشعشع شناخته شده نبود. رادیو اولین قدم های خود را در دهه 90 قرن نوزدهم برداشت. در واقع افزایش فرکانس با افزایش شدید انتشار انرژی در فضا همراه است. و سیم هایی که باید محافظ شوند، این گران است و به دی الکتریک قدرتمند نیاز دارد. این یک واقعیت نیست که شبکه های مدرنقادر به حل مشکل خواهد بود.

تسلا انتقال انرژی از طریق اتر را پیشنهاد کرد. چرا واردنکلیف این برج را ساخت؟ اما معلوم شد که صنعت گران به فروش مس برای تولید سیم علاقه دارند و بر این اساس از تأمین مالی دانشمند خودداری کردند. اما نکته اصلی این است که زمانی فرا می رسد که ولتاژ سه فاز به فراموشی سپرده می شود یا از مبدل ها به دست می آید و خود تسلا در مورد نحوه انجام این کار پاسخ می دهد.

به طور دقیق تر، پاسخ توسط پتنت ها و ایده های متعدد مخترع ارائه خواهد شد. بی جهت نیست که سوابق بلافاصله پس از مرگ دانشمند مصادره شده و به دقت طبقه بندی شده اند. توصیه می کنیم شروع به مطالعه کنید. وقت آن است که رویاپردازی کنیم که ماشین ها رانندگی می کنند روغن سبزیجاتبدون آلودگی محیطدود و دود مشمئز کننده لطفا توجه داشته باشید که تمام اسرار در سطح نهفته است و منتظر کسانی هستند که می خواهند آنها را فاش کنند. شاید یکی از خوانندگان بتواند ابتدا این کار را انجام دهد؟

در تجهیزات برقی ساختمان های آپارتمانی مسکونی و همچنین در بخش خصوصی از شبکه های سه فاز و تک فاز استفاده می شود. در ابتدا، شبکه برق از یک نیروگاه با سه فاز می آید و اغلب یک شبکه برق سه فاز به ساختمان های مسکونی متصل می شود. بعلاوه دارای انشعابات به فازهای جداگانه است. این روش برای ایجاد کارآمدترین انتقال جریان الکتریکی از یک نیروگاه به مقصد و همچنین کاهش تلفات در حین حمل و نقل استفاده می شود.

برای تعیین تعداد فازهای آپارتمان خود، کافی است تابلوی توزیع واقع در لندینگ یا درست در آپارتمان را باز کنید و ببینید چه تعداد سیم وارد آپارتمان می شود. اگر شبکه تک فاز باشد، 2 سیم وجود خواهد داشت -. سیم سوم احتمالی دیگر اتصال به زمین است.

شبکه های سه فاز در آپارتمان ها به ندرت مورد استفاده قرار می گیرند، در مواردی که اجاق های برقی قدیمی با سه فاز وصل می شوند یا بارهای قدرتمندبه شکل اره مدور یا وسایل گرمایشی. تعداد فازها را می توان با ولتاژ ورودی نیز تعیین کرد. در شبکه 1 فاز ولتاژ 220 ولت، در شبکه 3 فاز بین فاز و صفر نیز 220 ولت، بین 2 فاز 380 ولت است.

تفاوت

اگر تفاوت تعداد سیم های شبکه و نمودار اتصال را در نظر نگیریم، می توان ویژگی های دیگری که شبکه های سه فاز و تک فاز دارند را مشخص کرد.

• در مورد منبع تغذیه سه فاز، عدم تعادل فاز به دلیل توزیع ناهموار فازهای بار امکان پذیر است. بخاری یا اجاق گاز قوی را می توان روی یک فاز وصل کرد و تلویزیون و ماشین لباسشویی. سپس این اثر منفی رخ می دهد، همراه با عدم تقارن ولتاژها و جریان ها در فازها، که منجر به نقص می شود. دستگاه های خانگی. برای جلوگیری از چنین عواملی، لازم است قبل از گذاشتن سیم‌های شبکه برق، بار را بین فازها توزیع کرد.
• یک شبکه 3 فاز به کابل ها، هادی ها و سوئیچ های بیشتری نیاز دارد، به این معنی پول نقدشما نمی توانید خیلی پس انداز کنید.
• توان شبکه های خانگی تک فاز به طور قابل توجهی کمتر از شبکه سه فاز است. اگر قصد دارید از چندین مصرف کننده قدرتمند و وسایل خانگی، ابزار برقی استفاده کنید، بهتر است منبع تغذیه سه فاز را برای خانه یا آپارتمان تامین کنید.
• مزیت اصلی شبکه 3 فاز افت ولتاژ پایین نسبت به شبکه 1 فاز است به شرط اینکه برق یکسان باشد. این را می توان با این واقعیت توضیح داد که در یک شبکه 3 فاز، جریان در هادی فاز سه برابر کمتر از یک شبکه یک فاز است و اصلا جریانی روی هادی وجود ندارد.

مزایای شبکه 1 فاز

مزیت اصلی آن مقرون به صرفه بودن استفاده از آن است. در این گونه شبکه ها از کابل های سه سیم در مقایسه با کابل های پنج سیم در شبکه های 3 فاز استفاده می شود. برای محافظت از تجهیزات در شبکه های 1 فاز، باید کلیدهای مدار محافظ تک قطبی داشته باشید، در حالی که در شبکه های 3 فاز نمی توانید بدون کلیدهای مدار سه قطبی کار کنید.

در این راستا ابعاد وسایل حفاظتی نیز تفاوت چشمگیری خواهد داشت. حتی روی یکی ماشین برقیدر حال حاضر دو ماژول ذخیره شده است. و از نظر ابعاد حدود 36 میلی متر است که در هنگام قرار دادن ماشین آلات در آن تاثیر بسزایی خواهد داشت. و در حین نصب، صرفه جویی در فضا بیش از 100 میلی متر خواهد بود.

شبکه های سه فاز و تک فاز برای منزل شخصی

مصرف برق توسط مردم به طور مداوم در حال افزایش است. در اواسط قرن گذشته، لوازم خانگی نسبتا کمی در خانه های شخصی وجود داشت. امروز تصویر در این زمینه کاملاً متفاوت است. مصرف‌کنندگان انرژی خانگی در خانه‌های خصوصی با جهش و حد و مرز در حال افزایش هستند. بنابراین، در ملک شخصی شما دیگر این سوال وجود ندارد که کدام شبکه منبع تغذیه را برای اتصال انتخاب کنید. اغلب، در ساختمان های خصوصی، شبکه های برق با سه فاز نصب می شود، و از شبکه تک فازرد کردن

اما آیا یک شبکه سه فاز ارزش چنین نصب برتری را دارد؟ بسیاری از افراد بر این باورند که با اتصال سه فاز می توان از تعداد زیادی دستگاه استفاده کرد. اما این همیشه جواب نمی دهد. حداکثر توان مجاز در شرایط فنی برای اتصال تعیین می شود. به طور معمول، این پارامتر برای کل خانوار خصوصی 15 کیلو وات است. در مورد شبکه تک فاز، این پارامتر تقریباً یکسان است. بنابراین، مشخص است که از نظر قدرت، منفعت خاصی وجود ندارد.

اما باید به خاطر داشت که اگر شبکه های سه فاز و تک فاز دارای توان برابر باشند، می توان از آن برای شبکه سه فاز استفاده کرد، زیرا برق و جریان در تمام فازها توزیع می شود، بنابراین بار کمتری روی آن وجود دارد. هادی های فاز مجزا جریان نامی قطع کننده مدار برای یک شبکه 3 فاز نیز کمتر خواهد بود.

اندازه از اهمیت بالایی برخوردار است، که برای یک شبکه 3 فاز به طور قابل توجهی بزرگتر خواهد بود. این بستگی به اندازه سه فاز دارد که ابعادی بزرگتر از تک فاز دارد و دستگاه ورودی نیز فضای بیشتری را اشغال خواهد کرد. بنابراین تابلوی توزیع برای شبکه سه فاز از چند لایه تشکیل خواهد شد که از معایب این شبکه است.

اما برق سه فاز مزایای خود را نیز دارد که در اتصال گیرنده های جریان سه فاز بیان می شود. آنها می توانند دیگران باشند دستگاه های قدرتمندکه مزیت شبکه سه فاز است. ولتاژ کاری شبکه 3 فاز 380 ولت است که نسبت به نوع تک فاز بیشتر است و این بدان معناست که باید به مسائل ایمنی برق توجه بیشتری شود. همین امر در مورد ایمنی آتش نشانی نیز صدق می کند.

معایب شبکه سه فاز برای یک خانه خصوصی

در نتیجه، چندین معایب استفاده از شبکه سه فاز برای یک خانه خصوصی را می توان شناسایی کرد:

• برای اتصال شبکه از منبع تغذیه باید شرایط فنی و مجوز را دریافت کنید.
• خطر برق گرفتگی و همچنین خطر آتش سوزی به دلیل افزایش ولتاژ وجود دارد.
• قابل توجه ابعادتابلو برق منبع تغذیه برای صاحبان خانه های روستایی چنین ضرری وجود ندارد واجد اهمیت زیادچون فضای کافی دارند.
• نصب به صورت ماژول روی پنل ورودی الزامی است. در شبکه سه فاز این امر به ویژه صادق است.

مزایای منبع تغذیه سه فاز برای خانه های شخصی

• برای جلوگیری از عدم تعادل فاز، می توان بار را به طور مساوی در بین فازها توزیع کرد.
• مصرف کننده های انرژی سه فاز قدرتمند را می توان به شبکه متصل کرد. این ملموس ترین مزیت است.
• کاهش مقادیر اسمی وسایل حفاظتی در ورودی و همچنین کاهش ورودی.
• در بسیاری از موارد امکان اخذ مجوز از شرکت فروش انرژی برای افزایش حداکثر مجاز مصرف برق برق وجود دارد.

در نتیجه می توان نتیجه گرفت که عملاً معرفی شبکه سه فاز برق رسانی برای ساختمان ها و خانه های خصوصی با مساحت زندگی بیش از 100 متر مربع توصیه می شود. برق سه فاز مخصوصاً برای آن دسته از صاحبانی مناسب است که قصد دارند اره مدور، دیگ گرمایش یا مکانیزم های مختلف درایو را با موتورهای الکتریکی سه فاز نصب کنند.

سایر صاحبان خانه های خصوصی نیازی به تغییر به منبع تغذیه سه فاز ندارند، زیرا این فقط می تواند مشکلات اضافی ایجاد کند.

ولتاژ فاز و خط، اتصال ستاره و مثلث. این کلمات را اغلب می توانید در صحبت های برقکاران حرفه ای بشنوید. اما حتی هر برقکار معنای دقیق آنها را نمی داند. پس این اصطلاحات به چه معناست؟ بیایید سعی کنیم آن را بفهمیم.

در طلوع توسعه مهندسی برق، انرژی ژنراتورهای الکتریکی و باتری ها از طریق شبکه های DC به مصرف کنندگان منتقل می شد. در ایالات متحده آمریکا، معذرت خواهی اصلی برای این ایده مخترع معروف توماس ادیسون بود و بزرگترین شرکت های انرژی در آن زمان، با تسلیم شدن به قدرت "غول مهندسی"، بدون چون و چرا آن را اجرا کردند.

با این حال، هنگامی که این سوال در مورد ایجاد یک شبکه الکتریکی گسترده از مصرف کنندگان مطرح شد که توسط a مسافت طولانیژنراتور، که نیاز به ایجاد اولین خط انتقال نیرو داشت، پروژه مهاجر ناشناخته صرب نیکلا تسلا برنده شد.

او به طور اساسی ایده سیستم منبع تغذیه را تغییر داد و به جای یک ثابت، از ژنراتور و خطوط برقجریان متناوب. که امکان کاهش چشمگیر تلفات انرژی، مصرف مواد و افزایش بهره وری انرژی را فراهم کرد.

این سیستم از تسلا استفاده می کرد ژنراتور سه فازجریان متناوب و انتقال انرژی با استفاده از ترانسفورماتورهای ولتاژ اختراع شده توسط دانشمند روسی P.N. Yablochkov انجام شد.

یکی دیگر از مهندسان روسی M. O. Dolivo-Dobrovolsky یک سال بعد نه تنها ایجاد کرد سیستم مشابهمنبع تغذیه در روسیه، اما به طور قابل توجهی آن را بهبود بخشید.

تسلا از شش سیم برای تولید و انتقال انرژی استفاده کرد؛ دوبروولسکی پیشنهاد کرد که با اصلاح اتصال ژنراتور، این عدد به چهار کاهش یابد.

او در حین آزمایش ایجاد یک ژنراتور، به طور همزمان اختراع کرد موتور الکتریکی ناهمزمانبا روتور قفس سنجابی که هنوز هم به طور گسترده در صنعت استفاده می شود.

مفهوم فاز فقط در مدارهای جریان متناوب سینوسی وجود دارد. از نظر ریاضی، چنین جریانی را می توان با معادلات یک بردار دوار، که در یک سر در مبدأ مختصات ثابت است، نشان داد و توصیف کرد. تغییر در ولتاژ مدار در طول زمان، پیش بینی این بردار بر روی محور مختصات خواهد بود.

مقدار این کمیت به زاویه ای که بردار نسبت به محور مختصات قرار دارد بستگی دارد. به طور دقیق، زاویه برداری فاز است.

مقدار ولتاژ نسبت به پتانسیل زمین اندازه گیری می شود که همیشه صفر است. بنابراین سیمی که در آن ولتاژ جریان متناوب وجود دارد فاز و سیم دیگر که ارت است صفر نامیده می شود.

زاویه فاز یک بردار منفرد اهمیت عملی زیادی ندارد - در شبکه های الکتریکیچرخش کامل 360 درجه را در 1/50 ثانیه انجام می دهد. زاویه نسبی بین دو بردار بسیار مفیدتر است.

در مدارهایی با عناصر به اصطلاح راکتیو: سیم پیچ ها، خازن ها، بین بردارهای مقادیر ولتاژ و جریان تشکیل می شود. این زاویه را تغییر فاز می نامند.

اگر مقادیر بارهای راکتیوبا گذشت زمان تغییر نکنید، سپس تغییر فاز بین جریان و ولتاژ ثابت خواهد بود. و با کمک آن می توانید مدارهای الکتریکی را تجزیه و تحلیل و محاسبه کنید.

در قرن نوزدهم، زمانی که هنوز هیچ نظریه علمی در مورد الکتریسیته وجود نداشت، و تمام توسعه تجهیزات جدید به صورت تجربی انجام شد، آزمایش‌کنندگان متوجه شدند که سیم پیچی از سیم که در یک میدان مغناطیسی ثابت می‌چرخد، ولتاژ الکتریکی در انتهای آن ایجاد می‌کند.

سپس معلوم شد که طبق یک قانون سینوسی تغییر می کند. اگر سیم پیچی با پیچ های متعدد بپیچید، ولتاژ به نسبت افزایش می یابد. اینگونه بود که اولین ژنراتورهای الکتریکی ظاهر شدند که می توانستند انرژی الکتریکی را برای مصرف کنندگان فراهم کنند.

تسلا در یک ژنراتور در حال توسعه برای نیروگاه برق آبی نیاگارا، که در آن زمان بزرگترین در ایالات متحده بود، برای اطلاعات بیشتر استفاده موثرمیدان مغناطیسی، نه یک سیم پیچ، بلکه سه سیم پیچ در آن قرار می گیرد.

در طول یک دور چرخش روتور، میدان مغناطیسی استاتور توسط سه سیم پیچ به طور همزمان عبور کرد که به دلیل آن خروجی ژنراتور به میزان ریشه سه برابر افزایش یافت و امکان تغذیه همزمان سه مصرف کننده مختلف از آن وجود داشت.

اولین مهندسان برق هنگام آزمایش با چنین ژنراتورهایی متوجه شدند که ولتاژ در سیم پیچ ها به طور همزمان تغییر نمی کند. به عنوان مثال، هنگامی که در یکی از آنها به حداکثر مثبت می رسد، در دو مورد دیگر برابر با نصف حداقل منفی خواهد بود، و به همین ترتیب به صورت دوره ای برای هر سیم پیچ، و برای توصیف ریاضی چنین سیستمی قبلاً لازم بود. سیستم سه تاییبردارهای دوار با زاویه نسبی بین آنها 120 درجه.

بعداً معلوم شد که اگر بارهای موجود در مدارهای سیم پیچ بسیار متفاوت از یکدیگر باشند، این به طور قابل توجهی عملکرد خود ژنراتور را بدتر می کند. معلوم شد که در شبکه های بزرگ و گسترده، نکشیدن سه سود بیشتر است خطوط مختلفخطوط انتقال برق، اما یک سه فاز را به آنها وصل کرده و در انتهای آن از توزیع یکنواخت بارها در هر فاز اطمینان حاصل کنید.

این دقیقاً همان طرحی است که Dolivo-Dobrovolsky ارائه کرده است، هنگامی که یک ترمینال از هر یک از سه سیم پیچ ژنراتور به یکدیگر متصل شده و به زمین متصل می شود، در نتیجه پتانسیل آنها یکسان و برابر با صفر می شود. ولتاژهای الکتریکیاز سه پایانه دیگر سیم پیچ ها حذف می شوند.

این طرح "اتصال ستاره" نامیده می شود. هنوز هم طرح اصلی برای سازماندهی شبکه های برق سه فاز است.

بیایید بفهمیم ولتاژ فاز چیست

برای ایجاد چنین شبکه هایی، لازم است یک خط انتقال نیرو از ژنراتور به مصرف کنندگان، متشکل از سه سیم فاز و یک سیم خنثی اجرا شود. البته در شبکه های واقعیبرای کاهش تلفات در سیم‌ها، ترانسفورماتورهای پله‌آپ و کاهنده نیز در دو انتهای خطوط متصل می‌شوند، اما این تغییری در تصویر واقعی عملکرد شبکه ایجاد نمی‌کند.

سیم خنثی برای رفع پتانسیل انتقال یافته به مصرف کننده مورد نیاز است نتیجه گیری کلیژنراتور، زیرا در ارتباط با آن است که در هر سیم فاز ولتاژ ایجاد می شود.

بنابراین، ولتاژ فاز نسبت به نقطه اتصال مشترک سیم پیچ ها - سیم خنثی تولید و اندازه گیری می شود. در یک شبکه سه فاز متعادل، حداقل جریان از سیم خنثی عبور می کند.

در خروجی یک خط برق سه فاز سه سیم فاز وجود دارد: L1، L2، L3 و یک خنثی - N. طبق استانداردهای اروپایی موجود، آنها باید کدهای رنگی داشته باشند:

• L1 - قهوه ای؛
• L2 - سیاه و سفید؛
• L3 - خاکستری؛
• N - آبی؛
• زرد-سبز برای اتصال به زمین محافظ.

چنین خطوطی برای مصرف کنندگان بزرگ بزرگ عرضه می شود: شرکت ها، محله های شهری و غیره. اما مصرف کنندگان نهایی کم مصرف، به عنوان یک قاعده، به سه منبع ولتاژ نیاز ندارند، بنابراین آنها به شبکه های تک فاز متصل می شوند، جایی که تنها یک فاز وجود دارد. و یک سیم خنثی

توزیع یکنواخت بارها در هر یک از سه خط تک فاز، تعادل فاز را در یک سیستم تغذیه سه فاز تضمین می کند.

بنابراین برای سازماندهی شبکه های تک فاز از ولتاژ یکی از سیم های فاز نسبت به صفر استفاده می شود. این ولتاژ را ولتاژ فاز می نامند.

طبق استانداردی که در اکثر کشورها برای مصرف کنندگان نهایی اتخاذ شده است، باید 220 ولت باشد. تقریباً تمام تجهیزات الکتریکی خانگی برای آن محاسبه و ساخته می شود. در ایالات متحده آمریکا و برخی از کشورهای آمریکای لاتین، ولتاژ استاندارد برای شبکه های تکفاز 127 ولت و در برخی جاها 110 ولت است.

ولتاژ خط چیست؟

مزیت شبکه تک فاز این است که یکی از سیم ها دارای پتانسیل نزدیک به پتانسیل زمین است.

این، در درجه اول، به اطمینان از ایمنی الکتریکی تجهیزات کمک می کند، زمانی که تنها یک سیم فاز خطر برق گرفتگی را ایجاد می کند.

ثانیا، چنین طرحی برای سیم کشی شبکه ها، محاسبه و درک عملکرد آنها و اندازه گیری مناسب است. بنابراین، برای پیدا کردن سیم فاز نیازی به خاصی ندارید ابزار اندازه گیری، داشتن پیچ گوشتی نشانگر کافی است.

اما از شبکه های سه فاز اگر بار را بین دو سیم فاز وصل کنید می توانید یک ولتاژ بیشتر دریافت کنید. از نظر ارزش بالاتر از ولتاژ فاز خواهد بود، زیرا بر روی محور مختصات نه یک بردار، بلکه دو بردار خواهد بود که در زاویه 120 درجه نسبت به یکدیگر قرار دارند.

این "makeweight" تقریباً 73٪ افزایش می یابد یا √3-1. طبق استاندارد موجود، ولتاژ خطی در شبکه سه فاز باید برابر با 380 ولت باشد.

تفاوت اصلی این ولتاژها چیست؟

اگر بار مناسبی را به چنین شبکه ای وصل کنید، برای مثال، موتور برق سه فاز، خواهد داد قدرت مکانیکی، به طور قابل توجهی بزرگتر از یک تک فاز با همان اندازه و وزن. اما شما می توانید یک بار سه فاز را به دو صورت وصل کنید. یکی، همانطور که قبلا ذکر شد، یک "ستاره" است.

اگر پایانه های اولیه هر سه سیم پیچ یک ژنراتور یا ترانسفورماتور خطی به یکدیگر متصل نباشند، اما هر یک از آنها به ترمینال نهایی ترانسفورماتور بعدی متصل شود و از سیم پیچ ها زنجیره ای سریال ایجاد شود، به چنین اتصالی "مثلث" می گویند. ".

ویژگی آن عدم وجود سیم خنثی است و برای اتصال به چنین شبکه هایی به تجهیزات سه فاز مناسب نیاز دارید که بارهای آن نیز توسط یک "مثلث" متصل می شوند.

با این اتصال فقط ولتاژهای خط 380 ولت به بار اعمال می شود.یک مثال: یک موتور الکتریکی متصل به شبکه سه فازبا توجه به مدار "ستاره"، با جریان در سیم پیچ های 3.3 A، قدرت 2190 وات را توسعه می دهد.

همان موتور که در مثلث روشن می شود، سه برابر قدرتمندتر خواهد بود - 5570 وات به دلیل افزایش جریان به 10 آمپر.

به نظر می رسد که با داشتن یک شبکه سه فاز و موتور الکتریکی یکسان، می توانیم به طور قابل توجهی افزایش قدرت بیشتری نسبت به استفاده از تک فاز داشته باشیم و به سادگی با تغییر نمودار اتصال، افزایش می دهیم. توان خروجیموتور سه بار دیگر درست است، سیم پیچ آن نیز باید برای افزایش جریان طراحی شود.

بنابراین، همانطور که متوجه شدیم، تفاوت اصلی بین دو نوع ولتاژ در شبکه های AC، بزرگی ولتاژ خط است که 3 برابر بیشتر از ولتاژ فاز است. مقدار ولتاژ فاز به عنوان مقدار مطلق اختلاف پتانسیل بین سیم فاز و زمین در نظر گرفته می شود. ولتاژ خط است ارزش نسبیاختلاف پتانسیل بین دو سیم فاز

خوب، در پایان مقاله دو ویدیو در مورد ارتباط با یک ستاره و یک مثلث وجود دارد، برای کسانی که می خواهند جزئیات بیشتری را درک کنند.