Cálculo de valores de fase y línea de corriente trifásica.

Un generador trifásico tiene tres devanados estatóricos independientes monofásicos cuyos inicios y extremos están desplazados 120 el respectivamente. granizo, o por división en 2/3 polos, es decir. con 2/3 de la distancia entre los centros de los polos opuestos (Fig. 1). En cada uno de los tres devanados se genera una corriente alterna monofásica. Las corrientes de un devanado monofásico se compensan mutuamente en 120 el. granizo, es decir, durante 2/3 del período. Así, una corriente trifásica son tres corrientes monofásicas desplazadas en el tiempo 2/3 del periodo (120°).

En cualquier instante de tiempo, la suma algebraica de los tres instantáneos: valores de a. etc. c.las fases individuales son cero. Por lo tanto, en lugar de seis terminales (para tres devanados monofásicos independientes), solo se hacen tres terminales en el generador, o cuatro cuando se indica el punto cero. Según cómo estén conectadas las fases individuales y cómo estén conectadas a la red, se puede obtener una conexión en estrella o en triángulo.

Los comienzos de las bobinas se indican a continuación con las letras A, B, C y sus extremos con las letras X, Y, Z.

Arroz. 1. Generador trifásico

a) Conexión en estrella.

Cuando se conectan en estrella, los extremos de las fases X, Y, Z (Fig. 2) están conectados y el nodo de conexión se denomina punto cero. El nodo puede tener una terminal, el llamado cable neutro (Fig. 272), que se muestra con una línea discontinua, o no tener una terminal.

Cuando se conecta a una estrella con un cable neutro, puede obtener dos voltajes: tensión de línea Ul entre conductores de fases separadas y tensión de fase Uf entre fase y conductor neutro (Fig. 2). La relación entre la tensión de línea y de fase se expresa de la siguiente manera: Ul = Uph ∙ √3.

Arroz. 2. Conexión en estrella

La corriente que fluye en el cable (red) también fluye a través del devanado de fase (Fig. 2), es decir Il = If.

b) Conexión en un triángulo.

La conexión de las fases en un triángulo se obtiene conectando los extremos y el comienzo de las fases según la fig. 3, es decir AY, BZ, CX. En tal conexión, no hay conductor neutro y la tensión de fase es igual a la tensión de línea entre los dos conductores de la línea Ul = Uf. Sin embargo, la corriente en la línea Il (red) es mayor que la corriente en la fase Iph, a saber: Il = Iph ∙ √3.

Arroz. 3. Conexión delta

En un sistema trifásico, en cualquier momento, si la corriente en una bobina fluye de extremo a extremo, entonces en las otras dos fluye de extremo a extremo. Por ejemplo, en la fig. 2 en la bobina central AX va de A a X y en las bobinas exteriores de Y a B y de Z a C.

El diagrama (Fig. 4) muestra cómo se conectan tres devanados idénticos a los terminales del motor en estrella o triángulo.

Arroz. 4. Conexión de bobinados en estrella y delta

Ejemplos de cálculo

1. Un generador con un devanado de estator conectado como se muestra en la fig. 5, a una tensión de red de 220 V, suministra corriente a tres lámparas idénticas con una resistencia de 153 Ohm.¿Qué voltaje y corriente tiene cada lámpara (Fig. 5)?

Arroz. 5.

Según la conexión, las lámparas tienen una tensión de fase Uf = U / √3 = 220 / 1.732 = 127 V.

Corriente de lámpara If = Uph / r = 127/153 = 0,8 A.

2. Determine el circuito para encender tres lámparas en la fig. 6, el voltaje y la corriente de cada lámpara con una resistencia de 500 Ohm, conectada a una fuente de alimentación con una tensión de red de 220 V.

Corriente de lámpara I = Ul / 500 = 220/500 = 0,45 A.

Arroz. 6.

3. ¿Cuántos voltios debe mostrar el voltímetro 1 si el voltímetro 2 muestra un voltaje de 220 V (Fig. 7)?

Arroz. 7.

Tensión de fase Uph = Ul / √3 = 220 / 1,73 = 127 V.

4. ¿Qué corriente indica el amperímetro 1 si el amperímetro 2 indica una corriente de 20 A cuando se conecta en triángulo (Fig. 8)?

Arroz. ocho.

Si = Il / √3 = 20 / 1,73 = 11,55 A.

En una conexión delta, la corriente en la fase del consumidor es menor que en la línea.

5. ¿Qué voltaje y corriente mostrarán los dispositivos de medición 2 y 3 conectados a la fase, si el voltímetro 1 muestra 380 V y la resistencia de la fase del consumidor es de 22 ohmios (Fig. 9)?

Arroz. nueve.

El voltímetro 2 muestra la tensión de fase Uf = Ul / √3 = 380 / 1,73 = 220 V. y el amperímetro 3 muestra la corriente de fase If = Uf / r = 220/22 = 10 A.

6. ¿Cuántos amperios muestra el amperímetro 1 si la resistencia de una fase del consumidor es de 19 ohmios con una caída de voltaje de 380 V, que muestra el voltímetro 2, conectado de acuerdo con la fig. diez.

Arroz. diez.

Corriente de fase Iph = Uph / r = Ul / r = 380/19 = 20 A.

La corriente de usuario según la lectura del amperímetro 1 Il = Iph ∙ √3 = 20 ∙ 1,73 = 34,6 A. (La fase, es decir, el lado del triángulo, puede representar el devanado de una máquina, transformador u otra resistencia).

7. Motor asíncrono de la fig.2 tiene un devanado conectado en estrella y está conectado a una red trifásica con un voltaje de red Ul = 380 V. ¿Cuál será el voltaje de fase?

La tensión de fase estará entre el punto cero (terminales X, Y, Z) y cualquiera de los terminales A, B, C:

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

8. El devanado del motor de inducción del ejemplo anterior se cierra en forma de triángulo conectando las abrazaderas del blindaje del motor según la fig. 3 o 4. Un amperímetro conectado al conductor de línea muestra una corriente Il = 20 A. ¿Qué corriente fluye a través del devanado del estator (fase)?

Corriente de línea Il = Iph ∙ √3; Si = Il / √3 = 20 / 1,73 = 11,56 A.