Valori de tensiune, curent și putere pentru conexiunile stea și triunghi

Descoperirea marelui Faraday a legilor: atunci când un fir traversează liniile de forță ale unui câmp magnetic, o forță electromotoare este indusă în fir, provocând un curent în circuitul în care intră acest fir, care a servit drept bază pentru creație. de generatoare electrice cu rotor rotativ - un magnet. În acest caz, EMF este indusă în înfășurările statorului (vezi - O aplicare practică a legii lui Faraday a inducției electromagnetice).

Tensiunile rezultate pot fi foarte diferite: totul depinde de proiectarea generatorului, de numărul de înfășurări din stator și de modul în care sunt conectate. În electrotehnica practică, însă, cel mai răspândit este sistemul de curent sinusoidal trifazat propus de remarcabilul inginer rus M.O. Dolivo-Dobrovolsky în 1888 (57 de ani după descoperirea lui Faraday).

Dintre toate sistemele multifazate, cele trifazate asigură cea mai economică transmisie a energiei electrice pe distanțe lungi și vă permit să creați generatoare, motoare și transformatoare fiabile și ușor de utilizat.Dar trei înfășurări pot fi conectate în două moduri: «triunghi» (Fig. 1) și «stea» (Fig. 2).

Orez. 1

Orez. 2

Faza este tensiunea Uph creată de o înfășurare, liniară Ul este tensiunea dintre doi conductori liniari. Cu alte cuvinte, tensiunea de fază Dacă tensiunea dintre fiecare fir de linie și firul neutru.

Când un generator simetric este conectat în stea, tensiunea de linie este de 1,73 ori mai mare decât tensiunea de fază, adică Uk = 1,73 • Uph. Aceasta rezultă din faptul că Ul este baza unui triunghi isoscel cu unghiuri ascuțite de 30 °: Ul = UAB = Uf2 cos 30 ° = 1,73 • Uph.

Când este conectat și încărcat în stea, curentul de linie corespunzător este egal cu curentul de fază al sarcinii. Dacă sarcina trifazată este simetrică, curentul în firul neutru va fi 0. În acest caz, necesitatea firului neutru dispare complet și circuitul trifazat devine trifazat. Această conexiune se numește „stea-stea fără conductor neutru”. Cu o sarcină de fază simetrică, curenții de linie sunt cu 1,73 mai mari decât curenții de fază, Il = 1,73 • 3If.

La conectarea unui generator trifazat la o stea, se folosesc două tensiuni, ceea ce distinge în mod avantajos această conexiune de o conexiune delta. Dar când sarcina este conectată în delta, toate fazele sunt sub aceeași valoare numerică a tensiunii de linie, indiferent de rezistența de fază, ceea ce este important pentru aprinderea sarcinilor - lămpi cu incandescență.

Un sistem trifazat cu un fir neutru este utilizat pentru a furniza receptoare cu două tensiuni care diferă cu un factor de 1,73, de exemplu, picioarele conectate la tensiunea de fază și motoarele conectate la tensiunea de linie.

Tensiunea nominală este determinată de construcția generatoarelor și de metoda de conectare a înfășurărilor acestora.

Figura 3 prezintă relațiile care determină valoarea puterii pentru circuitul de curent alternativ în conexiunile stea și triunghi.

Orez. 3.

În aparență, formulele sunt aceleași, nu pare să existe niciun câștig sau pierdere de putere pentru aceste două tipuri de circuite. Dar nu sari la concluzii.

Când este reconectat de la delta la stea, există o tensiune de 1,73 ori mai mică pentru fiecare înfășurare de fază, deși tensiunea rețelei rămâne aceeași.Reducerea tensiunii face ca curentul din înfășurări să scadă de aceeași 1,73 ori. Și totuși, atunci când sunt conectate în delta, curentul de linie a fost de 1,73 ori mai mare decât curentul de fază, iar acum acești curenți sunt egali. Ca rezultat, curentul de linie atunci când este reconectat la o stea scade de 1,73 x 1,73 = de 3 ori.

Noua putere este într-adevăr calculată prin aceeași formulă, dar înlocuiește valori diferite!

La reconectarea unui motor electric dintr-o delta la o stea si alimentarea acestuia din aceeasi retea, puterea dezvoltata de acest motor este redusa de 3 ori. La trecerea de la înfășurările stea la înfășurări triunghi ale generatoarelor sau înfășurările secundare ale transformatoarelor, tensiunea rețelei scade de 1,73 ori, de exemplu, de la 380 la 220 V.

Puterea generatorului sau transformatorului rămâne aceeași deoarece tensiunea și curentul din fiecare înfășurare de fază sunt păstrate, chiar dacă curentul din firele de linie crește de 1,73 ori.La comutarea înfășurărilor generatoarelor sau a înfășurărilor secundare ale transformatoarelor de la triunghi la stea, apar fenomene opuse: tensiunea de linie a rețelei crește de 1,73 ori, curenții din înfășurările de fază rămân la fel, curenții din firele de linie scad. de 1,73 ori.