तीन चरण प्रत्यावर्ती धारा

आजकल, यह दुनिया भर में सबसे आम तीन-चरण प्रत्यावर्ती धारा प्रणाली है।

एक तीन-चरण विद्युत परिपथ को एक प्रणाली कहा जाता है जिसमें तीन परिपथ होते हैं जिसमें प्रत्यावर्ती धाराएँ संचालित होती हैं, एक ही आवृत्ति का EMF, अवधि के 1/3 द्वारा एक दूसरे के साथ चरण से बाहर (φ=2π/ 3)। ऐसी प्रणाली के प्रत्येक व्यक्तिगत सर्किट को संक्षेप में इसका चरण कहा जाता है, और ऐसे सर्किट में तीन चरण-स्थानांतरित वैकल्पिक धाराओं की प्रणाली को केवल तीन-चरण वर्तमान कहा जाता है।

हमारे बिजली संयंत्रों में स्थापित लगभग सभी जनरेटर तीन चरण के वर्तमान जनरेटर हैं। संक्षेप में, ऐसा प्रत्येक जनरेटर तीन अल्टरनेटरों की एक इलेक्ट्रिक मशीन में एक कनेक्शन है, जिसे इस तरह से डिज़ाइन किया गया है कि उनमें प्रेरित ईएमएफ जैसा कि अंजीर में दिखाया गया है, अवधि के एक तिहाई द्वारा एक दूसरे के सापेक्ष स्थानांतरित किया गया। 1.

चावल। 1. तीन चरण के वर्तमान जनरेटर के आर्मेचर वाइंडिंग्स में प्रेरित ईएमएफ की समय निर्भरता का रेखांकन

इस तरह के जनरेटर को कैसे लागू किया जाता है, यह अंजीर में सर्किट से समझना आसान है। 2.

चावल। 2. तीन चरण के वर्तमान जनरेटर के तीन आर्मेचर से जुड़े स्वतंत्र तारों के तीन जोड़े प्रकाश नेटवर्क को खिलाते हैं

एक इलेक्ट्रिक मशीन के स्टेटर पर तीन स्वतंत्र आर्मेचर स्थित होते हैं और एक सर्कल (120O) के 1/3 द्वारा ऑफसेट होते हैं। आरेख में दिखाए गए विद्युत मशीन के केंद्र में सभी आर्मेचर के लिए सामान्य एक प्रारंभ करनेवाला घूमता है स्थायी चुंबक.

प्रत्येक कुंडल में एक वैकल्पिक EMF प्रेरित है एक ही आवृत्ति, लेकिन वह समय जब ये ईएमएफ प्रत्येक कॉइल में शून्य (या अधिकतम के माध्यम से) से गुजरते हैं, एक दूसरे के सापेक्ष एक अवधि के 1/3 द्वारा स्थानांतरित हो जाएंगे क्योंकि प्रारंभ करनेवाला प्रत्येक कॉइल के माध्यम से एक अवधि के 1/3 से गुजरता है। पिछले वाले से।

तीन-चरण जनरेटर की प्रत्येक वाइंडिंग एक स्वतंत्र वर्तमान जनरेटर और विद्युत ऊर्जा का स्रोत है। तारों को प्रत्येक के सिरों से जोड़कर जैसा कि चित्र में दिखाया गया है। 2, हमें तीन स्वतंत्र सर्किट मिलेंगे, जिनमें से प्रत्येक कुछ विद्युत रिसीवरों को शक्ति प्रदान कर सकता है, उदाहरण के लिए बिजली के लैंप.

इस मामले में, अवशोषित होने वाली सभी ऊर्जा को स्थानांतरित करने के लिए विद्युत रिसीवर, छह तारों की आवश्यकता होगी। हालांकि, तीन-चरण के वर्तमान जनरेटर की वाइंडिंग को इस तरह से जोड़ना संभव है कि वे चार या तीन तारों को संभालते हैं, अर्थात वायरिंग को महत्वपूर्ण रूप से बचाते हैं।

इनमें से पहले तरीके को स्टार कनेक्शन (चित्र 3) कहा जाता है।

चावल। 3. तीन-चरण जनरेटर को एक स्टार से जोड़ने पर चार-तार तारों की प्रणाली। भार (बिजली के लैंप I, II, III के समूह) को चरण वोल्टेज के साथ आपूर्ति की जाती है।

हम कुंडलियों के टर्मिनलों को 1, 2, 3 शुरुआत कहेंगे, और टर्मिनलों को 1', 2', 3' संबंधित चरणों के छोर कहेंगे।

तारों का कनेक्शन यह है कि हम सभी वाइंडिंग के सिरों को जनरेटर के एक बिंदु से जोड़ते हैं, जिसे शून्य बिंदु या तटस्थ कहा जाता है, और हम जनरेटर को बिजली के रिसीवर से चार तारों से जोड़ते हैं: तीन तथाकथित रैखिक वाइंडिंग 1, 2, 3 की शुरुआत से आने वाले तार और जनरेटर के शून्य बिंदु से जाने वाले तटस्थ या तटस्थ तार। इस वायरिंग सिस्टम को फोर-वायर कहा जाता है।

शून्य बिंदु और प्रत्येक चरण की उत्पत्ति के बीच के वोल्टेज को चरण वोल्टेज कहा जाता है, और वाइंडिंग्स की उत्पत्ति के बीच के वोल्टेज, अर्थात, अंक 1 और 2, 2 और 3, 3 और 1, कहलाते हैं रेखा... चरण वोल्टेज का मतलब आमतौर पर U1, U2, U3, या सामान्य रूप में Uf और लाइन वोल्टेज - U12, U23, U31, या सामान्य रूप में Ul होता है।

आयाम या औसत मूल्यों के बीच चरण और लाइन वोल्टेज जनरेटर की वाइंडिंग को एक तारे से जोड़ने पर, एक अनुपात होता है उल = √3Uf ≈ 1.73Ue

इसलिए, उदाहरण के लिए, यदि जनरेटर का चरण वोल्टेज Uf = 220 V है, तो जनरेटर की वाइंडिंग को एक तारे में जोड़ने पर, लाइन वोल्टेज Ul - 380 V।

जनरेटर के तीन चरणों के समान लोडिंग के मामले में, अर्थात्, उनमें से प्रत्येक में लगभग समान धाराओं के साथ, तटस्थ तार में धारा शून्य है... इसलिए, इस मामले में, आप तटस्थ तार को हटा सकते हैं और और भी अधिक किफायती तीन-तार प्रणाली पर स्विच करें। इस मामले में, सभी भार लाइन कंडक्टरों के संबंधित जोड़े के बीच जुड़े हुए हैं।

असंतुलित भार में, तटस्थ कंडक्टर में करंट शून्य नहीं होता है, लेकिन आम तौर पर बोलना लाइन कंडक्टर में करंट से कम होता है। इसलिए, तटस्थ तार लाइन तार से पतले हो सकते हैं।

तीन-चरण प्रत्यावर्ती धारा का संचालन करते समय, वे विभिन्न चरणों पर भार को यथासंभव समान बनाने का प्रयास करते हैं।इसीलिए, उदाहरण के लिए, चार-तार प्रणाली के साथ एक बड़े घर के प्रकाश नेटवर्क की व्यवस्था करते समय, एक तटस्थ तार और रैखिक में से एक को प्रत्येक अपार्टमेंट में इस तरह से पेश किया जाता है कि औसतन प्रत्येक चरण में लगभग समान होता है। भार।

जनरेटर वाइंडिंग्स को जोड़ने का एक अन्य तरीका, जो तीन-तार तारों को भी अनुमति देता है, अंजीर में दिखाया गया डेल्टा कनेक्शन है। 4.

चावल। 4. त्रिकोण के साथ तीन-चरण जनरेटर के वाइंडिंग का कनेक्शन आरेख

यहां, प्रत्येक कॉइल का अंत अगले की शुरुआत से जुड़ा हुआ है, इसलिए वे एक बंद त्रिकोण बनाते हैं, और लाइन के तार इस त्रिकोण के कोने से जुड़े होते हैं - अंक 1, 2 और 3। जब एक त्रिकोण से जुड़ा होता है, जनरेटर का लाइन वोल्टेज उसके चरण वोल्टेज के बराबर है: उल = यूई।

इसलिए, जनरेटर की वाइंडिंग को स्टार से डेल्टा में बदलने से नेटवर्क वोल्टेज में √3 ≈ 1.73 गुना की कमी होती है। डेल्टा कनेक्शन भी केवल समान या लगभग समान चरण भार के साथ अनुमेय है। अन्यथा, वाइंडिंग्स के बंद लूप में करंट बहुत मजबूत होगा, जो जनरेटर के लिए खतरनाक है।

तीन-चरण वर्तमान का उपयोग करते समय, तारों के अलग-अलग जोड़े द्वारा खिलाए गए अलग-अलग रिसीवर (भार) को या तो एक तारे में जोड़ा जा सकता है, अर्थात, उनमें से एक छोर एक सामान्य बिंदु से जुड़ा होता है, और अन्य तीन मुक्त छोर होते हैं। नेटवर्क के लाइन तारों से या त्रिकोण के साथ जुड़ा हुआ है, यानी, ताकि सभी भार श्रृंखला में जुड़े हुए हों और एक सामान्य सर्किट बनाते हैं, 1, 2, 3 बिंदुओं के लिए, जिनमें से नेटवर्क के रैखिक तार जुड़े हुए हैं।

अंजीर में। 5 तीन-तार वायरिंग सिस्टम और अंजीर में लोड के स्टार कनेक्शन को दर्शाता है।6 - चार-तार तारों वाली प्रणाली के साथ (इस मामले में, सभी भारों का सामान्य बिंदु तटस्थ तार से जुड़ा हुआ है)।

अंजीर में। 7 तीन-तार वायरिंग सिस्टम के लिए डेल्टा लोड कनेक्शन आरेख दिखाता है।

चावल। 5. तीन-तार तारों वाली प्रणाली के साथ लोड का स्टार कनेक्शन

चावल। 6. चार-तार तारों वाली प्रणाली के साथ लोड का स्टार कनेक्शन

चावल। 7. तीन-तार तारों वाली प्रणाली के साथ भार का डेल्टा कनेक्शन

व्यवहार में, निम्नलिखित पर विचार करना महत्वपूर्ण है। जब लोड डेल्टा से जुड़े होते हैं, तो प्रत्येक लोड लाइन वोल्टेज के तहत होता है, और जब स्टार जुड़ा होता है, तो वोल्टेज के तहत √3 गुना कम होता है। चार-तार प्रणाली के मामले में, यह अंजीर से स्पष्ट है। 6. लेकिन तीन-तार प्रणाली (चित्र 5) के मामले में भी ऐसा ही है।

यहां लाइन वोल्टेज की प्रत्येक जोड़ी के बीच, दो भार श्रृंखला में जुड़े हुए हैं, जिनमें धाराएं 2π/ 3 द्वारा फेज-शिफ्ट की जाती हैं। प्रत्येक लोड में वोल्टेज √3 से विभाजित संबंधित नेटवर्क वोल्टेज के बराबर होता है।

इस प्रकार, लोड को स्टार से डेल्टा में स्विच करते समय, प्रत्येक लोड पर वोल्टेज, और इसलिए इसमें करंट, √3 ≈ 1.73 गुना बढ़ जाता है। यदि, उदाहरण के लिए, तीन-तार नेटवर्क का लाइन वोल्टेज 380 V है, तो जब यह एक स्टार (अंजीर। 5) में जुड़ा होता है, तो प्रत्येक लोड का वोल्टेज 220 V के बराबर होगा, और जब एक से जुड़ा होगा त्रिकोण (अंजीर। 7) यह 380 वी के बराबर होगा।

जीएस लैंड्सबर्ग द्वारा संपादित एक भौतिकी पाठ्यपुस्तक की जानकारी का उपयोग लेख की तैयारी में किया गया था।