Bežný spotrebiteľ sa stretáva s elektrinou, dennodenne lieči svetlo a zapája to či ono zariadenie do zásuvky. Prepínače sa navzájom málo líšia, ale so zásuvkami je všetko oveľa komplikovanejšie. Pokúsme sa zistiť, ako je zásuvka usporiadaná.

Začnime tým, ktorý bol vyrobený a nainštalovaný asi pred 10-15 rokmi. Je pripojený iba k dvom vodičom. Izolácia jedného z drôtov musí mať nevyhnutne modrastú alebo modrú farbu. Takto je definovaný pracovník. neutrálny vodič Nick. Prúd cez ňu nepochádza zo zdroja, ale od spotrebiteľa. Tento drôt je celkom neškodný a ak ho chytíte bez toho, aby ste sa dotkli druhého, nestane sa nič strašné a strašné.

Ale druhý drôt, ktorého farba môže byť ľubovoľná, s výnimkou modrej, modrej, žltozelenej pruhovanej a čiernej, je nebezpečnejšia a zákernejšia. Nazýva sa fázový vodič.

Dotknutím sa tohto drôtu môžete získať pekný výboj. A to nie je vtip, pretože napätie v domácej striedavej sieti je 220 V a každý prúd, ktorého napätie je vyššie ako 50 V, zabije človeka v priebehu niekoľkých sekúnd. Prítomnosť napätia na fázových vodičoch môže byť určená špeciálnymi indikátormi. Na obr. 1.12 ukazuje jeden z týchto ukazovateľov. Vyrába sa vo forme bežného skrutkovača s plochou drážkou (existujú indikačné skrutkovače krížová štrbina). Rukoväť, vo vnútri ktorej je zabudovaná diódová lampa, je vyrobená z priesvitného plastu. Vrchná časť rukoväte je kovová. Pracovnou časťou indikátora sa dotknite vodiča a palcom sa dotknite kovovej časti na rukoväti. Ak sa dióda vznietila, nemali by ste sa tohto vodiča dotýkať - teraz je pod napätím. Všimnite si, že pri dotyku nulový vodič LED sa nerozsvieti (prirodzene, ak tento vodič nepríde do kontaktu s fázovým vodičom).

Mnohí počuli také tajomné slová ako jedna fáza, tri fázy, nula, zem alebo zem a vedia, že ide o dôležité pojmy vo svete elektriny. Nie každý však chápe, čo tým myslia. Treba to však vedieť. Bez toho, aby sme zachádzali do technických detailov, ktoré domáci majster nepotrebuje, môžeme povedať, že takouto metódou prenosu je trojfázová sieť elektrický prúd, kedy striedavý prúd preteká tromi drôtmi a vracia sa jeden po druhom. Vyššie uvedené si vyžaduje určité objasnenie. akýkoľvek elektrický obvod pozostáva z dvoch drôtov. Podľa jedného ide prúd k spotrebiteľovi (napríklad do varnej kanvice) a podľa druhého sa vracia späť. Ak sa takýto okruh otvorí, prúd nebude tiecť. To je celý popis jednofázového obvodu. Drôt, ktorým prúd preteká, sa nazýva fáza alebo jednoducho fáza a cez ktorú sa vracia - nula alebo nula. Trojfázový obvod pozostáva z troch fázových vodičov a jedného spätného. Je to možné, pretože fáza striedavého prúdu v každom z troch vodičov je posunutá vzhľadom na susedný vodič o 120 ° (obr. 1.13). Podrobnejšie odpovedať na túto otázku pomôže učebnica elektromechaniky. K prenosu striedavého prúdu dochádza práve pomocou trojfázových sietí. To je ekonomicky výhodné - nie sú potrebné ďalšie dva neutrálne vodiče. Pri približovaní sa k spotrebiteľovi je prúd rozdelený do troch fáz a každá z nich má nulu. V tejto podobe sa bežne dostáva do bytov a domov, aj keď niekedy je trojfázová sieť privedená priamo do domu. Spravidla sa bavíme o súkromnom sektore a tento stav má svoje pre a proti.

Ako už názov napovedá, trojfázový systém pozostáva z troch zdrojov elektriny a troch okruhov spojených spoločnými vodičmi prenosového vedenia.

Zdrojom energie pre všetky fázy je trojfázový generátor, podmienečne znázornený na obr. 1.14 a obr. 1.15 vo forme troch vinutí: AX, VU a CZ.

Ryža. 1.12. Najjednoduchší ukazovateľ

Ryža. 1.16. Schéma zapojenia trojposchodového domu

Vinutia fáz generátora bolo možné prepojiť šiestimi vodičmi (obr. 1.14) so ​​záťažami Z A, Z B, Z c a takto získať tri nezávislé fázové obvody. Ale ak prepojíte konce vinutia fáz generátora X, Y, Z s koncami troch záťaží jedným vodičom, potom môžete ušetriť dva spojovacie vodiče (obr. 1.15). Tento typ pripojenia sa nazýva hviezdicové pripojenie. Špecifikovaný spoločný vodič sa nazýva neutrálny alebo jednoducho neutrálny.

Keďže poradie zapojenia trojfázových motorov ako záťaže sa ukazuje ako zásadné pre určenie smeru ich otáčania, sú na zabezpečenie tejto jednoznačnosti prijaté nasledujúce podmienené podmienky: farebné kódy fázy: A - žltá izolácia; B - zelená; C - červená a neutrálna - čierna.

Ryža. 1.17. Elektrické schéma delta spojenia

Pri pripojení do hviezdy existuje okrem rovnakého napätia na svorkách každej z fáz (fázové napätie medzi fázou a spoločným vodičom - (Uf) aj napätie medzi rôznymi fázami, nazývané sieťové napätie - (/ „ Sieťové napätie je v tomto prípade väčšie ako fázové napätie v l / 3 krát.

Ak je prúd vo všetkých fázach rovnaký (takéto zaťaženie sa nazýva symetrické; príkladom je trojfázový motor), potom v neutrálnom vodiči nie je prúd a tento vodič nie je potrebný. Ale ostatné pripojené záťaže sú nevyvážené, takže pre nich je potrebný neutrálny vodič. Na obr. 1.16 je uvedený príklad pripojenia napájania trojpodlažného domu.

O niečo menej často ako hviezdicové spojenie, v trojfázové siete použiť trojuholníkové spojenie (obr. 1.17). Vinutia fáz zdroja elektromotorickej sily sú spojené tak, že koniec jedného je spojený so začiatkom nasledujúceho atď.

Výhodou spojenia fáz s trojuholníkom je, že aj pri nevyváženej záťaži nie je potrebné použiť štvrtý vodič. Na obr. 1.18 znázorňuje schému osvetľovacej siete obytnej budovy, keď sú fázy prijímačov spojené trojuholníkom. Všimnite si, že pripojenie záťaže v prípade napájania napätia zo zdroja metódou trojuholníka môže byť vykonané ako v trojuholníku, tak aj v hviezde.

Ryža. 1.18. Schéma osvetľovacej siete, keď sú fázy spojené trojuholníkom

KAPITOLA V

TROJFÁZOVÝ AC SYSTÉM

§ 61. TROJFÁZOVÉ GENERÁTORY

Vlastnosti jednofázového striedavého prúdu boli zvážené vyššie. Jednofázový systém je však neekonomický z dôvodu nedokonalosti jednofázových elektrických strojov. Teda napríklad pri rovnakých rozmeroch, hmotnostiach aktívnych materiálov (oceľ a meď)! a energetických strát je výkon jednofázového stroja 1,5-krát menší ako výkon trojfázového stroja. Preto sa trojfázové systémy striedavého prúdu používajú na prenos elektriny po drôtoch na veľké vzdialenosti s menšou stratou energie.

Trojfázový systém striedavého prúdu alebo jednoducho trojfázový systém je obvod alebo sieť striedavého prúdu, v ktorej sú tri napr. d.s. rovnakú frekvenciu, ale vzájomne fázovo posunuté o jednu tretinu periódy.

Jednotlivé okruhy, ktoré tvoria trojfázovú sústavu, sa nazývajú fázy.

Ak napr. d.s. vo všetkých troch fázach majú rovnakú amplitúdu, potom sa takýto trojfázový systém nazýva symetrické.

Prvýkrát na svete prenos trojfázového prúdu uskutočnil ruský vedec M. O. Dolivo-Dobrovolsky v roku 1891.

Na obr. 63 je znázornená schéma najjednoduchšieho dvojpólového trojfázového generátora. V drážkach statora (pevná časť stroja) sú umiestnené

tri cievky A - X, B - Y a C - Z, posunuté v priestore o 1/3 kružnice (120°). Vo vnútri statora je umiestnený rotor (rotačná časť stroja), čo je dvojpólový elektromagnet napájaný jednosmerným prúdom, ktorý budí magnetické pole. Rotor je poháňaný motorom. Magnetické čiary, otáčajúc sa spolu s rotorom, križujú vodiče cievok uložených v drážkach statora a indukujú napr. d.s., meniace sa sínusovo. Avšak sínusoidy e.d. od. fázy A, B a C budú voči sebe posunuté o 1/3 periódy (obr. 64).

Nechajte kladné maximálne emf E m v cievke A - X nastáva v okamihu, keď je strana A proti stredu severného pólu a strana X je proti stredu Južný pól. Kladné maximum e. d.s. E m v cievke B - Y príde v okamihu, keď je stred severného pólu pod vodičom B,

a stred južného pólu je pod vodičom Y. Na to sa musí rotor otočiť o 1/3 kruhu (120 °), čo zodpovedá časovému úseku rovnajúcemu sa 1/3 periódy. Kladné maximum e. d.s. E m v cievke C - Z príde 1/3 periódy po rovnakom maxime v cievke B - Y, čo zodpovedá ďalšiemu otočeniu rotora o 1/3 kruhu.

Keď je generátor naložený na svorkách cievky A-X, sú nastavené napätia B - Y a C - Z, tzv fáza. Bez zaťaženia (pri voľnobehu) fázové napätia sa rovnajú e.d. s, indukované vo fázach vinutia statora.

Systém troch striedavých prúdov fázovo posunutých o 1/3 periódy sa nazýva trojfázový prúd.

Takýto prúd je možné získať pomocou špeciálneho generátora. Pozrime sa na jeho dizajn.

(obr. 23). Na statore sú tri nezávislé vinutia, presadené o 1/3 kružnice (120 o). Induktor, znázornený na obrázku ako permanentný magnet, sa otáča v strede elektrického stroja.

V každom vinutí (cievke) sa indukuje premenné EMF rovnakej frekvencie, ale momenty, keď tieto EMF prejdú nulou (alebo maximom) v každej z cievok, budú posunuté o 1/3 otáčky vzhľadom na každú z nich. iné, pretože induktor prejde každou cievkou o 1/3 periódy neskôr, ako prejde ten predchádzajúci. V podstate je takýto generátor spojením troch generátorov striedavého prúdu v jednom elektrickom stroji, navrhnutých tak, aby sa v nich indukovalo emf. sa voči sebe posunuli o jednu tretinu obdobia. Grafické znázornenie trojfázového prúdu je na obr. 24. Ktorékoľvek z fázových vinutí generátora

trojfázový prúd je nezávislý

zdroj elektrická energia a k nej

je možné pripojiť váš prijímač. IN

V tomto prípade sa získajú tri nezávislé reťazce (obr. 25). Takáto schéma je tzv "neprepojený trojfázový systém" , vyžaduje šesť drôtov na prenos elektrickej energie.

V praxi sa takéto systémy nepoužívajú. Fázové vinutia trojfázových generátorov a transformátorov a prijímačov elektrickej energie sú zapojené podľa schémy "hviezda" alebo "trojuholník". V tomto prípade si vystačíte so štyrmi alebo dokonca tromi drôtmi.

Zlúčenina "hviezda" spočíva v tom, že konce fázových vinutí sú spojené s jedným bodom generátora (obr. 26), ktorý sa nazýva nulový bod alebo neutrál, a generátor je pripojený k napájacím prijímačom so štyrmi vodičmi: tri lineárne prichádzajúce od začiatku vinutia, a nula alebo neutrálny vodič prichádzajúce z nulového bodu generátora. Tento elektroinštalačný systém je tzv štvorvodičový.

V prípade rovnomerného zaťaženia všetkých troch fáz generátora, t.j. s približne rovnakými prúdmi v každej z nich, je prúd v neutrálnom vodiči nulový. Preto je v tomto prípade možné zrušiť neutrálny vodič a prejsť na ekonomickejší trojvodičový systém (obr. 27). Všetci spotrebitelia sú v tomto prípade zapojené medzi zodpovedajúce páry lineárnych drôtov a bod nulového zaťaženia.

Pri spájaní "trojuholníkom" (obr. 28) je koniec každého vinutia spojený so začiatkom nasledujúceho tak, že tvoria uzavretý trojuholník a lineárne vodiče sú spojené s vrcholmi tohto trojuholníka.