Običan potrošač susreće se sa strujom, svakodnevno zacjeljuje svjetlo i uključuje jedan ili drugi uređaj u utičnicu. Prekidači se malo razlikuju jedni od drugih, ali s utičnicama je sve mnogo složenije. Pokušajmo shvatiti kako je utičnica uređena.

Počnimo s onim koji je napravljen i instaliran prije 10-15 godina. Spojen je na samo dvije žice. Izolacija jedne od žica mora nužno imati plavičastu ili plavu boju. Ovako se definiše radnik. neutralna žica Nick. Struja kroz njega ne dolazi od izvora, već od potrošača. Ova žica je prilično bezopasna, a ako je zgrabite bez dodirivanja druge, onda se neće dogoditi ništa strašno i strašno.

Ali druga žica, čija boja može biti bilo koja, s izuzetkom plave, plave, žuto-zelene prugaste i crne, opasnija je i podmukla. Zove se fazni provodnik.

Dodirom ove žice možete dobiti prilično pražnjenje. I to nije šala, budući da je napon kućne AC mreže 220 V, a svaka struja čiji je napon veći od 50 V ubija čovjeka za nekoliko sekundi. Prisutnost napona na faznim provodnicima može se odrediti posebnim indikatorima. Na sl. 1.12 prikazuje jedan od ovih indikatora. Izrađuje se u obliku običnog odvijača sa ravnim utorom (postoje indikatorski odvijači križni utor). Ručka, unutar koje je ugrađena diodna lampa, izrađena je od prozirne plastike. Gornji dio drške je metalan. Radnim dijelom indikatora dotaknite provodnik, a palcem metalni dio na dršci. Ako se dioda zapalila, ne biste trebali dirati ovu žicu - sada je pod naponom. Imajte na umu da kada dodirnete nulti provodnik LED ne svijetli (naravno, ako ovaj vodič ne dođe u kontakt s faznom žicom).

Mnogi su čuli tako misteriozne riječi kao što su jedna faza, tri faze, nula, zemlja ili zemlja, i znaju da su to važni pojmovi u svijetu električne energije. Međutim, ne razumiju svi na šta misle. Međutim, to je neophodno znati. Ne ulazeći u tehničke detalje koji kućnom majstoru nisu potrebni, možemo reći da je trofazna mreža takav način prijenosa električna struja, kada naizmjenična struja teče kroz tri žice i vraća se jednu po jednu. Gore navedeno treba malo pojašnjenja. Bilo koji električno kolo sastoji se od dvije žice. Prema jednom, struja ide do potrošača (na primjer, do kotlića), a prema drugom se vraća nazad. Ako se takav krug otvori, struja neće teći. To je cijeli opis jednofaznog kola. Žica kroz koju struja teče naziva se faza ili jednostavno faza, a kroz koju se vraća - nula ili nula. Trofazno kolo sastoji se od tri fazne žice i jednog povratnog. To je moguće jer je faza naizmjenične struje u svakoj od tri žice pomaknuta u odnosu na susjednu žicu za 120° (slika 1.13). Udžbenik o elektromehanici pomoći će da se detaljnije odgovori na ovo pitanje. Prijenos naizmjenične struje odvija se upravo uz pomoć trofaznih mreža. Ovo je ekonomski isplativo - nisu potrebne još dvije neutralne žice. Približavajući se potrošaču, struja se dijeli na tri faze, a svakoj od njih se daje nula. U ovom obliku obično ulazi u stanove i kuće, iako se ponekad trofazna mreža dovodi direktno u kuću. U pravilu je riječ o privatnom sektoru, a ovakvo stanje ima svoje prednosti i nedostatke.

Kao što ime govori, trofazni sistem sastoji se od tri izvora električne energije i tri kola povezana zajedničkim žicama dalekovoda.

Izvor energije za sve faze je trofazni generator, uslovno prikazan na sl. 1.14 i sl. 1.15 u obliku tri namotaja: AX, VU i CZ.

Rice. 1.12. Najjednostavniji indikator

Rice. 1.16. Shema ožičenja trokatne kuće

Fazni namotaji generatora mogli bi se povezati sa šest žica (slika 1.14) sa opterećenjima Z A, Z B, Z c i na taj način bi se dobila tri nezavisna fazna kola. Ali ako spojite krajeve namotaja faza generatora X, Y, Z sa krajevima tri opterećenja jednom žicom, tada možete uštedjeti dvije spojne žice (slika 1.15). Ova vrsta veze se zove zvezda veza. Navedena zajednička žica naziva se neutralna ili jednostavno neutralna.

Budući da se redoslijed povezivanja trofaznih motora kao opterećenja ispostavi da je bitan za određivanje smjera njihove rotacije, usvojeni su sljedeći uvjeti kako bi se osigurala ova jednoznačnost kodovi boja faze: A - žuta izolacija; B - zelena; C - crvena i neutralna - crna.

Rice. 1.17. Dijagram ožičenja delta veze

Kada je spojen zvijezdom, pored jednakog napona na stezaljkama svake od faza (fazni napon između faze i zajedničke žice - (Uf), postoji i napon između različitih faza, koji se naziva linijski napon - (/ „ Linijski napon je u ovom slučaju veći od faznog napona u l/3 puta.

Ako je struja u svim fazama ista (takvo opterećenje se naziva simetrično; primjer je trofazni motor), tada u neutralnoj žici nema struje i ova žica nije potrebna. Ali druga povezana opterećenja su neuravnotežena, pa je za njih potrebna neutralna žica. Na sl. 1.16 prikazuje primjer povezivanja napajanja trokatne kuće.

Nešto rjeđe od veze zvijezda, u trofazne mreže primenite trougaonu vezu (slika 1.17). Namotaji faza izvora elektromotorne sile povezani su tako da je kraj jedne povezan s početkom sljedećeg itd.

Prednost povezivanja faza sa delta je u tome što čak i kod neuravnoteženog opterećenja nema potrebe za korištenjem četvrte žice. Na sl. 1.18 prikazuje dijagram rasvjetne mreže stambene zgrade kada su faze prijemnika spojene trokutom. Imajte na umu da se povezivanje opterećenja u slučaju napajanja naponom iz izvora metodom trokuta može izvesti i u trokutu i u zvijezdi.

Rice. 1.18. Šema rasvjetne mreže kada su faze povezane trokutom

POGLAVLJE V

TROFAZNI AC SISTEM

§ 61. TROFAZNI GENERATORI

Svojstva jednofazne naizmjenične struje razmatrana su gore. Međutim, jednofazni sistem je neekonomičan zbog nesavršenosti jednofaznih električnih mašina. Tako, na primjer, sa istim dimenzijama, težinama aktivnih materijala (čelik i bakar)! i gubitke energije, snaga jednofazne mašine je 1,5 puta manja od snage trofazne mašine. Stoga se trofazni sistemi naizmjenične struje koriste za prijenos električne energije preko žica na velike udaljenosti uz manje gubitke energije.

Trofazni sistem naizmjenične struje ili jednostavno trofazni sistem je kolo ili mreža naizmjenične struje u kojoj su tri e. d.s. iste frekvencije, ali međusobno pomerene u fazi za jednu trećinu perioda.

Pojedinačni krugovi koji čine trofazni sistem nazivaju se faze.

Ako e. d.s. u sve tri faze imaju istu amplitudu, onda se takav trofazni sistem naziva simetrično.

Po prvi put u svijetu prijenos trofazne struje izveo je ruski naučnik M. O. Dolivo-Dobrovolsky 1891. godine.

Na sl. 63 prikazuje dijagram najjednostavnijeg dvopolnog trofaznog generatora. U žljebovima statora (fiksni dio mašine) nalaze se

tri zavojnice A - X, B - Y i C - Z, pomaknute u prostoru za 1/3 kruga (120 °). Unutar statora je postavljen rotor (rotirajući dio mašine), koji je dvopolni elektromagnet napajan jednosmjernom strujom koja pobuđuje magnetsko polje. Rotor pokreće motor. Magnetne linije, rotirajući zajedno sa rotorom, ukrštaju provodnike namotaja položenih u proreze statora i induciraju e. d.s., mijenjajući se sinusno. Međutim, sinusoidi e.d. od. faze A, B i C biće pomerene jedna u odnosu na drugu za 1/3 perioda (Sl. 64).

Neka je pozitivna maksimalna emf E m u zavojnici A - X nastaje u trenutku kada je strana A naspram centra sjevernog pola, a strana X naspram centra Južni pol. Pozitivan maksimum e. d.s. E m u zavojnici B - Y doći će u trenutku kada je centar sjevernog pola ispod provodnika B,

a centar južnog pola je ispod provodnika Y. Da bi se to postiglo, rotor mora okrenuti 1/3 kruga (120 °), što odgovara vremenskom periodu jednakom 1/3 perioda. Pozitivan maksimum e. d.s. E m u zavojnici C - Z će doći 1/3 perioda nakon istog maksimuma u zavojnici B - Y, što odgovara daljnjoj rotaciji rotora za 1/3 kruga.

Kada je generator opterećen na stezaljkama kalemovi A-X, B - Y i C - Z naponi se postavljaju, tzv faza. Bez opterećenja (u praznom hodu) fazni naponi jednaki su e.d. s, indukovane u fazama namotaja statora.

Sistem od tri naizmjenične struje pomjerene u fazi za 1/3 perioda naziva se trofazna struja.

Takva struja se može dobiti pomoću posebnog generatora. Razmotrimo njegov dizajn.

(Sl. 23). Na statoru se nalaze tri nezavisna namotaja, pomaknuta za 1/3 kruga (120 o). Induktor, prikazan na dijagramu kao trajni magnet, rotira u središtu električne mašine.

U svakom namotu (zavojnici) indukuje se promjenjivi EMF iste frekvencije, ali trenuci kada ti EMF prođu kroz nulu (ili kroz maksimum) u svakom od zavojnica bit će pomaknuti za 1/3 okreta u odnosu na svaki drugo, jer induktor prođe svaki kalem 1/3 perioda kasnije nego što prođe prethodni. U suštini, takav generator je spoj u jednoj električnoj mašini tri generatora naizmenične struje, projektovanih na način da se u njima indukuje emf. pomaknuti jedni u odnosu na druge za jednu trećinu perioda. Grafički prikaz trofazne struje je prikazan na sl. 24. Bilo koji od faznih namotaja generatora

trofazna struja je nezavisna

izvor električna energija i njoj

Vaš prijemnik se može povezati. IN

U ovom slučaju se dobijaju tri nezavisna lanca (slika 25). Takva šema se zove "nespojeni trofazni sistem" , potrebno je šest žica za prijenos električne energije.

U praksi se takvi sistemi ne koriste. Fazni namotaji trofaznih generatora i transformatora i prijemnika električne energije povezani su prema shemi "zvijezda" ili "trokut". U ovom slučaju možete proći sa četiri ili čak tri žice.

Compound "zvijezda" sastoji se u tome što su krajevi faznih namotaja spojeni na jednu tačku generatora (slika 26), koja se naziva nulta tačka ili neutralna, a generator je povezan sa prijemnicima energije sa četiri žice: tri linearne dolaze od početka namotaja, i nula ili neutralna žica dolazi od nulte tačke generatora. Ovaj sistem ožičenja se zove četvorožični.

U slučaju ujednačenog opterećenja sve tri faze generatora, odnosno sa približno istim strujama u svakoj od njih, struja u neutralnoj žici je nula. Stoga je u ovom slučaju moguće ukinuti neutralnu žicu i prijeći na ekonomičniju trožični sistema (Sl. 27). Svi potrošači su u ovom slučaju povezani između odgovarajućih parova linearnih žica i nulte tačke opterećenja.

Prilikom povezivanja „trouglom“ (Sl. 28), kraj svakog namotaja se povezuje sa početkom sledećeg tako da čine zatvoreni trougao, a linearne žice su povezane sa vrhovima ovog trougla.