Wat zijn de belangrijkste verschillen tussen lineaire en fasespanningen?

Een van de soorten systemen met meerdere fasen, circuit bestaande uit drie fasen. Het zijn elektromotorische krachten van het sinusoïdale type, ontstaan ​​met een synchrone frequentie, van een enkele stroomgenerator en hebben een verschil in fase.

Met fase bedoelen we onafhankelijke blokken van een systeem met veel fasen die identieke huidige parameters hebben. Daarom heeft in het elektrische veld de definitie van fase een dubbele interpretatie.

Ten eerste als een waarde met een sinusoïdale oscillatie en ten tweede als een onafhankelijk element in een elektrisch netwerk met meerdere fasen. In overeenstemming met hun hoeveelheid is een specifiek circuit gemarkeerd: tweefasig, driefasig, zesfasig, enz.

Tegenwoordig zijn in de elektriciteitsindustrie de meest populaire driefasige circuits. Ze hebben een hele reeks voordelen die hen onderscheiden van hun eenfasige en meerfasige tegenhangers, omdat ze ten eerste goedkoper zijn in installatietechniek en transport van elektriciteit met de minste verliezen en kosten.

Ten tweede hebben ze het vermogen om gemakkelijk een roterend magnetisch veld te vormen, wat de drijvende kracht is voor asynchrone motoren, die niet alleen in fabrieken worden gebruikt, maar ook in het dagelijks leven, bijvoorbeeld in het hefmechanisme van hoogbouwliften, enz.

Elektrische circuits met drie fasen maken het mogelijk om gelijktijdig twee soorten spanning te gebruiken uit één enkele bron van elektriciteit - lineair en fase.

Typen spanning

Kennis van hun eigenschappen en bedieningskarakteristieken is uiterst noodzakelijk voor manipulaties in elektrische platen en bij het werken met apparaten met 380 volt:

  1. Lineair. Het wordt interfaciale stroom genoemd, dat wil zeggen, passerend tussen een paar contacten of identieke stempels van verschillende fasen. Het wordt bepaald door het potentiaalverschil van een paar fasecontacten.
  2. Fase. Het verschijnt bij het afsluiten van de eerste en laatste conclusies van de fase. Het wordt ook aangeduid als de stroom die optreedt wanneer een van de fasecontacten met nuluitgang wordt gesloten. De waarde ervan wordt bepaald door de absolute waarde van het verschil in conclusies uit de fase en de aarde.

verschillen

In een gewoon appartement, of een privéhuis, is er in de regel slechts een eenfasentype van een 220 volt-netwerk, daarom zijn twee draden verbonden met hun voedingspaneel - de fase en nul, minder vaak de derde is toegevoegd - aarding.

Hoogbouwappartementen met kantoren, hotels of winkelcentra worden direct geleverd met 4 of 5 voedingskabels die de drie fasen van een 380-volt-netwerk leveren.

Waarom zo'n harde verdeeldheid? Het feit is dat driefasige spanning ten eerste zelf wordt gekenmerkt door een groter vermogen, en ten tweede is het specifiek geschikt voor het aandrijven van speciale driefasige supervermogenmotoren die in fabrieken worden gebruikt, in elektrische lierliften, roltrapliften, enz.

Dergelijke motoren, wanneer ze in een driefasig netwerk worden opgenomen, produceren vele malen meer inspanning dan hun eenfasige tegenhangers van dezelfde grootte en hetzelfde gewicht.

Het aansluiten van de geleiders hoeft geen nulcontact te monteren, omdat de kans op defecten erg klein is vanwege de niet-bezette nulleider.

Maar een dergelijke netwerklay-out heeft ook een zwak punt, omdat het uiterst moeilijk is om de locatie van geleiderbeschadiging te vinden in het geval van een ongeval of een storing in een lineaire installatie, wat het risico op brand kan verhogen.

Het belangrijkste verschil tussen de fase- en lineaire typen is dus de verschillende bedradingsschema's voor de bron- en verbruikerswikkelingen.

verhouding

De waarde van de fasespanning is ongeveer 58% van het lineaire analoge vermogen. Dat wil zeggen, met normale bedrijfsparameters is de lineaire waarde stabiel en overschrijdt de fase-waarde met 1,73 keer.

De evaluatie van de spanning in het driefasige elektrische stroomnetwerk wordt hoofdzakelijk uitgevoerd door zijn lineaire component. Voor hoogspanningslijnen van dit type, geleverd door substations, is deze gewoonlijk gelijk aan 380 volt, en is identiek aan een 220 V fase-analoog.

In elektrische netwerken met vier draden is de spanning van een driefasenstroom gemarkeerd met beide waarden - 380/220 V. Dit biedt de mogelijkheid van stroomtoevoer van een dergelijk netwerk van apparaten, beide met een enkelfasig stroomverbruik van 220 volt, en krachtiger eenheden ontworpen voor een stroom van 380 V.

Het meest toegankelijke en veelzijdige systeem is een driefasig type 380/220 V geworden, dat een neutrale draad heeft, de zogenaamde aarding. Elektrische eenheden die op dezelfde 220 V-fase werken, kunnen van netspanning worden gevoed wanneer ze op een paar fase-aansluitingen zijn aangesloten.

In dit geval is het gebruik van nul-output als aarding niet nodig, hoewel bij afwezigheid van schade aan de isolatie van draden de afwezigheid ervan de kans op een elektrische schok aanzienlijk verhoogt.

schema

Driefase-eenheden hebben twee circuits voor verbinding met het netwerk: de eerste is een "ster", de tweede is een "delta". In de eerste uitvoeringsvorm zijn de initiële contacten van alle drie de wikkelingen van de generator in een parallelle schakeling samen gesloten, hetgeen, zoals het geval is met conventionele alkalinebatterijen, geen toename in vermogen zal geven.

De tweede, sequentiële verbinding van de wikkelingen van de stroombron, waarbij elke initiële uitgang is verbonden met het eindcontact van de vorige wikkeling, geeft een drievoudige toename van de spanning ten gevolge van het effect van de sommatie van spanningen bij serieschakeling.

Bovendien hebben dezelfde bedradingsschema's ook een belasting in de vorm van een elektromotor, alleen het apparaat dat is aangesloten op het driefasige netwerk volgens het stercircuit, bij een stroom van 2,2 A, zal 2190 W vermogen produceren en dezelfde eenheid verbonden door de delta is in staat om om drie keer meer kracht te geven - 5570, vanwege het feit dat door de seriële aansluiting van de spoelen en in de motor, de stroomsterkte wordt opgeteld en 10 A bereikt.

Berekening van lineaire en fasespanning

Netwerken met lineaire stroom worden veel gebruikt vanwege hun kenmerken van lager letselrisico en het gemak van het fokken van een dergelijke elektrische bedrading. Alle elektrische apparaten zijn in dit geval alleen verbonden met één fasedraad, waardoor de stroom vloeit, en alleen deze is de enige die gevaarlijk is, en de tweede is de aarde.

Het is eenvoudig om zo'n systeem te berekenen, je kunt je laten leiden door de gebruikelijke formules uit een natuurkundecursus. Om deze parameter van het netwerk te meten, volstaat het om een ​​conventionele multimeter te gebruiken, terwijl om metingen van de aansluiting van het fasetype te doen, het hele systeem van apparatuur moet worden gebruikt.

Om de spanning van de lineaire stroom te berekenen, past u de Kirchhoff-formule toe:

De vergelijking stelt dat bij elk van de delen van het elektrische circuit, de sterkte van de stroom nul - k = 1 is.

En de wet van Ohm:

Met behulp van deze kunt u eenvoudig berekeningen maken voor elk kenmerk van een bepaald stempel of elektrisch netwerk.

Als het systeem in meerdere lijnen is verdeeld, kan het nodig zijn om de spanning tussen de fase en nul te berekenen:

Deze waarden zijn variabel en variëren met verschillende verbindingsopties. Daarom zijn lineaire kenmerken identiek aan fase.

In sommige gevallen is het echter nodig om te berekenen wat de verhouding is tussen de fase en de lineaire geleider.

Gebruik hiervoor de formule:

Ul - lineaire, Uph - fase. De formule is alleen geldig als - IL = IkF.

Wanneer extra ontladingselementen aan het elektrische systeem worden toegevoegd, is het noodzakelijk en persoonlijk voor hen om de fasespanning te berekenen. In dit geval wordt de waarde van Uф vervangen door digitale gegevens van een onafhankelijke stempel.

Bij het aansluiten van industriële systemen op het elektriciteitsnet, moet u mogelijk de waarde van reactief driefasenvermogen berekenen, dat wordt berekend met de volgende formule:

Identieke structuur van de actieve vermogensformule:

Rekenvoorbeelden:

De spoelen van een driefasige stroombron zijn bijvoorbeeld verbonden volgens het "ster" -schema, hun elektromotorische kracht is 220V. Het is noodzakelijk om de lijnspanning in het circuit te berekenen.

Lijnspanningen in dit verband zijn hetzelfde en worden gedefinieerd als:

VoltLand.ru

Lineaire en fasespanning

Het populairste elektrische circuit is een driefasenlijn, die aanzienlijke voordelen biedt ten opzichte van andere typen verbindingen. In vergelijking met meerfasencircuits is een driefase-lijn economischer in termen van materiaalverbruik, en met betrekking tot enkelfasige lijnen kan hij meer spanning overbrengen.

Bovendien wordt deze verbinding gebruikt om elektromotoren in het circuit op te nemen: met zijn hulp kan gemakkelijk een magnetisch veld worden gevormd, dat actief wordt gebruikt om elektromotoren en generatoren te starten. Een ander voordeel van een driefasensysteem is de mogelijkheid om verschillende werkspanningen te ontvangen. Afhankelijk van de methode om de belasting te verbinden, worden lijn- en fasespanningen verkregen uit de toevoerleiding onderscheiden.

Basisdefinities

Laten we eerst enkele definities in herinnering brengen.

Driefasig systeem

Een driefasensysteem is een combinatie van drie elektrische circuits die worden gegenereerd door een enkele bron maar die ten opzichte van elkaar in fase zijn verschoven.

In deze fase wordt elk elektrisch circuit een meerfasensysteem genoemd. Het begin van de fase wordt beschouwd als de terminal of het einde van de geleider waardoor elektrische stroom dit circuit binnenkomt. In dit geval kunnen de uiteinden van de fasen met elkaar worden verbonden. In dit geval begint de totale emf in het elektrische circuit te werken en wordt het systeem gekoppeld genoemd. Het wordt veel gebruikt voor het aandrijven van elektromotoren.

Verbindingsmethoden

Driefasige verbinding wordt veel gebruikt om de wikkelingen van elektromotoren en generatoren aan te zetten. Het maakt gebruik van twee opties voor het verbinden van de wikkelingen met stroomvoerende geleiders.

  • Bij aansluiting op een ster van zes tot vier neemt het aantal aansluitdraden af, wat de duurzaamheid van verbindingen positief beïnvloedt. Aan het begin van de wikkeling zijn de voedingsdraden aangesloten en zijn de uiteinden gecombineerd in een knooppunt, het N-punt of de generatorneutrale. Dit type verbinding maakt het mogelijk om over te schakelen naar een driedraadsverbinding, maar alleen als de aangesloten ontvanger van een driefasige belasting symmetrisch is;
  • Wanneer de driehoekwikkelt cross-connect, creëren ze een gesloten lus die relatief weinig weerstand biedt. Een dergelijke verbinding wordt gebruikt bij het verbinden van een symmetrisch systeem van drie emf's: in dit geval treedt er geen stroom op bij afwezigheid van een belasting in het circuit.

Fase en lineaire spanningen

Helemaal aan het begin van het artikel merkten we op dat een driefasige verbinding twee verschillende spanningen mogelijk maakt: lineair en fase. Laten we meer in detail zien wat het is.

  • Fasespanning treedt op wanneer verbonden met de nulkern en een van de drie fasen van het circuit;
  • Lijnspanning wordt gegenereerd bij aansluiting op twee fasen. Elektriciens noemen dit grensvlak, wat dichter bij de meetmethode ligt.

Laten we nu kijken wat het verschil is tussen deze twee definities.

Onder normale omstandigheden zijn de lineaire spanningsindicatoren hetzelfde tussen alle fasen en tegelijkertijd zijn ze 1,73 keer hoger dan de fase-indicatoren. Op eenvoudige wijze gesproken, in overeenstemming met nationale normen, is de netspanning 380 volt en is de fasespanning 220 volt. Dergelijke kenmerken van driefasige lijnen hebben hun toepassing gevonden in het verschaffen van een ononderbroken stroomtoevoer aan zowel industriële als residentiële consumenten.

Opgemerkt moet worden dat deze kenmerken alleen een driefasige vierdraadscircuit hebben, waarvan de nominale spanning is gemarkeerd als 380/220V. Uit deze benaming wordt duidelijk dat het mogelijk is om een ​​groot aantal consumenten op deze lijn aan te sluiten, ontworpen voor een nominale stroom van zowel 380V als 220 volt.

Let op! Het is belangrijk om te weten dat wanneer een lineaire spanning daalt (valt), de fasespanning ook verandert. Bovendien kan de indicatorfasespanning gemakkelijk worden berekend als bekende lineaire waarden. Om dit te doen, van de lineaire indicatoren moet de vierkantswortel van drie worden geëxtraheerd. De verkregen gegevens zijn gelijk aan de fasespanning.

Vanwege de hierboven beschreven kenmerken en de verscheidenheid aan mogelijke verbindingen, was het de vierdraads driefasige schakeling die wijdverspreid werd. Het toepassingsgebied van een dergelijk schema van stroomvoorziening is universeel. Daarom wordt het gebruikt voor het aandrijven van grote objecten met krachtige consumenten, woon-, kantoor- en administratieve gebouwen en andere structuren.

Tegelijkertijd is het niet nodig om beide soorten verbruikers aan te sluiten op 380V en 220V. In woongebouwen bijvoorbeeld werden meestal alleen huishoudelijke apparaten gebruikt die ontworpen waren voor 220 volt. In dit geval is het belangrijk om te zorgen voor een uniforme belasting van alle drie fasen, waarbij de kracht van de verbinding van elke afzonderlijke lijn correct wordt verdeeld. In appartementsgebouwen wordt dit verzekerd door de schaakvolgorde van aansluitende appartementen met fasegeleiders. In een privé-huis (in aanwezigheid van input bij 380V) zal het noodzakelijk zijn om de belasting langs de toegewezen lijnen onafhankelijk te verdelen.

Nu weet u welke soorten spanningen kunnen worden verkregen uit een driefasig circuit, welke methoden van aansluiting op een vieraderige kabel hiervoor worden gebruikt. Deze kennis zal zowel voor elektriciens als voor gewone consumenten nuttig zijn.

Begrijp het verschil tussen fase- en lijnspanningen

Fasespanning en lineaire, ster- en driehoeksverbinding. In de gesprekken van professionele elektriciens kunt u deze woorden vaak horen. Maar zelfs niet elke elektricien kent hun exacte betekenis. Dus wat betekenen deze termen? Laten we proberen het uit te zoeken.

Aan het begin van de elektrotechniek werd de energie van elektrische generatoren en batterijen via DC-netwerken naar consumenten overgebracht. In de VS was de belangrijkste apologeet voor dit idee de beroemde uitvinder Thomas Edison en de grootste energiebedrijven in die tijd, gehoorzamend aan het gezag van de "engineering-gigant", introduceerde het onbetwistbaar in de realiteit.

Toen echter de vraag ontstond over het creëren van een uitgebreid elektrisch netwerk van consumenten, aangedreven door een generator op grote afstand, die de oprichting van de eerste energielijn vereiste, werd het project verslagen door een onbekende Servische expatriate Nikola Tesla.

Hij veranderde het idee van het voedingssysteem radicaal, in plaats van een constant systeem, een generator en wisselstroom elektrische leidingen. Hierdoor konden energieverliezen, materiaalverbruik en energie-efficiëntie aanzienlijk worden verminderd.

In dit systeem werd een driefasige alternator van wisselstroom, gemaakt door Tesla, gebruikt en de energie werd overgedragen met behulp van spanningstransformatoren die waren uitgevonden door de Russische wetenschapper PN Yablochkov.

Een andere Russische ingenieur, M. O. Dolivo-Dobrovolsky, creëerde een jaar later niet alleen een vergelijkbaar voedingssysteem in Rusland, maar verbeterde het ook aanzienlijk.

Tesla gebruikte zes draden voor het genereren en verzenden van energie, Dobrovolsky stelde voor door de verbinding van de generator aan te passen om dit aantal tot vier te verminderen.

Hij experimenteerde met het maken van een generator en bedacht een asynchrone eekhoorn-kooi rotor-elektromotor, die nog steeds het meest wordt gebruikt in de industrie.

Wat is fase: gedefinieerd in

Het concept van fase bestaat alleen in sinusvormige AC-circuits. Wiskundig gezien kan een dergelijke stroom worden gerepresenteerd en beschreven door de vergelijkingen van een roterende vector die aan het ene uiteinde is vastgezet aan de oorsprong van de coördinaten. De verandering in de spanning van het circuit in de loop van de tijd zal een projectie van deze vector op de coördinaatas zijn.

De waarde van deze hoeveelheid is afhankelijk van de hoek waaronder de vector zich op de as van de coördinaat bevindt. Strikt genomen is de hoek van de vector de fase.

De spanningswaarde wordt gemeten ten opzichte van de potentiaal van de aarde, altijd gelijk aan nul. Daarom wordt de draad waarin zich een wisselstroomspanning bevindt, fase genoemd, en de andere, geaard, - nul.

De fasehoek van een enkele vector vertegenwoordigt geen grote praktische waarde - in elektrische netwerken maakt deze een volledige draai in 360 ° in 1/50 sec. Waar meer gebruik een relatieve hoek tussen twee vectoren heeft.

In circuits met zogenaamde reactieve elementen: spoelen, condensatoren, wordt het gevormd tussen de vectoren van de waarden van spanning en stroom. Deze hoek wordt de faseverschuiving genoemd.

Als de waarden van reactieve belastingen niet met de tijd veranderen, zal de faseverschuiving tussen stroom en spanning constant zijn. En nu al kun je de analyse en berekening van elektrische circuits maken.

In de negentiende eeuw, toen er geen wetenschappelijke theorie van elektriciteit was en alle ontwikkeling van nieuwe apparatuur experimenteel was uitgevoerd, merkten de onderzoekers op dat de draaiing van de draad, draaiend in een constant magnetisch veld, aan de uiteinden een elektrische spanning creëert.

Toen bleek dat het sinusvormig varieert. Als je de spoel van vele bochten wikkelt, neemt de spanning evenredig toe. Zo verschenen de eerste elektrische generatoren die consumenten van elektrische energie konden voorzien.

Tesla, in een generator die werd ontwikkeld voor het Niagara Hydroelectric Station, toen de grootste in de Verenigde Staten, om het magnetisch veld effectiever te gebruiken, plaatste er drie spoelen in, niet één spoel.

Experimenten met dergelijke generatoren merkten de eerste elektrotechnici op dat de spanningen in de wikkelingen niet gelijktijdig veranderden. Wanneer, bijvoorbeeld, in een van deze een positief maximum bereikt, zal het in de andere twee de helft van het negatieve minimum zijn en periodiek voor elke wikkeling, en voor een wiskundige beschrijving van een dergelijk systeem is een systeem van drie roterende vectoren met een relatieve hoek van 120 ° nodig..

Later bleek dat als de belastingen in de kringlopen erg van elkaar verschilden, dit de werking van de generator zelf aanzienlijk verslechterde. Het bleek dat in grote vertakte netwerken het voordeliger is om drie verschillende voedingslijnen niet naar de consument te slepen, maar om er een driefase aan te brengen en aan het einde ervan om een ​​uniforme verdeling van belastingen over elke fase te verzekeren.

Dolivo - Dobrovolsky suggereerde precies zo'n schema, wanneer een uitgang van elk van de drie generatorwikkelingen met elkaar verbonden en geaard is, waardoor hun potentiaal gelijk wordt en nul wordt, en de elektrische spanningen worden verwijderd uit de andere drie conclusies van de windingen.

Dit schema ontving de naam "sterverbinding". Het is nog steeds het hoofdschema van de organisatie van driefasige elektrische netwerken.

Begrijp welke fasespanning

Om dergelijke netwerken te maken, is het nodig om een ​​voedingslijn te trekken van de generator naar consumenten, bestaande uit driefasige draden en een nuldraad. Natuurlijk zijn in echte netwerken, om de verliezen in de draden aan beide uiteinden van de lijnen te vergroten, ook step-up en step-down transformatoren verbonden, maar dit verandert niets aan het echte beeld van de netwerkbewerking.

De zero-draad is nodig om de potentiaal van de gemeenschappelijke uitgang van de generator aan de consument te fixeren, omdat de spanning in elke fasedraad ten opzichte daarvan wordt gecreëerd.

Aldus wordt de fasespanning gevormd en gemeten ten opzichte van het gemeenschappelijke verbindingspunt van de wikkelingen - de neutrale draad. In een goed uitgebalanceerd driefasennetwerk voor belastingen stroomt de minimale stroom door de nulleider.

Aan de uitgang van de driefasige transmissielijn bevinden zich driefasekabels: L1, L2, L3 en één nul - N. Volgens de bestaande Europese normen moeten ze een kleurnotatie hebben:

  • L1 is bruin;
  • L2 is zwart;
  • L3 is grijs;
  • N is blauw;
  • Geelgroen voor beschermende aarding.

Deze lijnen worden doorgegeven aan grote, serieuze consumenten: bedrijven, stedelijke buurten, enz. Maar eindverbruikers die weinig stroom verbruiken hebben meestal geen drie spanningsbronnen nodig, dus verbinden ze zich met eenfasige netwerken, waar er slechts één fase en één nulleider is.

Een uniforme verdeling van belastingen in elk van de drie enkelfasige lijnen waarborgt de balans van de fasen in het driefasen voedingssysteem.

Wat is netspanning

De voordelen van een enkelfasig netwerk is dat een van de draden een potentieel heeft dat dicht bij dat van de aarde ligt.

Dit, ten eerste, helpt om de elektrische veiligheid van apparatuur te waarborgen, wanneer het risico van een elektrische schok slechts één fasedraad is.

Ten tweede is zo'n schema handig voor bedradingsnetwerken, het berekenen en begrijpen van hun werk en het uitvoeren van metingen. Dus, om een ​​fasedraad te vinden, zijn er geen speciale meetinstrumenten nodig, het is voldoende om een ​​indicatieschroevendraaier te hebben.

Maar er kan nog een spanning worden verkregen uit driefasennetwerken, als u de belasting tussen twee fasegeleiders aansluit. Het zal hoger zijn in waarde dan de fasespanning, omdat het een projectie zal zijn op de coördinaatas van niet één vector, maar twee, gelegen onder een hoek van 120 ° ten opzichte van elkaar.

Deze "overhang" geeft een toename van ongeveer 73%, of √3-1. Volgens de bestaande norm moet de lijnspanning in een driefasig netwerk gelijk zijn aan 380 V.

Wat is het grootste verschil tussen deze spanningen

Als een geschikte belasting op een dergelijk netwerk is aangesloten, bijvoorbeeld een driefasige elektromotor, zal het mechanische vermogen veel groter zijn dan een enkelfasige motor van dezelfde grootte en hetzelfde gewicht. Maar u kunt een driefasige belasting op twee manieren verbinden. Eén, zoals al vermeld - "ster".

Als de initiële uitgangen van alle drie de wikkelingen van de generator of lineaire transformator niet met elkaar zijn verbonden, maar ze allemaal verbinden met de laatste uitgang van de volgende, waardoor een serieketen van de wikkelingen wordt gemaakt, wordt deze verbinding een "driehoek" genoemd.

De eigenaardigheid is in de afwezigheid van een neutrale draad, en om verbinding te maken met dergelijke netwerken heeft u de juiste driefasenapparatuur nodig, waarbij de belastingen ook zijn verbonden door een "driehoek".

Met een dergelijke verbinding zijn alleen lineaire spanningen van 380 V in bedrijf.Een voorbeeld: een elektromotor aangesloten op een driefasig netwerk volgens het stercircuit, met een stroom in de wikkelingen van 3,3 A, zal een vermogen van 2190 W ontwikkelen.

Het blijkt dat we met een driefasig netwerk en dezelfde elektromotor een veel grotere vermogenswinst kunnen behalen dan met enkelfasige, maar door simpelweg het schakelschema te wijzigen, zullen we het uitgangsvermogen van de motor drie keer zo verhogen. Zeker, de wikkelingen moeten ook worden beoordeeld voor een hogere stroomsterkte.

Het belangrijkste verschil tussen de twee soorten spanning in AC-netwerken is, zoals we ontdekten, de grootte van de lijnspanning, die driemaal de fasespanning is. De absolute waarde van het potentiaalverschil tussen de fasegeleider en de aarde wordt genomen als de waarde van de fasespanning. Lijnspanning is de relatieve grootte van het potentiaalverschil tussen twee fase-geleiders.

Wat is lineair en fasevoltage, wat is hun verhouding?

AC-spanning en zijn magnitudes

Spanning onderscheidt zich door de aard van de stroom: AC en DC. De variabele kan verschillende vormen hebben, het belangrijkste punt is dat het teken en de waarde in de loop van de tijd veranderen. Een constant teken is altijd van één polariteit en de waarde kan worden gestabiliseerd of niet gestabiliseerd.

In onze stopcontacten is de spanning variabel sinusvormig. De verschillende waarden worden onderscheiden, de begrippen onmiddellijk, amplitude en acteren worden het vaakst gebruikt. Zoals de naam al aangeeft, is het momentane voltage het aantal volt op een bepaald tijdstip. Amplitude is de swing van de sinusoïde ten opzichte van nul in volt, de effectieve is de integraal van de spanningsfunctie in de tijd, de relatie tussen hen is: √2 of 1,41 keer minder werken dan de amplitude. Dit is hoe het eruit ziet in de grafiek:

Driefasige spanning

In driefasige circuits zijn er twee soorten spanning - lineair en fase. Om hun verschillen te onderscheiden, moet u naar het vectordiagram en de grafiek kijken. Hieronder ziet u drie vectoren Ua, Ub, Uc - dit zijn vectoren van spanningen of fasen. De hoek tussen hen is 120 °, soms zeggen ze 120 elektrische graden. Deze hoek komt overeen met die in de eenvoudigste elektrische machines tussen de wikkelingen (polen).

Als we de vector Ub weergeven, zodat de kantelhoek ervan behouden blijft, maar het begin en het einde worden verwisseld, verandert het teken in het tegenovergestelde. Vervolgens stellen we het begin van de vector -Ub in op het einde van de vector Ua, de afstand tussen het begin van Ua en het einde van -Ub zal overeenkomen met de vector van de lijnspanning Ul.

In eenvoudige woorden, we zien dat de grootte van de lijnspanning groter is dan de fase. Laten we de grafiek van de spanningen in een driefasig netwerk analyseren.

De rode verticale lijn geeft de lijnspanning aan tussen fase 1 en fase 2 en de gele lijn geeft de faseamplitude fase 2 aan.

KORT: Lineaire spanning wordt gemeten tussen fase en fase en fasespanning tussen fase en nul.

Uit het oogpunt van berekeningen wordt het verschil tussen de spanningen bepaald door de oplossing van deze formule:

Lijnspanning is meer dan fase in √3 of 1.73 keer.

De belasting naar het driefasige netwerk kan worden verbonden door drie of vier draden. De vierde geleider is nul (neutraal). Afhankelijk van het type netwerk kan het zijn met een geïsoleerde nulleider en geaard. In het algemeen kunnen met een uniforme belasting drie fasen worden geleverd zonder een neutrale draad. Het is nodig om de spanningen en stromen gelijkmatig te verdelen en er is geen fase-onbalans, en ook geen beschermende. In doofgrondgebonden netwerken, wanneer een storing optreedt, zal een automatische scheider worden uitgeschakeld in de behuizing of een zekering in het schakelbord zal ontploffen, zodat u het gevaar van een elektrische schok kunt voorkomen.

Het mooie is dat we in een dergelijk netwerk tegelijkertijd twee spanningen hebben die kunnen worden gebruikt op basis van de belastingvereisten.

Bijvoorbeeld: let op het elektrische paneel bij de ingang van uw huis. Drie fasen komen naar je toe, en een van hen wordt naar het appartement gebracht en nul. Zo krijg je 220V (fase) sockets en tussen fasen in de ingang 380V (lineair).

Consumentenaansluitschema's voor drie fasen

Alle motoren, krachtige verwarmers en andere driefasige belastingen kunnen worden aangesloten volgens het ster- of delta-circuit. Bovendien hebben de meeste elektrische motoren op Borneo een set jumpers, die, afhankelijk van hun positie, een ster of een driehoek van windingen vormen, maar daarover later meer. Wat is een sterrenverbinding?

De sterverbinding impliceert de verbinding van de generatorwikkelingen op deze manier, wanneer de uiteinden van de wikkelingen op één punt zijn verbonden en de belasting is verbonden met het begin van de wikkelingen. De ster verbindt ook de windingen van de motor en krachtige kachels, maar in plaats van de wikkelingen daarin zijn de verwarmingselementen.

Laten we het hebben over het voorbeeld van een elektromotor. Wanneer de wikkelingen worden verbonden met een ster, wordt een lineaire spanning van 380 V toegepast op twee wikkelingen, enzovoort, met elk paar fasen.

In figuur A, B, C - het begin van de wikkelingen en X, Y, Z - uiteinden verbonden in één punt en dit punt is geaard. Hier zie je een netwerk met een laag-geaarde nulleider (draad N). In de praktijk lijkt het op een foto van een bourne elektromotor:

Rode vierkanten markeren de uiteinden van de windingen, ze zijn onderling verbonden door jumpers, een dergelijke opstelling van de jumpers (in lijn) geeft aan dat ze met elkaar verbonden zijn door een ster. Blauwe kleur - voedt drie fasen.

In deze foto zijn het begin (W1, V1, U1) en eindigt (W2, V2, U2) gemarkeerd, merk op dat ze vanaf het begin zijn verschoven, dit is nodig voor een handige driehoeksverbinding:

Bij aansluiting in een driehoek wordt op elke wikkeling een lineaire spanning aangelegd, dit leidt tot het stromen van grote stromen. Wikkelen moet worden ontworpen voor een dergelijke verbinding.

Elk van de schakelmethoden heeft zijn voor- en nadelen: sommige motoren schakelen tijdens het opstartproces van ster naar driehoek.

nuances

In de voortzetting van het gesprek over de motoren kan niet worden genegeerd de vraag van de keuze van de inclusie-regeling. Het is een feit dat meestal de motoren op hun naamplaten het label bevatten:

In de eerste regel zie je de legende van een driehoek en een ster, merk op dat de driehoek eerst komt. Verder is 220 / 380V een spanning op een driehoek en een ster, wat betekent dat bij aansluiting door een driehoek het noodzakelijk is dat de lineaire spanning gelijk is aan 220V. Als de spanning in uw netwerk 380 is, moet u de motor op een ster aansluiten. Terwijl de fase altijd 1,73 kleiner is, ongeacht de grootte van de lineaire.

Een goed voorbeeld is de volgende engine:

Hier is de nominale spanning al 380/660, wat betekent dat deze moet worden verbonden met een driehoek voor een lineaire 380, en de ster is bedoeld voor voeding vanuit drie fasen van 660V.

Als ze in krachtige belastingen vaker met interfaciale spanningswaarden werken, dan wordt in verlichtingskringen in 99 %% van de gevallen fasespanning gebruikt (tussen fase en nul). Uitzonderingen zijn elektrische kranen en dergelijke, waarbij een transformator met secundaire wikkelingen met een lineaire 220 V kan worden gebruikt, maar dit zijn nogal subtiliteiten en specifieke kenmerken van specifieke apparaten. Het is gemakkelijker voor beginners om dit te onthouden: fasespanning is dat wat zich in de socket bevindt tussen fase en nul, lineair in lijn.

Lineaire en fasespanning - het verschil en de verhouding

In dit korte artikel zullen we, zonder in de geschiedenis van AC-netwerken te treden, de relatie tussen de fase- en lijnspanningen onderzoeken. We zullen vragen beantwoorden over wat fase-spanning is en wat lijnspanning is, hoe ze zich tot elkaar verhouden en waarom deze relaties precies zo zijn.

Het is geen geheim dat elektriciteit uit energiecentrales tegenwoordig wordt geleverd aan hoogspanningsleidingen met een frequentie van 50 Hz. Bij transformatorstations daalt een hoge sinusvormige spanning en wordt deze op een niveau van 220 of 380 volt aan consumenten gedistribueerd. Ergens een eenfase netwerk, ergens driefasig, maar laten we het begrijpen.

Effectieve waarde en amplitudewaarde van spanning

Eerst en vooral merken we dat wanneer ze 220 of 380 volt zeggen, ze de effectieve waarden van de spanningen betekenen, om de wiskundige taal, gemiddelde kwadratische waarden van de spanningen te gebruiken. Wat betekent dit?

Dit betekent dat in feite de amplitude van de Um (maximum) sinusoïdale spanning, fase Umf of lineaire Uml altijd groter is dan deze effectieve waarde. Voor een sinusvormige spanning is de amplitude ervan groter dan de effectieve waarde met een wortel van 2 keer, dat wil zeggen 1,414 keer.

Dus voor een fasespanning van 220 volt is de amplitude 310 volt en voor een lineaire spanning van 380 volt is de amplitude 537 volt. En als we bedenken dat de spanning in het netwerk nooit stabiel is, kunnen deze waarden zowel lager als hoger zijn. Deze omstandigheid moet altijd worden overwogen, bijvoorbeeld bij het kiezen van condensatoren voor een driefasige asynchrone elektromotor.

Fasennetwerkspanning

De wikkelingen van de generator zijn verbonden volgens het "ster" schema, en zijn verbonden door de uiteinden X, Y en Z op één punt (in het midden van de ster), die het neutrale of nulpunt van de generator wordt genoemd. Dit is een vierdraads driefasig circuit. De lijndraden L1, L2 en L3 zijn verbonden met de opwindingsklemmen A, B en C, en de neutrale draad N is verbonden met het nulpunt.

Spanningen tussen pen A en nulpunt, B en nulpunt, C en nulpunt worden fasespanningen genoemd, ze worden Ua, Ub en Uc genoemd en aangezien het netwerk symmetrisch is, kunt u eenvoudig Uf-fasespanning schrijven.

In driefasen AC-netwerken in de meeste landen is de standaard fasespanning ongeveer 220 volt - de spanning tussen de fasegeleider en het neutrale punt, dat gewoonlijk geaard is, en de potentiaal ervan wordt verondersteld nul te zijn, daarom wordt dit ook wel het nulpunt genoemd.

Lijnspanning van driefasig netwerk

De spanningen tussen klem A en klem B, tussen klem B en klem C, tussen klem C en klem A, worden lijnspanningen genoemd, dat wil zeggen, de spanningen tussen de lineaire geleiders van een driefasig netwerk. Ze vertegenwoordigen Uab, Ubc, Uca, of je kunt gewoon Ul schrijven.

De standaard netspanning in de meeste landen is ongeveer 380 volt. Het valt gemakkelijk op te merken dat 380 in dit geval meer dan 220 1.727 keer is, en als we de verliezen verwaarlozen, is het duidelijk dat dit de vierkantswortel van 3 is, dat wil zeggen 1.732. Natuurlijk varieert de spanning in het netwerk de hele tijd in de ene of andere richting, afhankelijk van de huidige netwerkbelasting, maar de relatie tussen de lijn en fasespanningen is precies dat.

Waar komt de wortel van 3 vandaan?

In de elektrotechniek wordt de vectormethode vaak gebruikt om sinusoïdaal variërende spanningen en stromen in de tijd weer te geven.

De grafiek van projectie versus tijd is een sinusoïde. En als de spanningsamplitude de lengte van de vector U is, dan is de projectie die met de tijd verandert de huidige spanningswaarde en weerspiegelt de sinusoïde de spanningsdynamiek.

Dus als we nu het vectordiagram van driefasige spanningen weergeven, blijkt dat tussen de vectoren van de drie fasen dezelfde hoeken van 120 ° zijn, en als de lengten van de vectoren de effectieve waarden van de fasespanningen Uf zijn, dan moet je het VERSCHIL van elk paar berekenen om de lineaire spanningen Ul te vinden vectoren van tweefasespanningen. Ua-Ub.

Nadat de constructie van de parallellogrammethode is uitgevoerd, zullen we zien dat de vector Ul = Ua + (-Ub) is, en als resultaat Ul = 1,732 Uf. Het blijkt dat als de standaard fasespanningen gelijk zijn aan 220 volt, de overeenkomstige lineaire spanningen gelijk zijn aan 380 volt.

Lijn- en faseverschillen

Het driefasige stroomtoevoercircuit van gebouwen en industriële faciliteiten is populair in de Russische Federatie, omdat het de voordelen van kosteneffectiviteit (in termen van materiaalgebruik) en het vermogen heeft om een ​​grotere hoeveelheid elektriciteit over te dragen in vergelijking met een enkelfasige voedingsschakeling.

Driefasige aansluiting maakt de opname van generatoren en krachtige elektromotoren mogelijk, evenals de mogelijkheid om met verschillende spanningsparameters te werken, dit is afhankelijk van het type belasting dat in het elektrische circuit wordt geschakeld. Om in een driefasig netwerk te werken, is het noodzakelijk om de verhouding van zijn elementen te begrijpen.

Drie fase netwerkelementen

De belangrijkste elementen van een driefasig netwerk zijn een generator, een stroomtransmissielijn, een belasting (consument). Laten we, om de vraag te overwegen wat lineair en fasevoltage is in een circuit, definiëren welke fase is.

Een fase is een elektrisch circuit in een meerfasen elektrisch circuit. Het begin van de fase is de clip of het uiteinde van de geleider van elektriciteit, waardoor er elektrische stroom in komt. Deskundigen verschilden altijd in het aantal fasen van een elektrisch circuit: enkelfasig, tweefasig, driefasig en meerfasig.

Typen elektrische circuits, hun classificatie:

De meest gebruikte driefasige opname van objecten, wat een aanzienlijk voordeel heeft, zowel voor multifasecircuits als voor een enkelfasig circuit. De verschillen zijn als volgt:

  • lagere kosten voor het transport van elektrische energie;
  • het vermogen om EMF te creëren voor de werking van asynchrone motoren is het werk van liften in hoogbouw, apparatuur op kantoor en in productie;
  • Dit type verbinding maakt het mogelijk om zowel lineaire als fasespanningen tegelijkertijd te gebruiken.

Wat is fase- en lijnspanning?

Fase- en lijnspanningen in driefasige circuits zijn belangrijk voor de manipulatie van elektrische vermogensplaten, evenals voor de werking van apparatuur die wordt aangedreven door 380 volt, namelijk:

  1. Wat is fasespanning? Deze spanning, die wordt bepaald tussen het begin van de fase en het einde, wordt in de praktijk bepaald tussen de nulleider en de fase.
  2. Lijnspanning wordt gemeten tussen twee fasen, tussen de terminals van verschillende fasen.

In de praktijk is de fazespanning 60% verschillend van de lineaire, met andere woorden, de parameters van de lineaire spanning zijn 1,73 maal de fasespanning. Driefasige circuits kunnen een lineaire spanning van 380 volt hebben, waardoor een fasespanning van 220 V mogelijk is.

Verdeling van fase- en netspanning in woningen:

Wat is het verschil?

Voor de samenleving wordt de term "grensvlakspanning" aangetroffen in gebouwen met meerdere units, hoogbouw, wanneer de eerste verdiepingen worden aangeboden voor kantoorruimte, evenals in winkelcentra, wanneer gebouwen worden verbonden door meerdere driefasige stroomkabels die 380 volt leveren. Dit type huisaansluiting zorgt voor de werking van asynchrone liftmotoren, het werk van een roltrap, industriële koelapparatuur.

In de praktijk is het eenvoudig om de driefasekringbedrading te doen, aangezien de fase en nul naar het appartement gaan en alle drie fasen + neutraal naar de kantoorruimte.

Aansluitschema van het appartement van het driefasencircuit:

De complexiteit van het lineaire verbindingsschema ligt in de moeilijkheid van het bepalen in het proces van het installeren van de geleider, hetgeen kan leiden tot uitval van de apparatuur. Het circuit verschilt hoofdzakelijk tussen fase- en lijnverbindingen, aansluitingen van de belastingwikkeling en de voedingsbron.

Bedradingsschema's

Er zijn twee schema's voor het verbinden van spanningsbronnen (generatoren) met het netwerk:

Wanneer een sterverbinding is gemaakt, is het begin van de generatorwikkelingen op één punt verbonden. Het geeft niet de mogelijkheid om de macht te vergroten. En de verbinding onder het "delta" -schema is wanneer de windingen in serie zijn verbonden, namelijk dat het begin van het oprollen van één fase is verbonden met het einde van de wikkeling van de andere. Dit geeft de mogelijkheid om de spanning drie keer te verhogen.

Verbindingsschema's "ster", "driehoek":

Voor een beter begrip van de bedradingsschema's bepalen de specialisten welke fase en lineaire stromen zijn:

  • lineaire stroom is een stroom die vloeit in een submariner die de bron van elektrische energie en de ontvanger (belasting) verbindt;

Lineaire en fasestromen:

Lineaire en fasestromen zijn belangrijk als de bron (generator) niet in evenwicht is, dit wordt vaak aangetroffen bij het aansluiten van objecten op de voeding. Alle parameters gerelateerd aan de lijn zijn lineaire spanningen en stromen, en gerelateerd aan de fase zijn de parameters van de fasewaarden.

Uit de sterverbinding is duidelijk dat de lineaire stromen dezelfde parameters hebben als de fasestromen. Wanneer het systeem symmetrisch is, is er geen behoefte aan een neutrale draad, in de praktijk handhaaft het de symmetrie van de bron wanneer de belasting asymmetrisch is.

Vanwege de asymmetrie van de aangesloten belasting (en in de praktijk gebeurt dit met de opname van verlichtingsapparaten in het circuit), is het noodzakelijk om een ​​onafhankelijke werking van de drie fasen van het circuit te garanderen, dit kan worden gedaan in de driedraadslijn wanneer de ontvangerfasen in een driehoek zijn verbonden.

Deskundigen letten erop dat wanneer de lineaire spanning afneemt, de parameters van de fasespanning veranderen. Als u de waarde van de grensvlakspanning kent, kunt u eenvoudig de grootte van de fasespanning bepalen.

Hoe een berekening van lineaire spanning te maken?

Specialisten om de parameters van lineaire spanning te berekenen met behulp van de Kirchhoff-formule:

Wanneer een vertakt systeem van het leveren van een voorwerp met elektrische energie wordt uitgevoerd, is het soms nodig om de spanning tussen twee draden "nul" en "fase" te berekenen: IF = IL, wat betekent dat de fase- en lineaire parameters gelijk zijn. De verhouding tussen de fasedraden en lineair kan worden gevonden met behulp van de formule:

Het vindingelement van de verhoudingen van spanningen en de evaluatie van het voedingssysteem door specialisten wordt uitgevoerd door lineaire parameters wanneer hun waarde bekend is. In de vierdraads voedingssystemen wordt 380/220 volt-markering uitgevoerd.

conclusie

Gebruikmakend van de mogelijkheden van een driefasencircuit (viergeleidercircuit), kunt u verschillende verbindingen maken, waardoor dit op grote schaal kan worden gebruikt. Deskundigen beschouwen de driefasige spanning die moet worden aangesloten als een universele optie, omdat deze het mogelijk maakt om een ​​hoogvermogenbelasting, woongebouwen en kantoorgebouwen met elkaar te verbinden.

In appartementsgebouwen zijn de belangrijkste consumenten huishoudelijke apparaten die zijn ontworpen voor een netwerk van 220 V, daarom is het belangrijk om een ​​gelijkmatige belastingverdeling te maken tussen de fasen van het circuit, dit wordt bereikt door appartementen in het netwerk op te nemen volgens het schaakprincipe. De verdeling van de belasting van particuliere huizen verschilt, in hen wordt uitgevoerd volgens de waarden van de belasting op elke fase van alle huishoudelijke apparatuur, stromingen in geleiders, passeren tijdens de periode van maximaal inschakelen van apparaten.

Hoe verschilt fasevoltage van lineair?

Voordat je het antwoord op de vraag hierboven opneemt, moet je een hele excursie doen naar de geschiedenis en rangschikking van elektrische stroomnetwerken van wisselstroom. Het is ook belangrijk om te begrijpen dat de betreffende termen alleen in de hieronder beschreven context een duidelijk gedefinieerde betekenis hebben.

Hoe het allemaal begon

De eerste commerciële poging om elektriciteit over te dragen aan consumenten werd uitgevoerd door T. Edison met behulp van een gelijkstroomnetwerk - maar al snel bleek dat de voorgestelde netwerkconstructiearchitectuur zeer materieel en lastig was, en dat elke effectieve omzetting van één gelijkspanning naar een andere aan de kant van de energieverbruikende consument eenvoudig onmogelijk (op dat moment waren er in principe geen elektronenbuizen, geen transistors, waarop het mogelijk zou zijn om de nodige apparaatconverters te bouwen).

Tegelijkertijd begon zijn alternatieve systeem gebaseerd op sinusvormige wisselstroom te worden gepromoot door D.Vestingauz (de sinusoïdale vorm was niet te wijten aan het feit dat iemand 'het bijzonder goed vond' - het was gewoon de stroom / spanning van deze vorm die werd verkregen in een typische generator ). Het voor de hand liggende voordeel van het gebruik van AC is dat het gemakkelijk en efficiënt kan (efficiëntie tot

99%) omzetten door spanning met behulp van een eenvoudige elektromagnetische inrichting - een transformator (deze heeft ten minste twee gewoonlijk elektrisch gescheiden wikkelingen / spoelen, terwijl deze zich op een gemeenschappelijke magnetische kern bevindt, die een sterke inductieve koppeling daartussen verschaft).

Meerfasen elektrische netwerken

Om de uitrusting van wisselstroomnetwerken te verbeteren, nodigde D. Westinghouse N.Tesla uit, die de werking van meerfase elektrische netwerken en machines uitvond en theoretisch onderbouwde, het gebruik van een wisselstroomwisselstroomnetwerk in de VS initieerde en een driefasenstelsel voorstelde dat zes draden gebruikt om elektriciteit te verzenden. M. Dolivo-

Dobrovolsky stelde een significante verbetering voor in het driefasensysteem van N.Tesla, waarin slechts vier of zelfs drie draden genoeg zijn voor de transmissie van elektriciteit - wat het begin van driefasige elektriciteitsnetten vrijwel in de vorm betekende waarin we ze nu kennen.

Star-star kronkelende verbinding

Hoe het werkt en werkt

Een eenvoudig enkelfasig systeem kan worden weergegeven als twee draden, waarvan er één een variërende sinusvormige spanning bevat, en de tweede draad dient als een "aarde" waar deze spanning kan stromen wanneer de verbruiker is verbonden (belasting).

Aangezien de fasespanning varieert volgens de sinuswet, is het gemakkelijk om twee andere draden onder spanning voor te stellen, waarbij de oscillaties die in de eerste regel worden beschouwd, 120 graden te laat of in fase vooruit zijn - dan krijg je een volledig wederzijds symmetrisch systeem (er zijn tenslotte precies 360 graden in een cirkel!) waar een van de geselecteerde fasen precies 120 graden voor of net achter de aangrenzende ligt - en in een dergelijk systeem kunnen slechts één "aarde" en drie verschillende fasedraden worden onderscheiden (het was deze schakeling die werd voorgesteld door M.Dolivo-Good Wolski).

Vanzelfsprekend kan de elektrische belasting in een dergelijk systeem op twee manieren worden verbonden: hetzij tussen elke geselecteerde fase en de "aarde" (neutraal), of tussen de fasegeleiders (overigens merken we op dat "echte driefasen", symmetrische verbruikers van elektriciteit zoals asynchrone elektrische motoren in een dergelijk systeem kunnen werken helemaal neutraal).

3 keer): als tussen een afzonderlijke fase en een nulleider de wisselspanning is

220 volt, dan tussen de fase draden zal zijn

380 volt Een sinusvormige spanning tussen een van de fasen en de geselecteerde nulleider wordt hier "fase" genoemd en tussen twee fasen wordt "lineair" genoemd.

Overeenkomsten / Verschillen

  1. Zowel fase- als lijnspanningen zijn sinusvormig en naast elkaar naast elkaar in het hierboven beschreven driefasige industriële systeem met een speciale neutraal.
  2. De fasespanning wordt gemeten tussen fase en neutraal (in een driefasensysteem dat normaal functioneert zonder een fasevervorming, zijn de fazespanningen van verschillende fasen bijna identiek in grootte).
  3. De netspanning wordt gemeten tussen aangrenzende fasen (en ook, bij afwezigheid van fase-onbalans, is deze bijna identiek in een van de geselecteerde paren).
  4. De ordinale magnitude van het verschil tussen de fase / lijnspanning in het bestaande driefasensysteem is zeer significant - lineair √3 keer meer dan de eerste fase.

Lineaire en fasespanningen

Onder het symmetrische driefasensysteem is het gebruikelijk om een ​​set van drie elektromotorische krachten te begrijpen met een sinusvormige vorm van gelijke frequentie, amplitude, verschoven in fase met een derde van de periode (hoek 2/3).

De grafiek van de EMF-verandering in de loop van de tijd, het vectordiagram heeft de vorm.

De bron van een driefasig spanningssysteem is meestal een generator, met wikkelingen in de statoropeningen. De vlakken van deze wikkelingen worden meestal verschoven met 120 gram in de ruimte. De fase van een driefasencircuit wordt begrepen als een afstand met een stroom van dezelfde grootte.

Het potentiaalverschil tussen het nulpunt van het circuit en het begin van een van de fasen wordt de fasespanning genoemd, conventioneel aangeduid als UA, Uв, Uс. Het potentiële verschil met het begin van de vector wordt lineair genoemd, wat UAB, UBC, UCA aangeeft.

Dienovereenkomstig zijn de fazespanningen volgens de 2e Kirchhoff-wet in het algemeen gelijk aan:

In het vectordiagram worden ze weergegeven als een segment van de uiteinden van de vectoren UA, UB. Bereken naar analogie andere lineaire grootheden - UBC, UCA. Met een symmetrisch systeem van fasespanningen is de lineaire combinatie ook symmetrisch.

Er zijn 2 manieren om de wikkelingen van opwekkingsinstallaties en ontvangers van elektriciteit van een driefasig netwerk te verbinden:

Wanneer een ster is aangesloten, is de magnitude van de lineaire spanning:

Il = v3 Uf = 1,73 Uf.

Bijvoorbeeld, als we een fasespanning van de generatorset gelijk aan 220V hebben, terwijl de lineaire spanning 380V is.

Een andere verbindingsmethode die een driefasige verbinding gebruikt, is een driehoek.

In dit geval is het einde van elke wikkeling verbonden met het begin van de volgende, waarbij een driehoek wordt gevormd, met de lineaire draden verbonden met de bovenkant ervan.

Wanneer een delta is aangesloten, is de lineaire spanning van de generatorset over het algemeen gelijk aan de fasespanning:

Op basis hiervan concluderen we: het schakelen van de wikkelingen van de generatorset van een ster naar een driehoek leidt tot een toename van de lijnspanning van 1,73p. Het wordt aanbevolen om de wikkelingen met de delta-methode alleen met een symmetrische belasting te verbinden, omdat anders de stroom de nominale waarden kan overschrijden.

Lineaire en fasestromen en spanningen in driefasige circuits

Driefasig voedingssysteem wordt in de meeste landen van de wereld als standaard geaccepteerd, Rusland is geen uitzondering. Elk huis in het land is verbonden met een dergelijk netwerk, maar in de regel komt één fasedraad in een apart appartement. Indien gewenst kunt u nog twee fasen doorbrengen, wat vaak wordt gedaan in gebieden die zijn aangewezen voor individuele woningbouw. Ze zijn nodig voor de werking van apparatuur met een elektromotor. Wanneer verbonden met een driefasig circuit, zijn er vaak vragen gerelateerd aan concepten zoals fase- en lijnstroom, evenals met geschikte spanningsindicatoren.

AC circuits

Zoals bekend wordt de stroomtoevoer in Rusland uitgevoerd met wisselstroomcircuits met een frequentie van 50 Hz. In één seconde worden 50 cycli uitgevoerd. Een volledige cyclus is een cirkel waarvan de hoekgrootte kan worden gemeten in graden en radialen - 360 graden radiaal of 2π radialen. Bijgevolg zal de helft van deze cyclus 180 of π radialen zijn, een derde - 120 of 2 π / 3, enz. Het specifieke moment van deze cyclus wordt de fase genoemd. Ketens in het land worden gesynchroniseerd in een enkel systeem.

Faseverschuiving in het circuit

Deze uitdrukking heeft niets te maken met de gezondheid van de hersenen. Deze term verklaart de discrepantie tussen de stroom- en stroomgrafieken die zich voordoen in gebieden met spoelen of condensatoren, evenals een vergelijking van de fasen in verschillende draden. Met een driefasen voedingssysteem is de verschuiving 120 graden of 2 π / 3 radialen.

Hier is het opleggen van spanningsgrafieken in de drie draden van de transformatorkast. Aan de linkerkant wordt zelfs duidelijk getoond hoe dit kan worden verkregen met een eenvoudige turbine.

Misschien herinneren sommigen zich deze oefening bij het plotten van de functie y = sin (x) bij het tekenen van een cirkel.

Effectieve stroom en spanning

De maximale spanningsamplitude in het circuit, uitgaande van het transformatorstation in de tuin, is 310 V. Gedurende 1 seconde gebeurt dit 100 keer - onderaan en bovenaan de grafiek. De ogenblikkelijke waarden van deze parameter zijn afhankelijk van de fase waarin de grafiek zich bevindt. Uiteraard is dit idee uitermate ongemakkelijk voor consumenten, daarom wordt het begrip effectieve spanning gebruikt in het dagelijks leven.

Zijn formule is experimenteel afgeleid op basis van de wet Joule-Lenz. De essentie van de conclusie van deze formule is dat de effectieve waarde van wisselstroom equivalent is aan de waarde van constant met dezelfde warmteafgifte. De coëfficiënt die wordt gebruikt in de berekening is √2. Als u dit weet, kunt u de regel gebruiken:

waar ik m en Um - amplitude. Als we de amplitudewaarde in de tweede formule substitueren, blijkt dat de effectieve spanning van de fasedraad ten opzichte van de grond in het appartement 230 V zal zijn. Dit wordt ook fase genoemd. Welnu, de omvang van de stroom hangt af van de belasting, volgens de wet van Ohm:

De stroom in de fasegeleider wordt ook fase genoemd.

Ster- en driehoekverbindingen

In de home outlet is er naast de fase altijd nul. De correcte naam is neutraal. Sommige mensen verwarren het met aarding, maar in feite heeft het een andere functie. Om het beter te begrijpen, moet u vertrouwd raken met begrippen als "ster" en "driehoek".

De rol van neutraal in de keten

Bij het onderstation, vanwaar een stroomkabel naar het appartement gaat, zijn alle drie de fasen aan één kant verbonden. Het tweede einde van een van de fasen gaat naar het ene appartement, het andere naar het andere, het derde naar het derde. Als aarding als een tweede draad in elk appartement wordt gebruikt, kan een onaangename situatie ontstaan.

Maar evenwicht in dit systeem is alleen mogelijk als alle drie consumenten tegelijkertijd dezelfde belasting inschakelen - dit wordt symmetrisch genoemd. In werkelijkheid kan de tv worden ingeschakeld en de andere - een elektrische oven. Het resultaat hiervan is een slecht uitgelijnde fase, wanneer de eigenaar van de tv in de outlet 380 is en de eigenaar van de oven 30 met een beetje. Om dit te voorkomen, wordt het neutrale punt, dat naar elk appartement gaat, verwijderd van de kruising van de uiteinden van de fasedraden. Voor nog meer voorzichtigheid is het ook geaard.

Neutraal (neutrale draad) is een compensator voor de asymmetrie van de belasting in een dergelijk circuit, dat de "ster" wordt genoemd. In een dergelijke verbinding tussen een van de fasen en de nulleider, is de spanning ongeveer 220 V, en tussen de twee fasen - 380. Dit is de meest grensvlakspanning en wordt lineair genoemd.

De waarde ervan wordt berekend op basis van de effectieve fase en de waarde van de verschuivingshoek ertussen. Het onthouden van de lessen van de meetkunde op school kan worden afgeleid:

Rekening houdend met het feit dat er constant iets in het circuit zit en de EMF in pure vorm niet thuis kan worden gemeten, krijgen we:

Dus, de fase en lineaire spanningen en stromen wanneer verbonden door een ster, voldoen aan de volgende wetten:

U (l) = √3U (f), I (l) = I (f) - de lineaire stroom is gelijk aan de fasestroom.

Verbinding met een ster met een neutraal is erg handig om de bedrading aan verschillende consumenten te verdelen. De voordelen kunnen worden vermeld:

  • stabiliteit van de werking van elektrische apparaten onder verschillende belastingen;
  • motoren waarvan de wikkelingen volgens deze methode zijn verbonden, worden niet oververhit;
  • vanwege het onvermogen om de stroom te verhogen - de motor start soepel;
  • het vermogen om zowel lineaire als fasespanning te gebruiken.

Driehoeksdiagram en maximaal vermogen

Deze behoefte ontstaat wanneer u de maximale efficiëntie van de elektromotor wilt gebruiken. Dit kan worden bereikt door fasedraden in een driehoek te verbinden. Fase en lineaire spanning in driefasige circuits van dit type zijn gelijk en gelijk aan 380 V. Maar de lineaire stroom die in de aan de motor geleverde fasen vloeit, zal verschillen van die welke door de wikkelingen vloeit. Fasestroom kan worden berekend, wetende dat de weerstand en de spanning in de wikkelingen, dit zijn bekende waarden. Maar de lineaire stroom wordt berekend volgens hetzelfde diagram als de spanning in het stercircuit:

I (l) = I (f) x √ 3, U (f) = U (l).

Moet ik zo'n overstap maken - een aparte vraag. Hiervoor moet je rekening houden met een aantal belangrijke punten:

  • De kracht zal natuurlijk met 1,5 keer toenemen. De mogelijkheid van oververhitting - ook.
  • Als de motor een zware rotor heeft, is de stroom bij het afwikkelen 7 keer hoger dan bij een stabiele werking.
  • Hetzelfde zal worden waargenomen wanneer u probeert het draaiende onderdeel fysieke belasting te geven, bijvoorbeeld wanneer u iets hards zaagt, terwijl u een gewicht heft (als de motor wordt gebruikt als een lier).

Daarom is het, voordat u experimenten uitvoert, de moeite waard om goed bekend te raken met het paspoort van de motor en de mogelijkheden van uw netwerk.

Het is mogelijk dat het beter is om een ​​elektromotor aan te schaffen met een reostaatregeling van de startstroom.

Je Wilt Over Elektriciteit

  • Stroomonderbreker fouten en hun verwijdering

    Verlichting

    Mogelijke storingen van automatische schakelaarsDe redenen voor het uitschakelen van het beveiligingsapparaat kunnen worden veroorzaakt door een storing van de stroomonderbreker zelf, kortsluiting van elektrische bedrading, overbelasting door consumenten van elektrische energie of defecten aan elektrotechniek.

De juiste bedrading in de aansluitdoos is een belangrijke factor in de betrouwbaarheid van uw elektrische netwerk. En om rekening te houden met het feit dat meer dan 50% van alle verbindingen zijn geconcentreerd in verdeelkasten, is dit onderdeel van uw elektrische netwerk van een huis of appartement bijzonder belangrijk.