Linearer Strom in Drehstromkreisen, Phasen- und Netzspannung, Wechselstromkreisen

Das dreiphasige Stromversorgungssystem ist in den meisten Ländern der Welt als Standard akzeptiert, Russland ist keine Ausnahme. Jedes Haus im Land ist an ein solches Netz angeschlossen, aber in der Regel gelangt ein Phasendraht in eine separate Wohnung. Auf Wunsch können noch zwei weitere Phasen durchgeführt werden, was häufig in Gebieten erfolgt, die für den individuellen Wohnungsbau vorgesehen sind. Sie werden für den Betrieb von Geräten mit Elektromotor benötigt. Beim Anschluss an einen Drehstromkreis stellen sich häufig Fragen zu Konzepten wie Phasen- und Netzstrom sowie den entsprechenden Spannungsanzeigen.

Wechselstromkreise

Wie Sie wissen, erfolgt die Stromversorgung in Russland über Wechselstromkreise mit einer Frequenz von 50 Hz. In einer Sekunde werden 50 Zyklen durchgeführt. Ein vollständiger Zyklus ist ein Kreis, dessen Winkelgröße in Grad und Bogenmaß gemessen werden kann - 360 Grad Bogenmaß oder 2π Bogenmaß. Dementsprechend beträgt die Hälfte dieses Zyklus 180 oder Radiant, ein Drittel 120 oder 2 π / 3 usw. Ein bestimmter Moment in diesem Zyklus wird als Phase bezeichnet.

Ketten im Land werden zu einem einzigen System synchronisiert.

Phasenverschiebung im Stromkreis

Dieser Ausdruck hat nichts mit der Gesundheit des Gehirns zu tun. Dieser Begriff wird verwendet, um die Diskrepanz zwischen den Strom- und Spannungskurven zu erklären, die in Bereichen mit Spulen oder Kondensatoren auftreten, sowie den Vergleich von Phasen in verschiedenen Drähten. Bei einem Drehstromnetz beträgt der Versatz 120 Grad oder 2 π / 3 Radiant.

So sieht die Überlagerung der Spannungskurven in den drei von der Trafobox kommenden Drähten aus. Links wird sogar anschaulich gezeigt, wie dies mit einer einfachen Turbine erreicht werden kann.

Einige erinnern sich vielleicht an eine ähnliche Übung, wenn sie die Funktion y = sin (x) aus einem Kreis zeichnen.

Stromanzeigen für Strom und Spannung

Die maximale Spannungsamplitude im Stromkreis, die vom Umspannwerk im Hof ​​kommt, beträgt 310 V. Für 1 s passiert es 100 Mal - am unteren und oberen Rand des Diagramms. Die Momentanwerte dieses Parameters hängen von der Phase ab, in der sich der Graph befindet. Für Verbraucher ist eine solche Darstellung natürlich äußerst unpraktisch, daher wird im Alltag das Konzept der Effektivspannung verwendet.

Seine Formel wurde experimentell auf der Grundlage des Joule-Lenz-Gesetzes abgeleitet. Der Kern der Herleitung dieser Formel besteht darin, dass der Effektivwert des Wechselstroms dem konstanten Wert bei gleicher Wärmeabgabe entspricht. Der bei der Berechnung verwendete Koeffizient ist √2. Wenn Sie dies wissen, können Sie die Regel verwenden:

I = Im / √2, U = Um / √2,

wobei I m und Um die Amplitude sind. Wenn Sie den Amplitudenwert in die zweite Formel einsetzen, stellt sich heraus, dass die effektive Spannung des Phasendrahts relativ zum Boden in der Wohnung 230 V beträgt. Sie wird auch Phase genannt. Nun, die Stromstärke hängt nach dem Ohmschen Gesetz von der Last ab:

Ich = U / R.

Der Strom im Phasendraht wird auch als Phase bezeichnet.

Stern- und Dreieckverbindungen

In der Heimsteckdose gibt es neben der Phase immer eine Null. Sein korrekter Name ist neutral. Manche Leute verwechseln es mit Erdung, aber tatsächlich hat es eine andere Funktion. Um es besser zu verstehen, müssen Sie sich mit Konzepten wie "Stern" und "Dreieck" vertraut machen..

Die Rolle des Neutralleiters im Stromkreis

An der Umspannstation, von der die Zuleitung zur Wohnung führt, werden alle drei Phasen an einem Ende angeschlossen. Das zweite Ende einer der Phasen geht in eine Wohnung, das andere in die andere, das dritte in die dritte. Wenn in jeder Wohnung die Erdung als zweiter Draht verwendet wird, kann eine unangenehme Situation entstehen.

Ein Gleichgewicht in diesem System ist jedoch nur möglich, wenn alle drei Verbraucher gleichzeitig dieselbe Last einschalten - es wird als symmetrisch bezeichnet. In Wirklichkeit kann man den Fernseher einschalten und der andere - einen Elektroherd. Das Ergebnis davon ist ein Phasenungleichgewicht, wenn der Besitzer des Fernsehers 380 in der Steckdose hat und der Besitzer des Ofens 30 mit einem kleinen hat. Um dies zu verhindern, wird ein Neutralleiter aus der Verbindung der Enden der Phasendrähte entfernt, der zu jeder Wohnung führt. Zur Vorsicht ist es auch geerdet.

Neutral (Neutralleiter) ist ein Lastasymmetriekompensator in einer solchen Schaltung, die als "Stern" bezeichnet wurde. Bei einer solchen Verbindung beträgt die Spannung zwischen einer der Phasen und dem Neutralleiter ungefähr 220 V und zwischen den beiden Phasen - 380. Diese Spannung von Phase zu Phase wird als Netzspannung bezeichnet.

Sein Wert wird basierend auf der effektiven Phase und dem Wert des Verschiebungswinkels zwischen ihnen berechnet. Wenn Sie sich an den Geometrieunterricht in der Schule erinnern, können Sie ableiten:

AB = 2x230x√3 / 2 = 230x√3 = 400.

Wenn man bedenkt, dass ständig etwas im Stromkreis enthalten ist und die EMF des Hauses nicht in Reinform gemessen werden kann, erhalten wir:

220x√3 = 380.

Somit gehorchen die Phasen- und Netzspannungen und -ströme bei einer Sternverbindung den folgenden Gesetzen:

U (l) = √3U (f), I (l) = I (f) - der Leitungsstrom ist gleich dem Phasenstrom.

Die Stern-zu-Neutral-Verbindung ist sehr praktisch, um die Verkabelung auf verschiedene Verbraucher zu verteilen. Seine Vorteile lassen sich aufzählen:

• Stabilität des Betriebsmodus von Elektrogeräten unter verschiedenen Lastbedingungen;
• Motoren, deren Wicklungen auf diese Weise verbunden sind, überhitzen nicht;
• aufgrund der Unfähigkeit, den Strom zu erhöhen - der Motor startet reibungslos;
• die Fähigkeit, sowohl lineare als auch Phasenspannung zu verwenden.

Dreieckschaltung und maximale Leistung

Dieser Bedarf entsteht, wenn Sie die Effizienz des Elektromotors optimal nutzen möchten. Dies kann durch Dreieckschaltung der Phasenleiter erreicht werden. Die Phasen- und Netzspannung in Drehstromkreisen dieses Typs fallen zusammen und betragen 380 V. Der lineare Strom, der in den dem Motor zugeführten Phasen fließt, unterscheidet sich jedoch von dem, der durch die Wicklungen fließt. Der Phasenstrom kann berechnet werden, indem der Widerstand und die Spannung in den Wicklungen bekannt sind, dies sind bekannte Größen. Der Netzstrom berechnet sich jedoch nach dem gleichen Diagramm wie die Spannung in der "Stern"-Schaltung:

I (l) = I (f) x√3, U (f) = U (l).

Ob sich ein solcher Wechsel lohnt, ist eine andere Frage. Dazu müssen Sie eine Reihe wichtiger Punkte berücksichtigen:

• Die Leistung erhöht sich natürlich um das 1,5-fache. Die Möglichkeit der Überhitzung - auch.
• Wenn der Motor einen schweren Rotor hat, ist der Strom während des Schleuderns 7-mal höher als im stabilen Betrieb.
• Das gleiche wird beobachtet, wenn versucht wird, ein rotierendes Teil physisch zu belasten, zum Beispiel beim Sägen von etwas Hartem, beim Heben von Gewichten (wenn der Motor als Winde verwendet wird).

Daher lohnt es sich, sich vor der Durchführung von Experimenten mit dem Motorpass und den Fähigkeiten Ihres Netzwerks vertraut zu machen.

Gut möglich, dass es besser wäre, einen Elektromotor mit Rheostat-Regelung des Anlaufstroms zu kaufen.