Трехфазные и однофазные сети | Electric-Blogger.ru
2016-10-02 Статьи
Трехфазная сеть — это способ передачи электрического тока, когда переменный ток течет по трем проводам, а по одному возвращается назад. Те провода, по которым ток идет, называются фазными, а по которому возвращается — нулевым.
Трехфазная цепь состоит из трех фазных проводов и одного нулевого. Такое возможно потому, что фаза переменного тока в каждом из трех проводов сдвинута по отношению к соседнему на 120°. Передача переменного тока происходит именно при помощи трехфазных сетей. Это выгодно с экономической точки — не нужны еще два нулевых провода. Подходя к потребителю, ток распределяется на три фазы, и каждой из них дается по нулевому проводу. Так он попадает в квартиры и дома. Хотя в частном секторе нередко трехфазная сеть заводится прямо в дом.
Любая однофазная электрическая цепь состоит из двух проводов. По одному проводу ток поступает к потребителю, а по другому возвращается обратно. Если разомкнуть такую цепь, то ток идти не будет. Вот и все описание однофазной цепи.
Земля, или, правильнее сказать, заземление — третий провод в однофазной сети. В сущности, рабочей нагрузки он не несет, а служит своего рода предохранителем. Это можно объяснить на примере. В случае когда электричество выходит из-под контроля (например, короткое замыкание), возникает угроза пожара или удара током. Чтобы этого не произошло (то есть значение тока не должно превышать безопасный для человека и приборов уровень), вводится заземление. По этому проводу избыток электричества в буквальном смысле слова уходит в землю.
От трансформаторной понижающей подстанции до ВРУ (Вводно-распределительное устройство, где происходит прием, учет и распределение электрической энергии
К каждой фазе, отходящей в квартиру, добавляются ноль и заземление, так и получается трехжильный кабель. В идеале в трехфазной сети только один ноль. Больше и не надо, поскольку ток сдвинут по фазе относительно друг друга на одну треть. Ноль — это нейтральный проводник, в котором напряжения нет. Относительно земли у него нет потенциала в отличие от фа-
В трехфазной сети, к которой ничего не подключено, в нейтральном проводнике нет напряжения. Самое интересное начинает происходить, когда сеть подключается к однофазной цепи. Одна фаза входит в квартиру, где стоят 2 лампочки и холодильник, а вторая где 5 кондиционеров, 2 компьютера, душевая кабина, индукционная плита и т. д. Понятно, что нагрузка на 2 эти фазы неодинакова, происходит перекос фаз и ни о каком нейтральном проводнике речи уже не идет. На нем тоже появляется напряжение, и чем неравномернее нагрузка, тем оно больше. Фазы уже не компенсируют друг друга, чтобы в сумме получился ноль.
На данный момент ситуация усугубляется еще тем, что большинство домашних электроприборов являются импульсными. По этой причине возникают дополнительные импульсные токи, которые не компенсируются в средней точке. Эти импульсные приборы вместе с разной нагрузкой на фазы создают такие условия, что в нейтральном проводнике может оказаться ток равный или превышающий ток одной из фаз. Однако нейтраль такого же сечения, что и фазный провод, а нагрузка больше.
Вот почему в последнее время все чаще возникает явление, называемое «отгоранием» или обрывом нулевого проводника — нейтральный проводник просто не справляется с нагрузкой, перегревается и отгорает.
Для защиты от такой неприятности надо либо увеличивать сечение нейтрального провода (а это дорого), либо распределять нагрузку между 3 фазами равномерно (что в условиях многоквартирного дома невозможно). Поэтому оптимальным решением я считаю использование реле контроля напряжения, которое отключит питание квартиры в случае выхода напряжения за допустимые пределы. Тем самым оно защитит ваши электроприборы.
Реле контроля напряжения
Какую сеть лучше провести в частном доме?
Если у вас в доме есть трехфазное оборудование, то ответ очевиден. Также к плюсам трехфазной сети можно отнести то, что на ввод можно использовать кабель меньшего сечения, чем при однофазной, так как в трехфазной сети мощность распределяется по трем фазам, благодаря чему на каждую фазу приходится меньшая нагрузка.
К минусам трехфазного ввода можно отнести более высокие расходы на покупку трехфазных автоматов, УЗО, счетчика, габариты распределительного щита будут больше чем однофазного, а также при трехфазной сети необходимо грамотно распределить нагрузку по фазам во избежании перекоса фаз — несимметрии токов и напряжений.
Что касается мощности, то здесь в основном все зависит от максимально разрешенной мощности, указанной в технических условиях на подключение. Если у вас на даче небольшой летний домик или бытовка и разрешенная мощность предположим 5квт, то вполне достаточно будет однофазного ввода, а вот при наличии большого загородного дома со множеством потребителей, или своей мастерской с трехфазными потребителями, то здесь конечно уже не обойтись без трехфазной сети.
Трехфазные и однофазные сети в доме. Схема, мощность, расчет трехфазных и однофазных сетей
Многие слышали такие загадочные слова, как одна фаза, три фазы, ноль, заземление или земля, и знают, что это важные понятия в мире электричества. Однако не все понимают, что они обозначают и какое отношение имеют к окружающей действительности. Тем не менее знать это обязательно.Не углубляясь в технические подробности, которые не нужны домашнему мастеру, можно сказать, что
Рис. 1. Схема однофазной цепи
Тот провод, по которому ток идет, называется фазовым, или просто фазой, а по которому возвращается — нулевым, или нолем. Трехфазная цепь состоит из трех фазовых проводов и одного обратного. Такое возможно потому, что фаза переменного тока в каждом из трех проводов сдвинута по отношению к соседнему на 120 °C (рис. 2). Более подробно на этот вопрос поможет ответить учебник по электромеханике.
Рис. 2. Схема трехфазной цепи
Передача переменного тока происходит именно при помощи трехфазных сетей. Это выгодно экономически — не нужны еще два нулевых провода. Подходя к потребителю, ток разделяется на три фазы, и каждой из них дается по нолю. Так он попадает в квартиры и дома. Хотя иногда трехфазная сеть заводится прямо в дом. Как правило, речь идет о частном секторе, и такое положение дел имеет свои плюсы и минусы. Об этом будет рассказано позднее.
Это можно объяснить на примере. В случае когда электричество выходит из-под контроля (например, короткое замыкание), возникает угроза пожара или удара током. Чтобы этого не произошло (то есть значение тока не должно превышать безопасный для человека и приборов уровень), вводится заземление. По этому проводу избыток электричества в буквальном смысле слова уходит в землю (рис. 3).
Рис. 3. Простейшая схема заземления
Еще один пример. Допустим, в работе электродвигателя стиральной машины возникла небольшая поломка и часть электрического тока попадает на внешнюю металлическую оболочку прибора. Если заземления нет, этот заряд так и будет блуждать по стиральной машине. Когда человек прикоснется к ней, он моментально станет самым удобным выходом для данной энергии, то есть получит удар током. При наличии провода заземления в этой ситуации излишний заряд стечет по нему, не причинив никому вреда. В дополнение можно сказать, что
Некоторые умельцы, полагаясь на начальные знания по электротехнике, устанавливают нолевой провод как заземляющий. Никогда так не делайте. При обрыве нолевого провода корпуса заземленных приборов окажутся под напряжением 220 В.
В 99 % случаев для квартиры устанавливается однофазная сеть. Отличить ее от трехфазной очень просто. Если во входящем кабеле 3 или 2 провода, то сеть однофазная, когда 5 или 4 — трехфазная (рис. 4).
Рис. 4. Четырехжильным или двухжильным кабель становится, если убирается заземляющий провод
Как известно, по проводам, передающим энергию на расстояние, течет трехфазный ток — так выгоднее. В квартиру он заходит однофазным. Расщепление трехфазной цепи на 3 однофазных происходит во ВРУ. Туда входит пятижильный кабель, а выходит трехжильный (рис. 5).
Рис. 5. Схема расщепления трехфазной сети на однофазные потребители
На вопрос, куда деваются еще 2, ответ простой: питают другие квартиры. Это не значит, что квартир только 3, их может быть сколько угодно, лишь бы кабель выдержал. Просто внутри щита выполняется схема разъединения трехфазной цепи на однофазные (рис. 6).
Рис. 6. Однофазная электрическая сеть
К каждой фазе, отходящей в квартиру, добавляются ноль и заземление, так и получается трехжильный кабель.
В идеале в трехфазной сети только один ноль. Больше и не надо, поскольку ток сдвинут по фазе относительно друг друга на одну треть. Ноль — это нейтральный проводник, в котором напряжения нет. Относительно земли у него нет потенциала в отличие от фазового, в котором напряжение равно 220 В. В паре «фаза — фаза» напряжение 380 В. В трехфазной сети, к которой ничего не подключено, в нейтральном проводнике нет напряжения. Самое интересное начинает происходить, когда сеть подключается к однофазной цепи. Одна фаза входит в квартиру, где стоят 2 лампочки и холодильник, а вторая — где 5 кондиционеров, 2 компьютера, душевая кабина, индукционная плита и т. д. (рис. 7).
Рис. 7. Трехфазная электрическая сеть
Понятно, что нагрузка на 2 эти фазы неодинакова и ни о каком нейтральном проводнике речи уже не идет. На нем тоже появляется напряжение, и чем неравномернее нагрузка, тем оно больше.
Фазы уже не компенсируют друг друга, чтобы в сумме получился ноль.
В последнее время ситуация с некомпенсацией токов в такой сети усугубилась тем, что появились новые электроприборы, которые называются импульсными. В момент включения они потребляют намного больше энергии, чем при нормальной работе. Эти импульсные приборы вкупе с разной нагрузкой на фазы создают такие условия, что в нейтральном проводнике (ноле) возникает напряжение, которое может быть раза в 2 больше, чем на любой фазе. Однако нейтраль такого же сечения, что и фазовый провод, а нагрузка больше.
Вот почему в последнее время все чаще возникает явление, называемое отгоранием ноля — нейтральный проводник просто не справляется с нагрузкой и перегорает. Бороться с таким явлением непросто: надо либо увеличивать сечение нейтрального провода (а это дорого), либо распределять нагрузку между 3 фазами равномерно (что в условиях многоквартирного дома невозможно). На худой конец можно купить понижающий разделительный трансформатор, он же стабилизатор напряжения.
В частном доме ситуация получше, поскольку хозяин один и распределить электроэнергию по фазам намного проще. Это даже увлекательное занятие — рассчитать мощность электроприборов и распределять их по фазам, чтобы нагрузка была одинаковой. Все расчеты делаются примерно, и вовсе не значит, что надо включать свет и 2 телевизора, а если заработал столярный станок на улице — это перебор. Все зависит от желания хозяина дома: провести трехфазную сеть или однофазную. Здесь есть свои плюсы и минусы.
Минусов трехфазной сети 2.
1. Напряжение на отдельном участке сильно зависит от работы других. Если перегружена одна из фаз, остальные могут работать некорректно. Проявиться это может как угодно. Чтобы такого не происходило, нужен стабилизатор — вещь недешевая.
2. Необходимо оборудование в щит, рассчитанное именно под трехфазную сеть, а также расходы на устройство трехфазной сети. Они будут больше, нежели для однофазной. Кроме того, нужно знать правила эксплуатации трехфазных сетей.
Плюсов трехфазной сети тоже 2.
1. Трехфазная сеть позволяет получить больше мощности. Если однофазная сеть при суммарной мощности приборов в 10 кВт уже испытывает перегрузки, то трехфазная прекрасно справляется и с 30 кВт. Пример очень простой. Если с линии ЛЭП в дом заходит всего 1 фаза, то при сечении входящего проводника 16 мм2 максимальная мощность составит всего 14 кВт, а если все 3 фазы — то уже 42 кВт. Разница весьма ощутимая.
2. Необычайно просто становится подключать электроприборы, имеющие трехфазное питание (электрические плиты). Самое главное в случае с частным домом — трехфазные электрические двигатели, которые стоят на многих станках.
Трехфазные электрические цепи
Выдающийся русский инженер-изобретатель Михаил Осипович Доливо-Добровольский, помимо асинхронного двигателя изобрел трехфазную электрическую сеть, которая могла бы питать такой двигатель.
Трехфазная система представляет собой три отдельные электрические цепи, в которых действуют синусоидальные ЭДС одной и той же частоты, которые в свою очередь сдвинуты друг от друга на 120°, и создаваемые одним источником энергии. Источником энергии чаще всего выступает трехфазный генератор.
Преимущество трехфазной цепи заключается в её уравновешенности. То есть суммарная мгновенная мощность трехфазной цепи, остается величиной постоянной в течение всего периода ЭДС.
Трехфазный генератор переменного тока имеет три самостоятельные обмотки, которые сдвинуты между собой на угол 120°. Также как и обмотки, начальные фазы ЭДС сдвинуты на 120°. Уравнения описывающие изменение ЭДС в каждой из обмоток выглядят следующим образом:
Векторная диаграмма ЭДС в начальный момент времени представляет собой три вектора, длина которых равна амплитудному значению ЭДС Em, и угол между которыми равен 120°. Если вращать векторы против часовой стрелке, относительно неподвижной оси, то они будут проходить в порядке Ea,Eb,Ec, такой порядок называют прямой последовательностью.
По сути, каждую отдельную фазу можно было бы соединить отдельными проводами, но в таком случае получилась бы шестипроводная несвязная система. Это было бы крайне не выгодно с экономичной точки зрения, ведь как-никак, перерасход материала. Для того чтобы это избежать придумали связанные системы соединения.
Соединение звездой
При соединении обмоток звездой все три фазы имеют одну общую точку – ноль. При этом такая система может быть трехпроводной или четырехпроводной. В последнем случае используется нулевой провод. Нулевой провод не нужен, если система симметрична, то есть токи в фазах такой системы одинаковы. Но если нагрузка несимметрична, то фазные токи различны, и в нулевом проводе возникает ток, который равен векторной сумме фазных токов
Также, нулевой провод может выступать в роле одной из фаз, если она выйдет из строя, это предотвратит выход из строя всей системы. Правда нужно учитывать, что нулевой провод не рассчитан на подобные нагрузки, и в целях экономии металла и изоляции он изготавливает под более малые токи, чем в фазах.
В трехфазных цепях существуют так называемые фазные и линейные напряжения и токи.
Фазное напряжение – это разность потенциалов между нулевой точкой и линейным проводом. То есть, проще говоря, фазное напряжение — это напряжение на фазе.
Линейное напряжение – это разность потенциалов между линейными проводами.
При соединении звездой фазные и линейные напряжения соотносятся как
А фазные и линейные токи при симметричной нагрузке одинаковы
Таким образом, можно сделать вывод, что в симметричной трехфазной цепи при соединении фаз звездой напряжения отличаются друг от друга в 1,72 раз, а линейные и фазные токи равны.
Соединение треугольником
При соединении треугольником конец одной обмотки соединяется с началом другой. Таким образом, образуется замкнутый контур.
В таком соединении каждая фаза находится под линейным напряжением, то есть линейные и фазные напряжения равны
А фазные и линейные токи соотносятся как
Аналогичным способом, сделаем вывод для соединения треугольником: в симметричной трехфазной цепи при соединении фаз треугольником токи отличаются друг от друга в 1,72 раз, а линейные и фазные напряжения равны.
Читайте также — задачи на трехфазные цепи
Трехфазные цепи — — Энциклопедия по машиностроению XXL
| Фиг. 71. Схема включения однофазного ваттметра в трехфазную цепь при наличии нулевого провода. |
Мощность трехфазной цепи при нагрузке любого характера и отсутствии пулевой точки может быть измерена при помощи двух ваттметров, включенных по схеме Арона (фиг. 74). При углах сдвига фаз f[c.374]
Трехфазные цепи — см. Электрические цепи трехфазные [c.553]
Симметричной трехфазной цепью называется совокупность трех отдельных цепей, имеющих одинаковые частоту и амплитуду э. д. с., которые сдвинуты по фазе на угол 120 . В любой момент времени сумма токов (э. д. с.) симметричной трехфазной системы равна нулю. [c.225]
Трехфазной цепью называется совокупность трех отдельных электрических цепей, имеющих одинаковую частоту и э. д. с., сдвинутые по фазе. [c.461]
Соединение приемников энергии в трехфазных цепях производится также либо звездой (фиг. 36), либо т р е у г о л ником (фиг. 37). Соотношения между линейными напряжениями и токами — такие же, как и для обмоток трехфазных источников энергии. [c.461]
Трехфазная система с нулевым проводником 461 Трехфазные цепи 461 Триоды двойные 558 [c.734]
Величина нагрузки контролировалась по прибору К-50, который предназначен для измерения потребляемой мощности в однофазных и трехфазных цепях переменного тока при равномерной и неравномерной нагрузке фаз. Предварительно зубчатые пары прирабатывались (с маслом) без нагрузки в течение 3 ч. Испытания проводились с указанной выше нагрузкой в течение 120 ч. Износ определялся через каждые 20 ч работы редуктора измерением толщины зубьев в трех сечениях по ширине. Измерения проводились на шести зубьях, расположенных равномерно по окружности. Температура масла в редукторах в процессе испытания не превышала 50 °С. [c.118]
Трехфазной цепью называется цепь переменного тока, в которой действуют три э. д. с. одинаковой амплитуды и частоты, смещенные друг относительно друга на углы [c.307]
| Рис. 6.22. Графики э, п. с. трехфазной цепи |
Кроме измерения коэффициента несимметрии с помощью прибора можно определить отклонения напряжения в трехфазных цепях сравнением симметричной составляющей прямой последовательности и опорного напряжения (100, 220, 380 В), ток, а также углы сдвига между фазами. [c.211]
РАСЧЕТ ТРЕХФАЗНЫХ ЦЕПЕЙ С ДУГОВЫМИ РАЗРЯДАМИ [c.207]
Уравнение (7.14) позволяет относительно просто рассчитывать трехфазные цепи с дуговыми разрядами. Рассмотрим цепь, изображенную на рис. 7.7. Предполагается, что эффективные значения напряжений на дугах известны и равны соответственно 1/ , 1/ . U , [c.207]
| Рис. 7.7. Схема трехфазной цепи с электрическими дугами |
ОСОБЕННОСТИ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЯ В ТРЕХФАЗНЫХ ЦЕПЯХ С ЭЛЕКТРИЧЕСКИМИ ДУГАМИ [c.228]
КОЛЕБАНИЯ МОЩНОСТИ В ТРЕХФАЗНЫХ ЦЕПЯХ С ЭЛЕКТРИЧЕСКИМИ ДУГАМИ [c.237]
Цепи трехфазного тока. Симметричной трехфазной цепью называют совокупность трех отдельных цепей, имеющих одинаковые частоту и амплитуды [c.113]
После выполнения монтажных работ или доработок, связанных с трехфазными цепями питания гиромоторов, проверяется правильность функционирования гироскопических агрегатов. [c.370]
С— емкость во всех трех фазах трехфазной цепи при соединении конденсаторов треугольником и — номинальное напряжение цепи, в f — частота тока в цепи, гц. [c.54]
Однако лучше выражать мош,ность трехфазной цепи через линейные напряжения и токи [c.13]
Некоторые электрические величины в трехфазных цепях [c.39]
Графически взаимное расположение синусоид электродвижущих сил трехфазной цепи и соответствующее кривым положение ротора генератора изображено на рис. 72. [c.130]
Для обозначения величин, относящихся к разным фазам и нейтральному проводу трехфазной цепи, применяются нижние индексы А, В, С, N или а, Ь, с, п для обозначения фаз в прочих многофазных системах — индексы 1, 2, 3, 4,… [c.272]
ККС-10. Светильники Л01—ЛОЗ марки ПЗС-35 включены в трехфазную цепь звездой, что позволяет применять обычные лампы напряжением 220 В. [c.91]
| Рис. 113. Синусоиды токов в трехфазной цепи |
| Фиг. 72. Схема включения однофазного ваттметра в трехфазную цепь с искусственной нулев ой точкой. |
Реле защиты (рис, 58) асинхронного двигателя крана от обрыва фазы основано на магнитодинамическом принципе. Оно состоит из внешнего магнитопровода /, имеющего в поперечном сечении вид многолучевой звезды, и системы кольцевых катушек 2, поочередно (по длине реле) присоединяемых к различным фазам трехфазной цепи и образующей линейный цилиндрический индуктор (статор). В качестве ротора линейного двигателя (якоря реле) используется трубка 3 из неферромагннтного металла. Подвижные контакты 4 закреплены на трубке, неподвижные — на стержне (контактные пружины не показаны). При включении реле последовательно с двигателем системой кольцевых катушек 2 создается бегущее магнитное поле. [c.115]
В случае электроснабжения предприятия только от местной маломощной электростанции с генераторными агрегатами номинальной мощностью Ра. ном не более 1500 шт и с номинальным низким напряжением 0,400/0,230 кв целесообразно применение схемы, показанной на рис. 5-29. Буквами а и б на этой схеме обозначены соответственно трехфазная цепь для питания производственных электроприемников и четырехпроводная цепь для осветительных приемников. Четвертая (нулевая) шина станции по [c.138]
Измерения в трехфазных трехнроводных и четырехпроводных цепях производят путем переключения приборов (переключателем фаз комплектов) из одной фазы в другую. Мощность в трехфазной цепи Р определяют суммированием измеренных мощностей в каждой фазе [c.133]
Для преобразования синусоидально изменяющегося тока и напряжения в ток и напряжение той же формы, но другой амплитуды на электропоездах ЭРЭП и ЭР22В применяют трансформаторы управления. Принцип работы таких трансформаторов не отличается от работы описанного выше силового трансформатора. Их применяют как в однофазных, так и в трехфазных цепях переменного тока. [c.230]
Агрегат состоит из однапостового сварочного генератора СГ-1000-1П и приводного дизельного двигателя 1Д6-150. Генератор и двигатель соединены муфтой и смонтированы на двухос-но,м прицепе 2ПН-4. Агрегат снабжен необходимым оборудованием, контрольными приборами, двумя переносными фарами, а также генератором собственных нужд и трансформатором, обеапечивающими питание намагничивающей обмотки сварочного генератора, трех трехфазных цепей напряжением 36 е и двух вопомогательных цепей постоянного тока напряжением 24 в. Схема генератора СГ-1000-1П приведена на рис. 12. Этот генератор отличается от генератора ГС-1000-111 только напряжением возбуждения. [c.29]
РПИБ-М Регулирование активной мощности в трехфазных цепях перем. тока Перем., 5O Гц 2 Первичный прибор с дифференциальнотрансформаторным датчиком завода Манометр и датчиком тр-ра тока ДТТ-58 МЗТА Вместо указанного первичного прибора с дифференциально — трансформаторным датчиком могут применяться первичные приборы с ферро-дннамическими, индукционными или реостатными датчиками [c.140]
25. Получение трехфазной системы ЭДС.
Трехфазными генераторами называются генераторы переменного тока, одновременно вырабатывающие несколько ЭДС одинаковой частоты, но с различными начальными фазами. Совокупность таких ЭДС называется трехфазной системой ЭДС.
Многофазными цепями называются цепи переменного тока, в которых действуют многофазные системы ЭДС. Любая из цепей многофазной системы, где действует одна ЭДС, называется фазой. Наибольшее распространение получили трехфазные системы.
Трехфазные системы имеют ряд преимуществ перед другими системами (однофазными и многофазными):
— они позволяют легко получить вращающееся магнитное поле (на этом основан принцип работы разных двигателей переменного тока).
— трехфазные системы наиболее экономичны, имеют высокий КПД.
— конструкция трехфазных двигателей, генераторов и трансформаторов наиболее проста, что обеспечивает их высокую надежность.
— один трехфазный генератор позволяет получать два различных (по величине) напряжения.
Современные электрические системы, состоящие из генераторов, электростанций, трансформаторов, линий передачи электроэнергии и распределительных сетей, представляют собой в подавляющем числе случаев трехфазные системы переменного тока.
Трехфазная система электрических цепей представляет собой совокупность электрических цепей, в которых действуют три синусоидальные ЭДС одной и той же частоты, сдвинутые друг относительно друга по фазе и создаваемые общим источником энергии. Каждая из цепей, входящих в трехфазную цепь, принято называть фазой. В данном случае не следует путать понятие фазы в многофазной системе с понятием начальной фазы синусоидальной величины.
В зависимости от числа фаз цепи бывают однофазные, двухфазные, трехфазные, шестифазные и т.д. Трехфазные цепи более экономичны чем однофазные.
Трехфазная цепь включает в себя источник (генератор) трехфазной ЭДС, проводники, потребители (приемники) трехфазной электрической энергии.
Курсовая работа «Линейные, однофазные и трехфазные цепи»
Задание на курсовое проектирование
1. Расчет линейной электрической цепи постоянного тока
Задание:
- Рассчитать схему по законам Кирхгофа.
- Определить токи в ветвях методом контурных токов.
- Определить ток в ветви с сопротивлением R1 методом эквивалентного генератора.
- Составить уравнение баланса мощностей и проверить его подстановкой числовых значений.
- Определить показания вольтметра.
Исходная схема:
2. Расчёт электрической цепи однофазного переменного тока
Задание:
- Определить комплексные действующие значения токов в ветвях схемы.
- Определить показания приборов.
- Составить баланс активных, реактивных и полных мощностей.
- Повысить коэффициент мощности до 0,98 включением необходимого реактивного элемента X.
- Построить векторные диаграммы токов и напряжений в одной системе координат.
Исходная схема:
Дано: U = 100 В, F =100 Гц, R1 = 88 Ом, R2 = 10 Ом, L1= 55 мГн, L2 = 0 мГн, C1 = 155 мкФ, C2 = 110 мкФ.
3. Расчёт трёхфазной цепи
Задание:
- Составить схему включения приёмников.
- Определить комплексы действующих значений фазных и линейных токов.
- Составить схему включения ваттметров для измерения активной мощности каждого трёхфазного приёмника.
- Рассчитать активную, реактивную и полную мощность каждого приемника.
- Построить векторные диаграммы токов и напряжений для каждого приемника.
Исходная схема:
Схема соединения приемников: звезда. Дано: нагрузка: симметричная, U = 220 В, R = 142Ом, L = 8 мГн.
Схема соединения приемников: треугольник. Дано: нагрузка: несимметричная, U = 220 В, Rab = 133 Ом, Rbc = 56 Ом, Rca = 0 Ом, Lab = 0 мГн, Lbc = 0 мГн, Lca = 127 мГн, Cab = 143 мкФ, Cbc = 139 мкФ, Cca = 0 мкФ.
Скачать курсовую работу с решением c Letitbit.net
или
Для скачивания файла поделитесь ссылкой с друзьями.
После этого под кнопками появится ссылка на скачивание файла «Линейные, однофазные и трехфазные цепи»
- Мой мир
- Вконтакте
- Одноклассники
- Google+
Под этой строчкой в течении 30 секунд появится обещанная Вам ссылка:
Трехфазные цепи. Полный обзор, преимущества, схема генератора.
Сегодня мы вернемся к обсуждению основ электроники и обсудим наиболее распространенные в современной энергетике трехфазные цепи. По сути, приходящее к каждому из нас в квартиру однофазное напряжение (те самые 220 В) есть ни что иное, как одна из фаз от генерируемого на электростанции трехфазного напряжения! Собственно, в этой статье мы рассмотрим некоторые математические аспекты данного вопроса, а также рассмотрим, какой же смысл кроется в использовании именно таких сигналов.
Начнем сразу с преимуществ использования трехфазных цепей. А это, в первую очередь, простота и экономичность генерации. А как, собственно, генерировать переменный трехфазный ток?
Для создания цепи необходимы три источника напряжения с одинаковыми частотами и амплитудами, но смещенные друг относительно друга по фазе на 120 градусов. С поставленной задачей отлично справляется синхронный генератор, выполненный по следующей схеме:
Генератор состоит из двух частей – ротора и статора – подвижной и неподвижной частей. На статоре расположены три абсолютно одинаковые обмотки, смещенные друг относительно друга на 120 градусов (360 / 3). Ротор же представляет из себя электромагнит, создающий вокруг себя магнитное поле. Суть заключается в том, что при вращении ротора положение магнитного поля и обмоток друг относительно друга меняется, в результате чего в обмотках наводятся синусоидальные сигналы.
Для трехфазного напряжения нам нужны синусоидальные напряжения с одинаковой частотой и амплитудой, но отличающиеся по фазе.{j\medspace\cdot\medspace 120}
В конце статьи мы обязательно построим векторную диаграмму для этих величин. Чаще всего, кстати, обозначают E_1, E_2 и E_3 как E_A, E_B и E_C. Пожалуй и мы тоже будем придерживаться такой системы обозначений 🙂
Давайте перейдем к рассмотрению практического примера подключения потребителя к трехфазной цепи. И тут наиболее “популярным” способом является соединение звездой:
Точки A, B и С (начала фаз) соединены с точками a, b и c потребителя. А концы фаз в свою очередь соединены все вместе (точка N) и подключены к точке n приемника. Таким образом, требуется всего 4 провода, которые называются соответственно линейными (A – a, B – b, C – c) и нейтральным (N – n).
На заре развития трехфазных цепей концы фаз не соединялись вместе, а просто подключались к концам фаз приемника. В итоге по сути получались три однофазные цепи и для подключения требовалось 6 проводов, а не 4. В связи с экономической невыгодностью такое подключение практически не используется.
Давайте теперь на примере соединения звездой рассмотрим некоторые основные термины, использующиеся при работе с такими цепями. В трехфазной цепи различают понятия линейных и фазных напряжений и токов. Фазное напряжение – это напряжение между линейным проводом и нейтральным (U_A, U_B, U_C, U_a, U_b, U_c). Если пренебрегать собственным сопротивлением соединительных проводов, то фазные напряжения приемника равны соответствующим фазным напряжениям источника (U_a = U_A, U_b = U_B, U_c = U_C).
Линейным же напряжением называют напряжение между линейными проводами разных фаз, например U_{AB}, как на нашей схеме. Аналогично можно определить U_{CA} и U_{BC}).
И вот как раз-таки еще одним важным преимуществом трехфазных цепей является возможность получения двух величин напряжения в одном генераторе. Давайте определим, собственно, значения этих напряжений.
Зная, что сигналы U_A, U_B и U_C смещены друг относительно друга на 120 градусов, а также учитывая условно выбранные направления напряжений получим следующие уравнения для векторов напряжений ( мы рассматриваем именно вектора, а не действующие значения, нельзя путать эти понятия (!) ):
U_{AB} = U_A\medspace-\medspace U_B
U_{BC} = U_B\medspace-\medspace U_C
U_{CA} = U_C\medspace-\medspace U_A
Построим векторную диаграмму:
Отсюда геометрически очень просто получить следующее уравнение связи линейных и фазных напряжений:
U_{AB} = 2\medspace U_A\medspace cos(30)
Немного упростим и получим:
U_{AB} = \sqrt3\medspace U_A
Поскольку фазные напряжения у нас являются переменными и изменяющимися по синусоидальному закону, то и линейное напряжение будет синусоидальным. Причем связаны фазное и линейное напряжения будут полученным выше соотношением.
Рассмотрим “бытовую” трехфазную цепь. К нам в квартиру приходит одна из трех фаз, которая представляет из себя переменное напряжение с действующим значением равным 220В. Каким бы в данном случае было действующее значение линейного напряжения, если бы к нам в квартиру приходили все три фазы? А все просто: \sqrt3 \cdot 220\medspace В = 380\medspace В.
На этом мы на сегодня заканчиваем, надеюсь статья окажется понятной и полезной. До скорых встреч!
Разница между однофазным и трехфазным двигателями со сравнительной таблицей
Системы электроснабжения в основном подразделяются на два типа: однофазные и трехфазные. Однофазный используется там, где требуется меньшая мощность и для работы с небольшими нагрузками. Эти три фазы используются в крупных отраслях промышленности, на заводах и в производственных цехах, где требуется большое количество энергии.
Одно из основных различий между однофазным и трехфазным состоит в том, что однофазное соединение состоит из одного проводника и одного нейтрального провода, тогда как трехфазное питание использует три проводника и один нулевой провод для замыкания цепи.Некоторые другие различия между ними объясняются ниже в сравнительной таблице.
Сравнительная таблица: однофазный, V / S, трехфазный
| Основа для сравнения | Однофазный | Трехфазный |
|---|---|---|
| Определение | Электропитание по одному проводнику. | Питание по трем проводам. |
| Форма волны | ||
| Количество жил. | Требуется два провода для завершения цепи. | Требуется четыре провода для завершения цепи. |
| Напряжение | Перенести 230 В | Перенести 415 В |
| Название фазы | Расщепленная фаза | Без другого названия |
| Возможность передачи энергии | Минимум | Максимум |
| Сеть | Простая | Сложная |
| Сбой питания | Возникает | Не возникает |
| Убыток | Максимум | Минимум |
| Подключение к источнику питания | ||
| КПД | Меньше | Высокая |
| Экономичный | Меньше | Больше |
| Использует | Для бытовой техники. | В крупных отраслях промышленности и при работе с большими нагрузками. |
Определение однофазного
Для однофазной цепи требуется два провода для завершения цепи, т. Е. Провод и нейтраль. По проводнику проходит ток, а нейтраль — это обратный путь тока. Однофазный питает напряжение до 230 вольт. В основном он используется для работы с мелкими бытовыми приборами, такими как вентилятор, охладитель, мясорубка, обогреватель и т. Д.
Определение трех фаз
Трехфазная система состоит из четырех проводов, трех проводов и одной нейтрали.Провода не совпадают по фазе и находятся на расстоянии 120º друг от друга. Трехфазная система также используется как однофазная система. При низкой нагрузке от трехфазного источника питания можно взять одну фазу и нейтраль.
Трехфазное питание непрерывно и никогда полностью не падает до нуля. В трехфазной системе питание может потребляться по схеме звезды или треугольника. Соединение звездой используется для передачи на большие расстояния, потому что оно имеет нейтраль для тока короткого замыкания.
Соединение в треугольник состоит из трех фазных проводов и без нейтрали.
Ключевые различия между однофазным и трехфазным двигателем
- При однофазном питании мощность протекает по одному проводнику, тогда как трехфазное питание состоит из трех проводов для питания.
- Для однофазного источника питания требуется два провода (одна фаза и одна нейтраль) для замыкания цепи. Три фазы требуют трех фазных проводов и одного нулевого провода для завершения цепи.
- Однофазный источник питания обеспечивает напряжение до 230 В, а трехфазный источник питания обеспечивает напряжение до 415 В.
- Максимальная мощность передается через три фазы по сравнению с однофазным питанием.
- Однофазная сеть состоит из двух проводов, что делает сеть простой, тогда как трехфазная сеть сложна, поскольку состоит из четырех проводов.
- Однофазная система имеет только один фазный провод, и если в сети происходит неисправность, то полностью выходит из строя блок питания.Но в трехфазной системе сеть имеет три фазы, и если неисправность происходит на одной из фаз, две другие будут непрерывно подавать питание.
- КПД однофазного источника питания меньше по сравнению с трехфазным питанием. Поскольку трехфазный источник питания требует меньшего количества проводников по сравнению с однофазным питанием для эквивалентной схемы.
- Однофазный источник питания требует большего обслуживания и становится более дорогостоящим по сравнению с трехфазным питанием.
- Однофазный источник питания в основном используется в доме и для работы с небольшими нагрузками.Трехфазное питание используется в крупных отраслях промышленности и для работы с большими нагрузками.
Соединение трех фаз звездой позволяет использовать два разных напряжения (т. Е. 230 В и 415 В). 230 В питается от однофазного и одного нейтрального провода, а трехфазный питается между любыми двумя фазами.
Разница между однофазным и трехфазным источником питания
Основное различие между однофазным и трехфазным источником питанияПроизводство и распределение электроэнергии началось в середине 1880 года, и с тех пор источник питания переменного тока используется для питания обычных домашних хозяйств предметы, оргтехника и промышленные машины.Электропитание переменного тока существует и используется в двух формах: однофазное или трехфазное.
Двухфазное питание отсутствует. В любой форме он используется для питания приборов и машин переменного тока. Как правило, трехфазное питание используется для поддержки тяжелых нагрузок в промышленности, а однофазное питание используется для питания небольших нагрузок в домах и на малых предприятиях. Однако существуют различные различия между однофазным и трехфазным источником питания, и в этой статье это подробно объясняется с помощью сравнительной таблицы.
Прежде чем перейти к разнице между однофазным и трехфазным питанием переменного тока, давайте обсудим основы фазного питания в электричестве.
Связанные Pos ts:
Фаза в электричествеВ отличие от постоянного тока постоянного тока переменный ток переменного тока колеблется между нулем и своим пиковым значением. Ток постоянно изменяется, формируя синусоидальную форму волны, как показано на рисунке ниже.
В электрическом сигнале частота и фаза периодического сигнала определяются как; частота сигнала — это количество циклов в секунду.В то время как фаза — это точка или положение во времени формы волны, и она всегда указывается в градусах, ° или радианах. В электрической системе фаза относится к количеству различных синусоидальных сигналов переменного тока, имеющих одинаковую частоту, но имеющих общую разность фаз.
Блок питания переменного тока обычно имеет частоту 50/60 Гц в зависимости от региона. В то время как фаза системы зависит от типа используемой электрической системы. В одном цикле 360 ° . Однофазный источник питания имеет только одну волну переменного тока.
В то время как трехфазный источник питания имеет три равно разделенных сигнала с одинаковой частотой. Фаза на 360 ° за цикл равномерно разделена на три части. Следовательно, разность фаз между любыми двумя фазами составляет 120 °.
Связанные сообщения:
Однофазный источник питанияТип источника переменного тока, при котором все напряжения в системе изменяются по синусоидальной схеме, называется однофазным источником питания. Он поставляется с использованием только двух проводов, то есть провода питания, также известного как провод под напряжением или провод под напряжением, или линейный или фазный провод и нейтральный провод.
Мощность течет между фазой и нейтралью через нагрузку. Фазный провод используется для подачи питания на нагрузку, а нейтральный провод обеспечивает обратный путь для тока, протекающего через нагрузку. Иногда ее также называют разделенной фазой.
На данном рисунке показаны кривые переменного напряжения и тока для однофазного источника питания. Напряжение колеблется между нулевой и максимальной точками. Где максимальная точка пика приходится на 90 °, а минимальная точка пика приходится на 270 °.Напряжение действительно падает до нуля несколько раз. Вот почему однофазное питание не очень стабильно по сравнению с трехфазным и не может использоваться для питания высокопроизводительных машин. В основном он используется для приборов мощностью менее 1000 Вт.
Поскольку требуется только два провода, однофазный источник питания довольно прост, а стоимость проектирования очень дешевая. Но он не так надежен, как трехфазный, потому что сбой питания может произойти из-за неисправности в линии. Он имеет широкий спектр применения от любого предмета домашнего обихода до офисов и небольшого оборудования в промышленности.Он эффективен для питания небольших приборов мощностью менее 1000 Вт.
Обратной стороной однофазного источника питания является то, что он не может запускать двигатели самостоятельно, так как не может генерировать вращающееся магнитное поле (RMF) в асинхронном двигателе. для правильной работы требуется дополнительная схема запуска двигателя.
Похожие сообщения:
Трехфазный источник питанияТрехфазный источник питания содержит три напряжения, которые разнесены на 120 ° индивидуальной синусоидальной формы волны. Трехфазный источник питания состоит из трех отдельных силовых проводов i.е. 3 провода с разной цветовой кодировкой для отдельных фаз. Между тем, напряжение и ток между любыми двумя силовыми проводниками разнесены по фазе на 120 °. Трехфазный источник питания также известен как многофазная система питания .
Трехфазный источник питания, используемый для питания нагрузки, может быть подключен в любой из двух конфигураций, то есть в конфигурации «треугольник» и «звезда» или «звезда» (звезда и треугольник представлены символами Y и Δ соответственно). В конфигурации «треугольник» нейтральный кабель отсутствует.Он использует только трехфазный кабель или кабель питания для подачи питания на нагрузку.
В конфигурации «звезда» или «звезда» имеется четвертый нейтральный кабель. Нейтральный провод проходит от общей точки комбинации трех фазных обмоток в трансформаторе или генераторе. Следовательно, для конфигурации звезда или звезда требуется четыре кабеля для подачи трехфазного питания, включая три силовых кабеля и один нейтральный кабель.
Нейтральный кабель полезен для обнаружения токов короткого замыкания в системе, поэтому передача энергии переменного тока осуществляется по трехфазной схеме звезды или звезды.Источник, подключенный звездой, может использоваться для питания 3 отдельных однофазных цепей. Однофазное питание может быть выполнено между фазным кабелем и нейтральным кабелем, что в основном используется в странах ЕС и Азии. Дома получают однофазное питание от существующей трехфазной линии электропередачи, имеющей звездообразную конфигурацию.
Трехфазный источник питания содержит три отдельных сигнала переменного тока с разницей в 120 ° между ними. Как показано на рисунке, мгновенное напряжение в любой момент не достигает нулевой отметки.Таким образом, мощность, передаваемая по трехфазным линиям, гораздо более стабильна и обеспечивает большую мощность, чем по трехфазным однофазным линиям электропередачи. Он используется для питания тяжелых нагрузок более 1000 Вт. Он невосприимчив к отключению питания в случае неисправности одной фазы, потому что две другие фазы по-прежнему подают питание.
Связанные сообщения:
Ключевые различия между однофазным и трехфазным источником питанияНиже приведены основные различия между однофазным и многофазным (трехфазным) источником питания.
| Однофазный источник питания | Трехфазный источник питания |
| Электропитание переменного тока, при котором все напряжения имеют одинаковую синусоидальную форму . | Электропитание переменного тока с 3 синусоидальными напряжениями и разностью фаз 120 ° . |
| Для замыкания цепи требуется только двух проводов . | Требуется 3 или 4 проводника в зависимости от конфигурации. |
| Она также известна как Split Phase System System. | Он также известен как Poly Phase System |
| Однофазный очень простой . | Это комплекс , чем однофазный. |
| Может питать небольшие нагрузки мощностью менее 1000 Вт . | Он может питать большие нагрузки мощностью более 1000 Вт . |
| Сбой питания происходит из-за неисправности в линии электропередачи . | Невосприимчив к сбоям питания из-за неисправности в сигнальной линии питания . |
| Он менее надежен и эффективен как трехфазный. | Это надежнее и эффективнее , чем однофазное питание. |
| Напряжение и ток идут до нуля за цикл. | Напряжение и ток никогда не упадут до нуля . |
| Он не может создавать вращательное магнитное поле в асинхронном двигателе.он использует дополнительные схемы. | Он может генерировать RMF без каких-либо дополнительных схем. |
| Подаваемое напряжение равно разности напряжений между фазой и нейтралью . | Напряжение между фазами равно √3, умноженному на фазное напряжение . В то время как напряжение между фазой и нейтралью равно однофазному напряжению . |
| Он передает на меньше энергии, чем на , чем эквивалентное трехфазное питание. | Он может нести большую мощность по сравнению с 3 однофазными источниками питания переменного тока. |
| Применяется для распределения электроэнергии на короткие расстояния. | Используется для передачи энергии на большие расстояния из-за меньших потерь в меди. |
| Потери мощности в одной фазе относительно выше . | Потери мощности в трех фазах относительно меньше . |
| Нужно дорогих преобразователей на преобразовать в трехфазный источник питания . | Соединение звездой Трехфазное питание может предложить 3 однофазных с использованием либо фазного провода, либо нулевого провода. |
| Она на менее экономична по сравнению с многофазной системой. | Это более экономичный , так как он использует только 4 провода вместо 6 для обеспечения того же питания. |
| Это используется для питания бытовой и оргтехники . | Это , используется для питания тяжелых нагрузок в промышленности . |
Вывод по этой теме состоит в том, что однофазный источник питания, простой и дешевый в конструкции, используется для небольших нагрузок, например, в домах и офисах. В то время как трехфазная нагрузка является гораздо более надежной и стабильной при передаче большой мощности, она используется для тяжелых нагрузок в отраслях промышленности, чтобы использовать меньше меди.
Похожие сообщения:
Однофазное и трехфазное питание объяснено
Однофазный источник питания используется в большинстве домов и на малых предприятиях, поскольку его установка относительно проста и недорога.Коммерческие и промышленные предприятия с более высокими потребностями в электроэнергии предпочитают трехфазное питание, поскольку оно более эффективно и менее затратно в эксплуатации. Но в чем именно разница между однофазным и трехфазным питанием?
Однофазное и трехфазноеЧтобы проиллюстрировать разницу между однофазным и трехфазным, представьте себе гребца-одиночки в каноэ. Он может двигаться только вперед, пока его весло движется по воде. Когда он поднимает весло из воды, чтобы подготовиться к следующему гребку, мощность, подаваемая на каноэ, равна нулю.
А теперь представьте ту же каноэ с тремя гребцами. Если их гребки синхронизированы, так что каждый из них разделен на 1/3 цикла гребка, каноэ получает постоянное и последовательное движение по воде. Подается больше мощности, и каноэ движется по воде более плавно и эффективно.
Однофазное питание- Однофазное электричество используется в большинстве домов и на малых предприятиях
- Обеспечивает достаточную мощность для большинства небольших потребителей, включая дома и небольшие непромышленные предприятия
- Подходит для работы двигателей мощностью до 5 лошадиных сил; Однофазный двигатель потребляет значительно больше тока, чем эквивалентный трехфазный двигатель, что делает трехфазный двигатель более эффективным выбором для промышленного применения
- Распространено в крупных компаниях, а также в промышленности и производстве по всему миру
- Все более популярны в энергоемких центрах обработки данных с высокой плотностью размещения данных
- Дорогое преобразование из существующей однофазной установки, но 3-фазное позволяет использовать меньшую, менее дорогую проводку и более низкое напряжение, что делает ее безопаснее и дешевле в эксплуатации
- Высокоэффективный для оборудования, рассчитанного на работу от 3-фазной сети
Однофазные и трехфазные продукты от Tripp Lite
Однофазные и трехфазные цепи
Однофазные и трехфазные схемы
Что лучше всего подходит для ваших нужд: однофазные или трехфазные схемы?
Для большинства жилых помещений мы рекомендуем однофазные цепи.В конце концов, в большинстве домов нет большого количества электроэнергии. Однако, когда дело касается наших коммерческих клиентов, гораздо более вероятно, что мы порекомендуем трехфазные цепи. Если вы не уверены, в чем разница и какая из них вам нужна, просто позвоните в Sonner Electric по телефону 661-728-0126, чтобы мы могли помочь вам найти правильный вариант.
Основы однофазного электропитания
Обычно однофазное электропитание используется в жилых домах и включает в себя все напряжения электричества, изменяющиеся в унисон.Другими словами, это означает, что все волны или циклы мощности будут происходить одновременно. Если бы вы сели и нарисовали это на листе бумаги, все волны были бы друг на друге и образовалась бы одна линия. Здесь, в США, фазы обычно делятся, что приводит к так называемой мощности с разделением фаз.
Основы трехфазных цепей
Теперь сравните однофазную мощность с трехфазными цепями, в которых каждый из этих трех фазных циклов происходит последовательно один за другим, а не одновременно.Каждая из этих фаз выпадает из цикла по сравнению с другими на треть. Если бы вы сели с тем же листом бумаги, чтобы нарисовать этот тип энергии, то были бы три цикла, которые легко отличить друг от друга. В большинстве коммерческих объектов используются трехфазные цепи, поскольку они способны выдерживать гораздо большую мощность.
Если у вас энергоемкое оборудование, тогда вам нужны трехфазные цепи
Мы рекомендуем трехфазные цепи для коммерческих клиентов, у которых есть энергоемкое оборудование, поскольку трехфазные цепи могут выдержать большую мощность.Они не только могут справиться с более крупными потребностями, но и могут обеспечить стабильность и согласованность, необходимые для коммерческих приложений.
Чтобы узнать, как мы можем помочь вам со всеми видами коммерческих электрических услуг, свяжитесь с Sonner Electric по телефону 661-728-0126.
Однофазное и трехфазное питание
Однофазный более широко доступен в жилых помещениях и дешевле для при покупке , чем трехфазные блоки питания. Однофазное напряжение обычно называют «домашним напряжением» по многим причинам; одна из которых заключается в том, что его используют в большинстве домов (это сила розеток).Этот тип питания основан на двух проводниках для распределения мощности, которые создают одну синусоидальную волну (низкое напряжение).
Трехфазный
Трехфазное питание чаще всего используется на коммерческих / профессиональных объектах и рекомендуется для больших водоемов. Эти блоки дешевле в эксплуатации, чем однофазные блоки питания. Блоки с этим типом мощности бывают только мощностью 5 л.с. и выше. Трехфазное питание обеспечивается тремя катушками, установленными на роторе с интервалом в 120 градусов, которые создают три синусоидальных напряжения (высокое напряжение).Он используется повсеместно для распределения электроэнергии.Однофазный
- Двигатели приводятся в действие пульсирующим крутящим моментом (как пульсирующая лейка душа)
- Для двигателей требуются конденсаторы и / или пусковые переключатели — дополнительные детали, которые необходимо контролировать
- Больше прерываний электрического тока
- Моторы имеют меньший срок службы
Трехфазный
- Трехфазное питание доступно не во всех регионах (уточните наличие в местной энергетической компании)
- Затраты могут быть непомерные при установке трехфазного источника питания
- Единицы более эффективны для запустить , но дороже покупка
- Имеет плавный и непрерывный поток мощности
- Позволяет использовать более длинные шнуры / кабели
- Двигатели могут испытывать проблемы с вращением при неправильной установке
- Двигатели обычно более эффективны, некоторые преобразуют 97% электроэнергии в полезную механическую энергию
- Двигатели имеют более длительный срок службы
Что лучше, зависит от:
Какой тип мощности есть на объекте?
Установка какого типа устанавливается?
Лучше всего использовать одну фазу :
- С дробными или маломощными агрегатами (менее 5 л.с.)
- На жилых участках и прудах
Лучше всего использовать три фазы :
- С любым высокомощным агрегатом (5 л.с. и более)
- На коммерческих / профессиональных объектах или в больших прудах
Для получения дополнительной информации об одно- или трехфазном питании обратитесь в местную энергетическую компанию.
Трехфазная электрическая мощность
Теория
Трехфазная электроэнергия — это распространенный метод производства, передачи и распределения электроэнергии переменного тока. Это разновидность многофазной системы, которая является наиболее распространенным методом передачи энергии в электрических сетях во всем мире. Он также используется для питания больших двигателей и других тяжелых нагрузок. Трехфазная система обычно более экономична, чем эквивалентная однофазная или двухфазная система при том же напряжении, потому что в ней используется меньше проводящего материала для передачи электроэнергии.Трехфазная система была изобретена Галилео Феррари, Михаилом Доливо-Добровольским и Николой Тесла в конце 1880-х годов.
В трехфазной системе три проводника цепи несут три переменных тока (одинаковой частоты), которые достигают своих мгновенных пиковых значений на расстоянии одной трети цикла друг от друга. Если взять за основу один проводник, то два других тока задерживаются во времени на одну треть и две трети одного цикла электрического тока. Эта задержка между фазами обеспечивает постоянную передачу мощности в течение каждого цикла тока, а также позволяет создавать вращающееся магнитное поле в электродвигателе.
Трехфазные системы могут иметь нейтральный провод. Нейтральный провод позволяет трехфазной системе использовать более высокое напряжение, поддерживая при этом однофазные нагрузки с более низким напряжением. В высоковольтных распределительных сетях обычно не бывает нейтрального провода, поскольку нагрузки можно просто подключить между фазами (соединение фаза-фаза).
Трехфазный имеет свойства, которые делают его очень востребованным в электроэнергетических системах:
- Фазные токи имеют тенденцию нейтрализовать друг друга, суммируясь до нуля в случае линейной сбалансированной нагрузки.Это дает возможность уменьшить размер нейтрального проводника; все фазные проводники проходят одинаковый ток и поэтому могут иметь одинаковый размер для сбалансированной нагрузки.
- Передача мощности на линейную сбалансированную нагрузку является постоянной, что помогает снизить вибрации генератора и двигателя.
- Трехфазные системы могут создавать магнитное поле, вращающееся в заданном направлении, что упрощает конструкцию электродвигателей.
Пример двухфазного домохозяйства
Рисунок: Двухфазная система для дома, из заметок Эдди.
В типичном домохозяйстве на 120 вольт электричество поступает от энергокомпании в однофазном и высоком напряжении. Трансформатор берет эту мощность и понижает ее до 240 вольт с нейтральным ответвлением посередине. Питание с двух концов дает 240 вольт для систем с высокими требованиями, таких как сушилка для одежды. Подача питания от центральной нейтральной вершины к любой фазе дает 120 вольт для большинства домашних нужд.
Пример трехфазного самолета
Рисунок: Трехфазная система с интегрированным приводным генератором G450 с самолета Эдди.
В авиационном генераторе переменного тока обычно имеется три выхода, по одному для каждой фазы, и общая нейтраль. В отличие от домашнего примера, напряжения обычно не объединяются. Системы самолета с высокими требованиями будут использовать все три фазы для получения большей мощности, чем может обеспечить одна фаза. Например, двигатель с высокими требованиями может иметь три набора обмоток для использования всех трех фаз.
Однофазные и трехфазные электрические цепи и системы — Электротехника 123
Однофазные силовые цепи
Однофазная электрическая мощность или цепь относится к распределению электроэнергии переменного тока с использованием системы, в которой все напряжения поставки варьируются в зависимости от того.Однофазное распределение используется, когда нагрузки в основном используются для освещения и обогрева, что также может быть использовано для нескольких больших электродвигателей. Однофазный источник питания, подключенный к электродвигателю переменного тока , не создает вращающегося магнитного поля, поэтому однофазные двигатели нуждаются в дополнительных цепях для запуска, а такие двигатели редко имеют номинальную мощность более 10 или 20 кВт. Однофазный приходит в дом двумя проводами: активным и нулевым. Нейтральный провод подсоединяется к земле (водопровод, заземляющий стержень и т. Д.).) на распределительном щите.
Трехфазные силовые цепи и однофазная система
Практически все производство электроэнергии и большая часть ее передачи в мире осуществляется в виде трехфазных цепей переменного тока. Трехфазная система переменного тока состоит из трехфазных генераторов, линий передачи и нагрузок. У трехфазной системы питания есть два основных преимущества перед однофазной системой, т. Е. Большая мощность на килограмм металла образует трехфазную машину, и мощность, подаваемая на трехфазную нагрузку, постоянна, а не пульсирует как это происходит в однофазной системе.
Преимущества трехфазной системы питания перед однофазной системой можно резюмировать следующим образом:
- Более высокое соотношение мощности и веса генераторов переменного тока. Трехфазный генератор меньше и легче, чем однофазный генератор той же выходной мощности. Следовательно, это также дешевле.
- Трехфазная система передачи энергии требует меньше меди или алюминия для передачи такого же количества энергии на определенное расстояние, чем однофазная система.
- Трехфазные двигатели запускаются автоматически из-за вращающегося магнитного поля, индуцированного тремя фазами.С другой стороны, однофазный двигатель не запускается самостоятельно, для него требуется конденсатор и вспомогательная обмотка.
- В однофазных системах мгновенная мощность (мощность, передаваемая в любой момент) непостоянна и является синусоидальной. Это приводит к вибрациям в однофазных двигателях. Однако в трехфазной системе питания мгновенная мощность всегда одинакова.
- Трехфазные двигатели имеют лучший коэффициент мощности по сравнению с однофазными двигателями.
- Трехфазный источник питания может быть преобразован в источник постоянного тока с меньшим коэффициентом пульсаций.
Трехфазное питание было впервые разработано Николой Тесла.В первые дни производства электроэнергии Тесла не только вел битву за то, должна ли страна питаться постоянным током низкого напряжения или переменным током высокого напряжения , но он также доказал, что трехфазный источник питания был наиболее подходящим. наиболее эффективный способ производства, передачи и потребления электроэнергии. Трехфазные цепи Есть несколько причин, по которым трехфазное питание лучше однофазного.
Номинальная мощность трехфазных двигателей и номинальная мощность трехфазных трансформаторов примерно на 150% выше, чем у однофазных двигателей или трансформаторов с аналогичным размером корпуса.Генератор переменного тока, предназначенный для выработки одного синусоидального напряжения при каждом обороте вала (ротора), называется однофазным генератором переменного тока. Если количество катушек на роторе увеличивается определенным образом, в результате получается многофазный генератор переменного тока, который вырабатывает более одного фазного напряжения переменного тока за один оборот ротора.
В общем, трех / трехфазные энергосистемы предпочтительнее однофазных энергосистем для передачи энергии по многим причинам.
- Более тонкие проводники могут использоваться для передачи той же кВА при том же напряжении, что снижает необходимое количество меди (обычно примерно на 25% меньше).
- Более легкие линии легче установить, а несущие конструкции могут быть менее массивными и располагаться дальше друг от друга.
- Трехфазное силовое оборудование и двигатели имеют предпочтительные рабочие и пусковые характеристики по сравнению с однофазными энергосистемами из-за более равномерного потока мощности на преобразователь, чем может подаваться с однофазным источником питания .
- Как правило, большинство более крупных двигателей имеют трехфазное питание, поскольку они, по сути, самозапускаются и не требуют специальной конструкции или дополнительных схем запуска.
Соотношение напряжений и токов в трехфазных цепях питания
Есть два типа соединений в трехфазных цепях питания. Y и ∆ также известны как цепи звезда и треугольник . Каждый генератор и каждая нагрузка могут быть подключены по схеме Y или ∆. В энергосистеме можно смешивать любое количество Y- и ∆-соединенных элементов.
Подключение трехфазного источника питания
Как трехфазный источник питания, так и трехфазная нагрузка могут быть подключены по схеме звезды или треугольника.В этом случае у вас есть 4 возможных типа подключения.
- Соединение Y-Y
- Соединение Y-Δ
- Соединение Δ-Δ
- Соединение Δ-Y
Симметричная подключенная нагрузка Δ является более распространенной.