Cálculo dos valores de fase e linha da corrente trifásica

Um gerador trifásico tem três enrolamentos de estator monofásicos independentes cujos inícios e finais são deslocados de 120 el, respectivamente. granizo, ou dividindo-se em 2/3 pólos, ou seja. com 2/3 da distância entre os centros dos pólos opostos (Fig. 1). Uma corrente alternada monofásica é gerada em cada um dos três enrolamentos. As correntes de um enrolamento monofásico são compensadas mutuamente por 120 el. granizo, ou seja, por 2/3 do período. Assim, uma corrente trifásica são três correntes monofásicas deslocadas no tempo em 2/3 do período (120°).

Em qualquer instante de tempo, a soma algébrica dos três instantâneos: valores de a. etc. c. as fases individuais são zero. Portanto, em vez de seis terminais (para três enrolamentos monofásicos independentes), apenas três terminais são feitos no gerador, ou quatro quando o ponto zero é indicado. Dependendo de como as fases individuais estão conectadas e como estão conectadas à rede, uma conexão estrela ou triângulo pode ser obtida.

Os inícios das bobinas são indicados abaixo com as letras A, B, C e seus finais com as letras X, Y, Z.

Arroz. 1. Gerador trifásico

a) Ligação em estrela.

Quando conectado em estrela, as extremidades das fases X, Y, Z (Fig. 2) são conectadas e o nó de conexão é chamado de ponto zero. O nó pode ter um terminal — o chamado fio neutro (Fig. 272), representado por uma linha tracejada — ou não ter terminal.

Quando conectado a uma estrela com um fio neutro, você pode obter duas voltagens: tensão de linha Ul entre condutores de fases separadas e tensão de fase Uf entre condutor fase e neutro (Fig. 2). A relação entre tensão de linha e fase é expressa da seguinte forma: Ul = Uph ∙ √3.

Arroz. 2. Conexão em estrela

A corrente que flui no fio (rede) também flui pelo enrolamento de fase (Fig. 2), ou seja, Il = Iph.

b) Conexão em um triângulo.

A conexão das fases em um triângulo é obtida conectando as extremidades e o início das fases conforme a fig. 3, ou seja AY, BZ, CX. Em tal conexão, não há condutor neutro e a tensão da fase é igual à tensão da linha entre os dois condutores da linha Ul = Uf. Entretanto, a corrente na linha Il (rede) é maior que a corrente na fase Iph, ou seja: Il = Iph ∙ √3.

Arroz. 3. Conexão Delta

Em um sistema trifásico, a qualquer momento, se a corrente em uma bobina flui de ponta a ponta, nas outras duas ela flui de ponta a ponta. Por exemplo, na FIG. 2 na bobina do meio AX vai de A a X e nas bobinas externas de Y a B e de Z a C.

O diagrama (Fig. 4) mostra como três enrolamentos idênticos são conectados aos terminais do motor em estrela ou triângulo.

Arroz. 4. Enrolamentos de conexão em estrela e triângulo

Exemplos de cálculo

1. Um gerador com um enrolamento do estator conectado, conforme mostrado na fig. 5 circuito, a uma tensão de rede de 220 V, alimenta três lâmpadas idênticas com uma resistência de 153 Ohm com corrente.Que tensão e corrente tem cada lâmpada (Fig. 5)?

Arroz. 5.

De acordo com a conexão, as lâmpadas têm tensão de fase Uf = U / √3 = 220 / 1,732 = 127 V.

Corrente da lâmpada If = Uph / r = 127/153 = 0,8 A.

2. Determine o circuito para ligar três lâmpadas na fig. 6, a tensão e a corrente de cada lâmpada com resistência de 500 Ohm, conectada a uma rede elétrica com tensão de rede de 220 V.

Corrente da lâmpada I = Ul / 500 = 220/500 = 0,45 A.

Arroz. 6.

3. Quantos volts o voltímetro 1 deve mostrar se o voltímetro 2 mostrar uma tensão de 220 V (Fig. 7)?

Arroz. 7.

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

4. Que corrente o amperímetro 1 indica se o amperímetro 2 indica uma corrente de 20 A quando conectado em triângulo (Fig. 8)?

Arroz. oito.

Se = Il / √3 = 20 / 1,73 = 11,55 A.

Em uma conexão delta, a corrente na fase do consumidor é menor do que na linha.

5. Que tensão e corrente serão mostradas pelos dispositivos de medição 2 e 3 conectados à fase, se o voltímetro 1 mostrar 380 V e a resistência da fase do consumidor for 22 Ohm (Fig. 9)?

Arroz. nove.

O voltímetro 2 mostra a tensão de fase Uf = Ul / √3 = 380 / 1,73 = 220 V. e o amperímetro 3 mostra a corrente de fase If = Uf / r = 220/22 = 10 A.

6. Quantos amperes o amperímetro 1 mostra se a resistência de uma fase do consumidor é de 19 ohms com uma queda de tensão de 380 V, que é mostrada pelo voltímetro 2, conectado conforme a fig. dez.

Arroz. dez.

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

A corrente do usuário de acordo com a leitura do amperímetro 1 Il = Iph ∙ √3 = 20 ∙ 1,73 = 34,6 A. (A fase, ou seja, o lado do triângulo, pode representar o enrolamento de uma máquina, transformador ou outra resistência.)

7. Motor assíncrono na fig.2 tem um enrolamento em estrela e está conectado a uma rede trifásica com tensão de rede Ul = 380 V. Qual será a tensão de fase?

A tensão de fase estará entre o ponto zero (terminais X, Y, Z) e qualquer um dos terminais A, B, C:

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

8. O enrolamento do motor de indução do exemplo anterior é fechado em triângulo ligando os grampos da blindagem do motor conforme fig. 3 ou 4. Um amperímetro conectado ao condutor de linha mostra uma corrente Il = 20 A. Que corrente flui através do enrolamento do estator (fase)?

Corrente de linha Il = Iph ∙ √3; Se = Il / √3 = 20 / 1,73 = 11,56 A.