การสร้างพลังงาน 3 เฟสในวงจร 3 เฟส

พลังงานในวงจร 3 เฟส

พลังงานสามเฟสส่วนใหญ่จะใช้สำหรับการสร้างการส่งและการกระจายพลังงานไฟฟ้าเพราะความเหนือกว่า ประหยัดกว่าเมื่อเทียบกับพลังงานเฟสเดียวและต้องการตัวนำไฟฟ้า 3 ตัวสำหรับแหล่งจ่ายไฟ กำลังไฟฟ้าในระบบเฟสเดียวหรือวงจรกำหนดโดยความสัมพันธ์ที่แสดงด้านล่าง

ที่ไหน

V คือแรงดันไฟฟ้าของเฟสเดียวเช่น V_PH
ฉันเป็นกระแสเฟสเดียวเช่นฉัน_PH และ
Cosϕ เป็นตัวประกอบกำลังของวงจร

สารบัญ:

• การสร้าง 3 เฟส E.M.Fs ในวงจร 3 เฟส
• Phasor Diagram

ในวงจร 3 เฟส (โหลดบาลานซ์) พลังงานถูกกำหนดเป็นผลรวมของพลังต่าง ๆ ในระบบสามเฟส นั่นคือ

พลังในการเชื่อมต่อดาวในวงจร 3 เฟสจะได้รับเป็น

ในฐานะที่เป็นแรงดันเฟสและแรงดันไฟฟ้าในการเชื่อมต่อดาวจะแสดงดังต่อไปนี้

ดังนั้นสมการ (1) จึงสามารถเขียนเป็น

กำลังไฟฟ้าในการเชื่อมต่อเดลต้าในวงจร 3 เฟสจะได้รับจากสมการที่แสดงด้านล่าง

ในการเชื่อมต่อเดลต้าความสัมพันธ์ระหว่างเฟสและแรงดันไฟฟ้าของสายและเฟสและกระแสไฟฟ้าในสายจะได้รับเป็น

ดังนั้นสมการ (3) สามารถเขียนเป็น

ดังนั้นพลังงานทั้งหมดในระบบโหลดแบบสมดุล 3 เฟสโดยไม่คำนึงถึงการเชื่อมต่อของพวกเขาไม่ว่าจะเป็นระบบที่เชื่อมต่อดาวหรือเชื่อมต่อเดลต้าพลังงานที่ได้รับจากความสัมพันธ์

√3 V_Lฉัน_LCosφ หน่วยของมันคือกิโลวัตต์ (kW) หรือวัตต์ (W)

พลังที่ชัดเจน ได้รับเป็น

หน่วยของพลังงานที่ชัดเจนคือ kilovolt-ampere (kVA) หรือ volt-ampere (VA)

ในทำนองเดียวกัน พลังงานปฏิกิริยา ได้รับจากสมการ

หน่วยของมันคือ kilovolt-ampere reactive (kVAR) หรือ volt-ampere reactive (VAR)

การสร้าง 3 เฟส E.M.Fs ในวงจร 3 เฟส

ในระบบ 3 เฟสมีสามเท่ากันแรงดันไฟฟ้าหรือ EMF ของความถี่เดียวกันซึ่งมีเฟสต่างกันที่ 120 องศา แรงดันไฟฟ้าเหล่านี้สามารถผลิตโดยเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับสามเฟสที่มีขดลวดที่เหมือนกันสามขดลวดแยกห่างจากกันด้วยไฟฟ้า 120 องศา

เมื่อขดลวดเหล่านี้ยังคงอยู่กับที่และสนามแม่เหล็กหมุนตามที่แสดงในรูป A ด้านล่างหรือเมื่อขดลวดยังคงอยู่กับที่และสนามแม่เหล็กจะหมุนตามที่แสดงด้านล่างในรูป B มีแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำในแต่ละขดลวด ขนาดและความถี่ของ EMF เหล่านี้เหมือนกัน แต่จะถูกแยกออกจากกันด้วยมุม 120 องศา

พิจารณาสามขดลวดที่เหมือนกัน₁เป็₂b₁บี₂ และ c₁ค₂ ดังแสดงในรูปด้านบน ในรูปนี้₁b₁ และ c₁ เป็นจุดเริ่มต้นในขณะที่₂b₂ และ c₂ เป็นขั้วต่อเสร็จของสามคอยส์ ความแตกต่างเฟสของ 120 องศาจะต้องได้รับการรักษาระหว่างขั้วเริ่มต้น₁b₁ และ c₁.

ทีนี้ให้ขดลวดทั้งสามติดตั้งอยู่ที่เดิมแกนและพวกเขาจะหมุนโดยรักษาขดลวดนิ่งและย้ายสนามแม่เหล็กหรือในทางกลับกันในทิศทางทวนเข็มนาฬิกาที่เรเดียน (ω) ต่อวินาที EMF สามตัวถูกเหนี่ยวนำในสามขดลวดตามลำดับ

เมื่อพิจารณาจากรูปที่ C การวิเคราะห์เกี่ยวกับขนาดและทิศทางของพวกเขาจะได้รับดังต่อไปนี้

แรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำในขดลวด a₁เป็₂ เป็นศูนย์และเพิ่มขึ้นในทิศทางบวกดังที่แสดงโดยรูปคลื่นในรูปด้านบน C แทนด้วย_a1a2.

คอยล์ b₁บี₂ คือ 120 องศาทางด้านหลังขดลวดไฟฟ้า₁เป็₂. แรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำในขดลวดนี้เป็นค่าลบและกำลังกลายเป็นค่าลบสูงสุดตามที่แสดงโดยคลื่น e_b1b2.

ในทำนองเดียวกันคอยล์ค₁ค₂ คือ 120 องศาทางด้านหลังขดลวดไฟฟ้า₁บี₂หรือเราอาจบอกได้ว่าขด c₁ค₂ อยู่ด้านหลังขดลวด 240 องศา₁เป็₂. แรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำที่เกิดขึ้นในขดลวดนั้นเป็นค่าบวกและจะลดลงดังแสดงในรูป C ที่แสดงโดยรูปคลื่น e_c1c2.

Phasor Diagram

EMF ที่เหนี่ยวนำให้เกิดขึ้นในสามขดลวดในวงจร 3 เฟสมีขนาดและความถี่เท่ากันและถูกแทนที่ด้วยมุม 120 องศาจากกันและกันซึ่งแสดงไว้ด้านล่างในแผนภาพเฟสเซอร์

EMF เหล่านี้ของวงจร 3 เฟสสามารถแสดงในรูปแบบของสมการต่าง ๆ ที่ระบุด้านล่าง