Berechnung der Phasen- und Leitungswerte des Drehstroms

Ein Drehstromgenerator verfügt über drei einphasige unabhängige Statorwicklungen, deren Anfang und Ende jeweils um 120 el verschoben sind. Hagel, oder durch Aufspaltung in 2/3 Pole, d.h. mit 2/3 dem Abstand zwischen den Mittelpunkten der gegenüberliegenden Pole (Abb. 1). In jeder der drei Wicklungen wird ein einphasiger Wechselstrom erzeugt. Die Ströme einer einphasigen Wicklung sind um 120 el gegeneinander versetzt. Hagel, also für 2/3 des Zeitraums. Somit besteht ein Dreiphasenstrom aus drei Einphasenströmen, die zeitlich um 2/3 der Periode (120°) verschoben sind.

Zu jedem Zeitpunkt ist die algebraische Summe der drei Momentanwerte von a. usw. c. die einzelnen Phasen sind Null. Anstelle von sechs Anschlüssen (für drei unabhängige einphasige Wicklungen) sind daher am Generator nur drei Anschlüsse vorhanden, bei Angabe des Nullpunkts vier Anschlüsse. Je nachdem, wie die einzelnen Phasen angeschlossen sind und wie sie mit dem Netzwerk verbunden sind, kann eine Stern- oder Dreieckschaltung erzielt werden.

Die Anfänge der Spulen sind im Folgenden mit den Buchstaben A, B, C und ihre Enden mit den Buchstaben X, Y, Z gekennzeichnet.

Reis. 1. Dreiphasengenerator

a) Sternschaltung.

Bei einer Sternschaltung werden die Enden der Phasen X, Y, Z (Abb. 2) verbunden und der Verbindungsknoten wird als Nullpunkt bezeichnet. Der Knoten kann einen Anschluss haben – den sogenannten Neutralleiter (Abb. 272), dargestellt durch eine gestrichelte Linie – oder ohne Anschluss sein.

Wenn Sie es mit einem Neutralleiter an einen Stern anschließen, können Sie Folgendes erhalten zwei Spannungen: Netzspannung Ul zwischen Leitern getrennter Phasen und Phasenspannung Uf zwischen Phase und Neutralleiter (Abb. 2). Der Zusammenhang zwischen Leitungs- und Phasenspannung wird wie folgt ausgedrückt: Ul = Uph ∙ √3.

Reis. 2. Sternverbindung

Der Strom, der im Draht (Netz) fließt, fließt auch durch die Phasenwicklung (Abb. 2), d.h. Il = Iph.

b) Verbindung im Dreieck.

Die Verbindung der Phasen in einem Dreieck erfolgt durch Verbinden der Enden und des Anfangs der Phasen gemäß Abb. 3, d.h. AY, BZ, CX. Bei einem solchen Anschluss gibt es keinen Neutralleiter und die Phasenspannung ist gleich der Netzspannung zwischen den beiden Leitern der Leitung Ul = Uf. Allerdings ist der Strom in der Leitung Il (Netz) größer als der Strom in der Phase Iph, nämlich: Il = Iph ∙ √3.

Reis. 3. Delta-Verbindung

Wenn in einem Dreiphasensystem zu jedem Zeitpunkt der Strom in einer Spule von einem Ende zum anderen fließt, fließt er auch in den anderen beiden von einem Ende zum anderen. In FIG. 2 in der mittleren Spule verläuft AX von A nach X und in den äußeren Spulen von Y nach B und von Z nach C.

Das Diagramm (Abb. 4) zeigt, wie drei identische Wicklungen in Stern oder Dreieck an die Motorklemmen angeschlossen werden.

Reis. 4. Wicklungen in Stern und Dreieck anschließen

Berechnungsbeispiele

1. Ein Generator mit angeschlossener Statorwicklung wie in Abb. 5-Schaltung, versorgt bei einer Netzspannung von 220 V drei identische Lampen mit einem Widerstand von 153 Ohm mit Strom.Welche Spannung und Stromstärke hat jede Lampe (Abb. 5)?

Reis. 5.

Die Lampen haben je nach Anschluss eine Phasenspannung Uf = U / √3 = 220 / 1,732 = 127 V.

Lampenstrom If = Uph / r = 127/153 = 0,8 A.

2. Bestimmen Sie die Schaltung zum Einschalten von drei Lampen in Abb. 6, die Spannung und der Strom jeder Lampe mit einem Widerstand von 500 Ohm, angeschlossen an eine Netzversorgung mit einer Netzspannung von 220 V.

Lampenstrom I = Ul / 500 = 220/500 = 0,45 A.

Reis. 6.

3. Wie viel Volt soll Voltmeter 1 anzeigen, wenn Voltmeter 2 eine Spannung von 220 V anzeigt (Abb. 7)?

Reis. 7.

Phasenspannung Uph = Ul / √3 = 220 / 1,73 = 127 V.

4. Welchen Strom zeigt Amperemeter 1 an, wenn Amperemeter 2 bei Dreieckschaltung einen Strom von 20 A anzeigt (Abb. 8)?

Reis. acht.

Wenn = Il / √3 = 20 / 1,73 = 11,55 A.

Bei einer Dreieckschaltung ist der Strom in der Verbraucherphase geringer als in der Leitung.

5. Welche Spannung und welcher Strom werden von den an die Phase angeschlossenen Messgeräten 2 und 3 angezeigt, wenn das Voltmeter 1 380 V anzeigt und der Widerstand der Phase des Verbrauchers 22 Ohm beträgt (Abb. 9)?

Reis. neun.

Voltmeter 2 zeigt die Phasenspannung Uf = Ul / √3 = 380 / 1,73 = 220 V. und Amperemeter 3 zeigt den Phasenstrom If = Uf / r = 220/22 = 10 A.

6. Wie viele Ampere zeigt das Amperemeter 1 an, wenn der Widerstand einer Phase des Verbrauchers 19 Ohm beträgt und an ihr ein Spannungsabfall von 380 V anliegt, was das gemäß Abb. angeschlossene Voltmeter 2 anzeigt. zehn.

Reis. zehn.

Phasenstrom Iph = Uph / r = Ul / r = 380/19 = 20 A.

Der Benutzerstrom gemäß der Anzeige des Amperemeters 1 Il = Iph ∙ √3 = 20 ∙ 1,73 = 34,6 A. (Die Phase, also die Seite des Dreiecks, kann die Wicklung einer Maschine, eines Transformators oder eines anderen Widerstands darstellen.)

7. Asynchronmotor in Abb.2 hat eine Sternwicklung und ist an ein Drehstromnetz mit einer Netzspannung Ul = 380 V angeschlossen. Wie hoch wird die Phasenspannung sein?

Die Phasenspannung liegt zwischen dem Nullpunkt (Klemmen X, Y, Z) und einer der Klemmen A, B, C:

Uph = Ul / √3 = 380 / 1,73 = 219,4≈220 V.

8. Die Wicklung des Induktionsmotors des vorherigen Beispiels wird zu einem Dreieck geschlossen, indem die Klemmen der Motorabschirmung gemäß Abb. verbunden werden. 3 oder 4. Ein an den Außenleiter angeschlossenes Amperemeter zeigt einen Strom Il = 20 A an. Welcher Strom fließt durch die Statorwicklung (Phase)?

Netzstrom Il = Iph ∙ √3; Wenn = Il / √3 = 20 / 1,73 = 11,56 A.