Třífázový napájecí systém je akceptován jako standard ve většině zemí světa, Rusko není výjimkou. Každý dům v zemi je připojen právě k takové síti, ale zpravidla jeden fázový vodič jde do jednotlivého bytu. V případě potřeby lze provést další dvě fáze, což se často provádí v oblastech určených pro individuální bytovou výstavbu. Jsou potřebné pro provoz zařízení obsahujících elektromotor. Při připojení k třífázovému obvodu často vyvstávají otázky týkající se pojmů, jako je fázový a lineární proud, stejně jako odpovídající indikátory napětí.
AC obvody
Jak je známo, napájení v Rusku se provádí pomocí obvodů střídavého proudu s frekvencí 50 Hz. 50 cyklů je dokončeno za jednu sekundu. Kompletní cyklus je kruh, jehož úhlovou velikost lze měřit ve stupních a radiánech – 360 stupňů radiánů nebo 2π radiánů. Podle toho bude polovina tohoto cyklu 180 nebo π radiánů, třetina – 120 nebo 2 π/3 atd. Konkrétní okamžik tohoto cyklu se nazývá fáze. Okruhy v zemi jsou synchronizovány do jednoho systému.
Fázový posun v obvodu
Tento výraz nemá nic společného se zdravím mozku. Tento termín vysvětluje nesoulad mezi grafy proudu a napětí, ke kterému dochází v oblastech s cívkami nebo kondenzátory, stejně jako srovnání fází v různých vodičích. U třífázového napájecího systému je posun 120 stupňů nebo 2 π / 3 radiány.
Takto vypadá překrytí grafů napětí ve třech vodičích vycházejících z transformátorové skříně. Vlevo dokonce jasně ukazuje, jak toho lze dosáhnout z jednoduché turbíny.
Možná si někteří vzpomenou na podobné cvičení při grafu funkce y=sin (x), když ji kreslili z kruhu.
Efektivní indikátory proudu a napětí
Maximální amplituda napětí v obvodu přicházející z trafostanice ve dvoře je 310 V. Za 1 s se to stane 100krát – dole a nahoře v grafu. Okamžité hodnoty tohoto parametru závisí na fázi, ve které se graf nachází. Přirozeně je takové zobrazení pro spotřebitele extrémně nepohodlné, takže koncept efektivního napětí se používá v každodenním životě.
Jeho vzorec byl odvozen experimentálně na základě Joule-Lenzova zákona. Podstatou odvození tohoto vzorce je, že efektivní hodnota střídavého proudu je ekvivalentní konstantní hodnotě při stejném uvolňování tepla. Koeficient použitý při výpočtu je √2. Když to víte, můžete použít pravidlo:
kde jsem a Um je amplituda. Pokud dosadíme hodnotu amplitudy do druhého vzorce, ukáže se, že efektivní napětí fázového vodiče vůči zemi v bytě bude 230 V. Říká se mu také fáze. No, aktuální hodnota bude záviset na zatížení, podle Ohmova zákona:
Proud ve fázovém vodiči bude také nazýván fází.
Zapojení hvězda a trojúhelník
V domácí zásuvce musí být kromě fáze i nula. Jeho správný název je neutrální. Někdo si to plete s uzemněním, ale ve skutečnosti má jinou funkci. Abyste tomu lépe porozuměli, musíte se seznámit s pojmy jako „hvězda“ a „trojúhelník“.
Role neutrálu v obvodu
V rozvodně, odkud jde přívodní vodič do bytu, jsou na jednom konci připojeny všechny tři fáze. Druhý konec jedné z fází jde do jednoho bytu, druhý do druhého, třetí do třetího. Pokud v každém bytě použijete uzemnění jako druhý vodič, může nastat nepříjemná situace.
Ale rovnováha v tomto systému je možná pouze tehdy, když všichni tři spotřebitelé současně zapnou stejnou zátěž – nazývá se symetrická. Ve skutečnosti může jeden zapnout televizi a druhý může zapnout elektrickou troubu. Výsledkem toho bude fázová nerovnováha, kdy majitel TV v zásuvce bude mít 380 a majitel trouby něco přes 30. Aby se tomu zabránilo, je z křižovatky konců fázových vodičů odstraněn neutrál, který jde do každého bytu. Abychom byli extra opatrní, je také uzemněno.
Neutrální (nulový vodič) je kompenzátor asymetrie zatížení v takovém obvodu, který se nazývá „hvězda“. V takovém zapojení je napětí mezi jednou z fází a neutrálem přibližně 220 V a mezi dvěma fázemi – 380. Toto je mezifázové napětí a nazývá se lineární.
Jeho hodnota se vypočítá na základě efektivní fáze a hodnoty úhlu posunu mezi nimi. Když si vzpomeneme na hodiny geometrie ve škole, můžeme odvodit:
Vzhledem k tomu, že něco je vždy připojeno k obvodu a EMF domu nelze měřit v jeho čisté formě, dostaneme:
Fázová a lineární napětí a proudy při spojení hvězdou tedy podléhají následujícím zákonům:
U (l)=√3U (f), I (l)=I (f) – proud ve vedení je roven proudu fáze.
Zapojení hvězda-neutrální je velmi výhodné pro distribuci kabeláže k různým spotřebitelům. Jeho výhody lze vyjmenovat:
- stabilita provozního režimu elektrických spotřebičů při různých podmínkách zatížení;
- motory, jejichž vinutí jsou zapojena tímto způsobem, se nepřehřívají;
- kvůli nemožnosti zvýšení proudu se motor rozběhne hladce;
- možnost použití lineárního i fázového napětí.
Trojúhelníkový obvod a maximální výkon
Tato potřeba vzniká, když chcete maximalizovat účinnost elektromotoru. Toho lze dosáhnout spojením fázových vodičů do trojúhelníku. Fázové a lineární napětí v třífázových obvodech tohoto typu bude stejné a bude se rovnat 380 V. Ale lineární proud tekoucí ve fázích připojených k motoru se bude lišit od toho, co protéká vinutím. Fázový proud lze vypočítat na základě znalosti odporu a napětí ve vinutí, což jsou známé veličiny. Ale lineární proud se vypočítá pomocí stejného diagramu jako napětí v hvězdicovém obvodu:
Zda se takový přechod vyplatí udělat, je samostatná otázka. Chcete-li to provést, musíte vzít v úvahu několik důležitých bodů:
- Výkon se samozřejmě zvýší 1,5krát. Možnost i přehřátí.
- Pokud má motor těžký rotor, pak během roztočení bude proud 7krát vyšší než při stabilním provozu.
- Totéž bude pozorováno při fyzickém namáhání rotující části, například při řezání něčeho tvrdého, při zvedání něčeho těžkého (pokud je motor používán jako naviják).
Proto se před prováděním experimentů vyplatí důkladně se seznámit s datovým listem motoru a možnostmi vaší sítě.
Je docela možné, že by bylo lepší pořídit elektromotor s reostatickým řízením startovacího proudu.
