Calcolo dei valori di fase e di linea della corrente trifase

Un generatore trifase ha tre avvolgimenti di statore indipendenti monofase i cui inizi e le estremità sono spostati rispettivamente di 120 el. grandine, o dividendo in 2/3 poli, es. con 2/3 della distanza tra i centri dei poli opposti (Fig. 1). In ciascuno dei tre avvolgimenti viene generata una corrente alternata monofase. Le correnti di un avvolgimento monofase sono reciprocamente sfalsate di 120 el. grandine, cioè per 2/3 del periodo. Pertanto, una corrente trifase è costituita da tre correnti monofase spostate nel tempo di 2/3 del periodo (120 °).

Ad ogni istante di tempo, la somma algebrica dei tre istantanei: valori di a. eccetera. c. le singole fasi sono nulle. Pertanto, invece di sei terminali (per tre avvolgimenti monofase indipendenti), sul generatore sono realizzati solo tre terminali, o quattro quando è indicato il punto zero. A seconda di come sono collegate le singole fasi e di come sono collegate alla rete, si può ottenere un collegamento a stella oa triangolo.

Gli inizi delle spire sono indicati di seguito con le lettere A, B, C, e le loro estremità con le lettere X, Y, Z.

Riso. 1. Generatore trifase

a) Collegamento a stella.

Quando sono collegati in una stella, le estremità delle fasi X, Y, Z (Fig. 2) sono collegate e il nodo di connessione è chiamato punto zero. Il nodo può avere un terminale — il cosiddetto filo neutro (fig. 272), rappresentato da una linea tratteggiata — oppure essere privo di terminale.

Quando sei collegato a una stella con un filo neutro, puoi ottenere due tensioni: tensione di linea Ul tra conduttori di fasi separate e tensione di fase Uf tra conduttore di fase e neutro (Fig. 2). La relazione tra tensione di linea e di fase è espressa come segue: Ul = Uph ∙ √3.

Riso. 2. Collegamento a stella

La corrente che scorre nel filo (rete) scorre anche attraverso l'avvolgimento di fase (Fig. 2), ad es. Il = If.

b) Collegamento in un triangolo.

Il collegamento delle fasi in un triangolo si ottiene collegando le estremità e l'inizio delle fasi secondo la fig. 3, cioè AY, BZ, CX. In tale connessione non c'è il conduttore neutro e la tensione di fase è uguale alla tensione di linea tra i due conduttori della linea Ul = Uf. Tuttavia, la corrente nella linea Il (rete) è maggiore della corrente nella fase Iph, cioè: Il = Iph ∙ √3.

Riso. 3. Collegamento a triangolo

In un sistema trifase, in qualsiasi momento, se la corrente in una bobina scorre da un'estremità all'altra, nelle altre due scorre da un'estremità all'altra. Ad esempio, nella fig. 2 nella bobina centrale AX va da A a X e nelle bobine esterne da Y a B e da Z a C.

Lo schema (Fig. 4) mostra come tre avvolgimenti identici sono collegati ai morsetti del motore a stella oa triangolo.

Riso. 4. Collegamento degli avvolgimenti a stella ea triangolo

Esempi di calcolo

1. Un generatore con un avvolgimento di statore collegato come mostrato in fig. 5, ad una tensione di rete di 220 V, alimenta in corrente tre lampade identiche con una resistenza di 153 Ohm.Che voltaggio e corrente ha ciascuna lampada (Fig. 5)?

Riso. 5.

In base alla connessione, le lampade hanno una tensione di fase Uf = U / √3 = 220 / 1,732 = 127 V.

Corrente della lampada If = Uph / r = 127/153 = 0,8 A.

2. Determinare il circuito per l'accensione di tre lampade in fig. 6, la tensione e la corrente di ciascuna lampada con una resistenza di 500 Ohm, collegata ad una rete elettrica con una tensione di rete di 220 V.

Corrente lampada I = Ul / 500 = 220/500 = 0,45 A.

Riso. 6.

3. Quanti volt dovrebbe mostrare il voltmetro 1 se il voltmetro 2 mostra una tensione di 220 V (Fig. 7)?

Riso. 7.

Tensione di fase Uph = Ul / √3 = 220 / 1,73 = 127 V.

4. Quale corrente indica l'amperometro 1 se l'amperometro 2 indica una corrente di 20 A quando collegato a triangolo (Fig. 8)?

Riso. otto.

Se = Il / √3 = 20 / 1,73 = 11,55 A.

In una connessione a triangolo, la corrente nella fase dell'utenza è inferiore a quella nella linea.

5. Quale tensione e corrente verranno mostrate misurando i dispositivi 2 e 3 collegati alla fase, se il voltmetro 1 mostra 380 V e la resistenza della fase del consumatore è 22 Ohm (Fig. 9)?

Riso. nove.

Il voltmetro 2 mostra la tensione di fase Uf = Ul / √3 = 380 / 1,73 = 220 V. e l'amperometro 3 mostra la corrente di fase If = Uf / r = 220/22 = 10 A.

6. Quanti ampere mostra l'amperometro 1 se la resistenza di una fase del consumatore è di 19 ohm con una caduta di tensione ai suoi capi di 380 V, che è mostrata dal voltmetro 2, collegato secondo la fig. dieci.

Riso. dieci.

Corrente di fase Iph = Uph / r = Ul / r = 380/19 = 20 A.

La corrente dell'utente secondo la lettura dell'amperometro 1 Il = Iph ∙ √3 = 20 ∙ 1,73 = 34,6 A. (La fase, cioè il lato del triangolo, può rappresentare l'avvolgimento di una macchina, trasformatore o altra resistenza.)

7. Motore asincrono in fig.2 ha un avvolgimento collegato a stella ed è collegato a una rete trifase con una tensione di rete Ul = 380 V. Quale sarà la tensione di fase?

La tensione di fase sarà compresa tra il punto zero (terminali X, Y, Z) e uno qualsiasi dei terminali A, B, C:

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

8. L'avvolgimento del motore a induzione dell'esempio precedente viene chiuso a triangolo collegando i morsetti dello schermo del motore secondo la fig. 3 o 4. Un amperometro collegato al conduttore di linea mostra una corrente Il = 20 A. Quale corrente scorre attraverso l'avvolgimento dello statore (fase)?

Corrente di linea Il = Iph ∙ √3; Se = Il / √3 = 20 / 1,73 = 11,56 A.