Polyphase Power Systems

Three Phase Electrical System (Aprīlis 2019).

Anonim

Polyphase Power Systems

AC elektriskās shēmas


jautājums 1

Izskaidrojiet atšķirību starp līdzsvarotu daudzfāžu sistēmu un nelīdzsvarotu daudzfāžu sistēmu. Kādi apstākļi parasti izraisa daudzfāžu sistēmas kļūdu nelīdzsvarotību? "1"> Atklāj atbildi Slēpt atbildi

"Līdzsvarota" daudzfāžu sistēma ir tāda, kurā visi līnijas spriegumi ir vienādi viens otram, un visas līnijas strāvas ir vienādas arī viena pret otru. Nesabalansētus nosacījumus parasti rada nesimetriskas slodzes, lai gan nopietnas nesabalansētības dēļ var rasties sistēmas kļūdas.

Piezīmes:

Jautājiet saviem skolēniem, kāda veida trīsfāžu sistēma (līdzsvarota vai nesabalansēta) ir vieglāk analizējama un kāpēc tas tā ir.

2. jautājums

Kas ir daudzfāžu elektroenerģija, un kā tā atšķiras no vienas fāzes jaudas?

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

Daudzfāzu sistēmās ir vairāki spriegumi, kas pakāpeniski pārvietoti viens no otra, lai tie būtu apzināti "izkāpuši".

Piezīmes:

Lai gan daudzfāžu elektroenerģijas pamatojums var nebūt redzams ne no jautājuma, ne no sniegtās atbildes, jūsu skolēni ir jāapzinās tās esamība.

3. jautājums

Mūsdienās visas lielās elektroenerģijas ražošanas sistēmas ražo trīsfāzu jaudu, nevis vienfāzes jaudu. Paskaidrojiet, kāpēc tas tā ir attiecībā uz izplatīšanas un izmantošanas priekšrocībām.

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

Maiņstrāvas jaudas ģenerēšana un sadale trīsfāzu formā ir daudz efektīvāka nekā tad, ja tas tiek veikts vienfāzes formā.

Piezīmes:

Lūdzu, nepieņemat norādīto atbildi kā studentu atbildi! Šī atbilde ir ļoti sekla, neinformējot daudz nozīmē. Vaicājiet saviem skolēniem izskaidrot, kāpēc daudzfāzu energosistēmām ir lielāka efektivitāte nekā vienfāzes enerģijas sistēmām. Uz šo jautājumu ir vairāk nekā viena pareiza atbilde!

4. jautājums

Kā tiek ražota daudzfāzu (it īpaši trīsfāžu) elektroenerģija? Vienfāzes jauda ir viegli saprotama, bet kā mēs izveidojam trīsfāžu maiņstrāvas spriegumu?

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

Daudzfāžu maiņstrāvas spriegumi parasti tiek veidoti ar īpašiem ģeneratoriem ar dažādiem "fāzes" aptinumiem, kas izvietoti ap statora apkārtmēru.

Piezīmes:

Daudzfāžu ģeneratora konstrukcijas ilustrācija būtu lielisks, lai palīdzētu izprast šo koncepciju. Jūsu skolēniem nedrīkst rasties grūtības atrast trīsfāžu ģeneratora dizaina ilustrācijas no mācību grāmatām un no interneta.

5. jautājums

Pieņemsim, ka trīs neona spuldžu komplekts ir savienots ar ģeneratoru ar trim komplektiem aptinumiem ar marķējumu A, B un C :

Šī ģeneratora / luktura sistēmas shematiska shēma ir šāda:

Ja ģenerators griežas pietiekami ātri (pulksteņrādītāju kustības virzienā, kā parādīts attēlā), tinumā izraisa maiņstrāvas spriegumu, kas var izraisīt neona spuldžu mirgošanos (neona spuldzēm ir ļoti ātrs reakcijas laiks un tādēļ nevar uzturēt spīdumu ļoti ilgi bez pašreizējie, atšķirībā no kvēlspuldzēm, kas darbojas pēc kvēlojošas metāla kvēldiega principa). Iespējams, ka šis mirgojošais būs pārāk ātrs, lai izšķirtu ar neapbruņotu aci.

Tomēr, ja mēs video ierakstu laikā mirgojamos un atskaņotu ierakstīšanu lēnā ātrumā, mums vajadzētu būt iespējai redzēt gaismas secību, kas mirgo. Nosakiet lampu mirgojošo (no labās puses uz kreiso pusi vai no kreisās puses uz labo) redzamo "virzienu" un saistiet šo secību ar katra ģeneratora spoles pāra sprieguma pusi.

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

Lukturi mirgos no kreisās puses uz labo pusi ( C - B - A - C - B - A ).

Pārbaudes jautājums: pieņemsim, ka lampiņa B pārtrauca mirgot, bet lampas A un C turpinājās. Identificējiet vismaz divus iespējamos šīs neveiksmes cēloņus.

Piezīmes:

Šis jautājums tiešām ir priekšnoteikums fāzes rotācijas daudzfāžu sistēmās apspriešanai.

6. jautājums

Kas ir domāts termina fāzes rotācijas secībā, daudzfāzu elektriskajā sistēmā "# 6"> Atklāt atbildi Slēpt atbildi

"Fāzes rotācijas secība" attiecas uz secīgu secību, kādā dažādie fāzes spriegumi sasniedz pozitīvos maksimumus.

Piezīmes:

Jautājiet saviem skolēniem, kā parasti tiek apzīmēta trīsfāžu sistēmas fāzes rotācijas secība. Kādus simbolus izmanto, lai aprakstītu virzienu, kādā fāzes spriegums "pagriež"?

7. jautājums

Šī ir Y-saistītā trīsfāžu ģeneratora (ar parādīto rotora tinumu) shematiska shēma:

Cik liels AC spriegums parādīsies starp divām līnijām (V AB, V BC vai V AC ), ja katra statora spole eneratora iekšpusē izvadīs 277 voltus "# 7"> Atklāt atbildi Nerādīt atbildi

Fāzes spriegums = 277 volti AC (dots)

Līnijas spriegums = V AB = V BC = V AC = 480 volti AC

Sekojošais jautājums Nr. 1: kāda ir līnijas un fāzes sprieguma magnitu attiecība Y savienotā trīsfāžu sistēmā "atzīmē slēptās"> Piezīmes:

Studenti ātri atklās, ka √3 ir "burvju skaitlis" gandrīz visām sabalansētajām trīsfāžu ķēžu aprēķiniem!

Jāatzīmē, ka, lai gan V AB, V BC un V AC lielumi ir vienādi, to visvairāk noteikti nav. Tādēļ

V AB = V BC = V AC Skalārie skaitļi ir vienādi

V ABV BCV AC Phasors nevienmērīgi

8. jautājums

Šī ir Delta pieslēgta trīsfāžu ģeneratora (ar parādīto rotora tinumu) shematiska shēma:

Cik daudz AC strāvu katra no līnijām (I A, I B vai I C ) veic ar slodzi (nav parādīta), ja katra statora spole eneratora iekšpusē izvada 17 ampēri no pašreizējā "# 8"> Atklāj atbildi Paslēpt atbildi

Fāzes strāva = 17 ampēri AC (dota)

Līnijas strāva = I A = I B = I C = 29, 4 ampēri AC

Sekojošais jautājums Nr. 1: kāda ir attiecība starp līnijas un fāzes strāvas lielumiem Delta savienotajā trīsfāžu sistēmā?

Sekojošais jautājums Nr. 2: kas notiks ar šī ģeneratora izeju, ja rotora likvidācija neizdosies atvērt? Paturiet prātā, ka rotora tinumu parasti pieprasa ar DC, izmantojot sveķu un slīdēšanas gredzenu pāri no ārējā avota, un strāvu caur šo tinumu izmanto, lai kontrolētu ģeneratora trīsfāžu "statora" tinumu sprieguma izejas.

Piezīmes:

Studenti ātri atklās, ka √3 ir "burvju skaitlis" gandrīz visām sabalansētajām trīsfāžu ķēžu aprēķiniem!

Jāatzīmē, ka, lai gan I A, I B un I C lielumi ir vienādi, to maksimālais leņķis noteikti nav. Tādēļ

I A = I B = I C Skalārās vērtības ir vienādas

I AI BI C Phasors nevienmērīgi

9. jautājums

Pieņemsim, ka komercapbūvei piegādātā elektroenerģija ir marķēta ar "208/120 voltu". Kāda šī etiķete nozīmē tieši? Saistīt šo aprakstu ar shematisku diagrammu.

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

Piezīmes:

Daudzi skolēni to sajūsmina, redzot to pirmo reizi. Kā ir iespējams mērīt spriegumu starp diviem punktiem ķēdē un iegūt 208 voltus, ja divi sērijveidā savienotie sprieguma avoti starp šiem diviem punktiem ir 120 volti katrā "paneļa panelis paneļa noklusējuma" elementos>

10. jautājums

Pieņemsim, ka jūs strādājat pie strāvas vadiem mājas iekšienē un vēlaties uzzināt, vai mājās ir trīsfāžu vai vienfāzes jauda. Sprieguma mērīšanai nav pieejams voltmetrs, bet jums ir daudz spuldžu, slēdžu, vadu un citu standarta dzīvojamo instalāciju komponentu, kas pieejami izmantošanai.

Šeit ir redzamas divas šīs mājas enerģijas avota iespējas: spoles, kas raksturo komunālo jaudas transformatoru sekundārus tinumus:

Pieredzējis elektriķis ierosina izveidot šādu shēmu, lai pārbaudītu, vai mājas jauda tiek piegādāta ar trīsfāžu avotu vai vienfāzes avotu:

Elektriķis saka, ka slēdzis ir jāatver un jāaizver, un jāievēro spuldžu spilgtums. Tas norāda, vai sistēma ir vai nav trīsfāžu.

Paskaidrojiet, kā darbojas šī shēma. Kāda veida spuldzes darbība norāda uz trīsfāzu avotu "# 10"> Atklāj atbildi Nerādīt atbildi

Vienfāzes sistēmā nedrīkst mainīt spuldzes spilgtumu, kad slēdzis tiek atvērts un aizvērts. Trīsfāzu sistēmā mainīsies spilgtums starp diviem dažādiem slēdžu stāvokļiem (ļaujiet jums noskaidrot, kādā slēdža stāvoklī gaismas spuldzes spīd spožāk!).

Piezīmes:

Šī jautājuma priekšmets ir cieši saistīts ar vairāku fāžu slodzes "vienpakāpes" priekšmetu līnijas vadītāja atveres rezultātā. Šajā gadījumā tas ir neitrālais diriģents, kuru mēs apzināti atveram, bet rezultāti ir līdzīgi.

11. jautājums

Šis Delta pieslēgtais trīsfāzu barošanas avots nodrošina trīs dažādus sprieguma līmeņus: 120 V, 208 V un 240 V. Nosakiet, kuri savienojuma punkti nodrošina šos spriegumus:

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

V AB = V BC = V AC = 240 volti

V AG = V CG = 120 volti

V BG = 208 volti

Piezīmes:

Neskatoties uz to, ka šī pieslēguma shēma rūpniecībai ir diezgan izplatīta, es to uzskatu mazliet par atsaucēm mācību grāmatās. Šajā diagrammā vienādmalu tinumu izkārtojums atvieglo grafisko (phasor) spriegumu analīzi, nodrošinot skolēniem iespēju apgūt trigonometrijas zināšanas.

12. jautājums

Līnijas spriegums uz šo trīsfāžu slodzi ir 480 volti. Cik daudz jaudas (kopā) izkliedē ar slodzi "// www.beautycrew.com.au//sub.allaboutcircuits.com/images/quiz/00421x01.png">

Vēl viens jautājums: uzrakstiet vienādojumu jaudas aprēķināšanai līdzsvarotā trīsfāzu ķēdē, norādītajā līnijas spriegumā un līnijas strāvā.

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

P kopā = 27.648 kW

I līnija = 33.255 A

Es varu jums aprēķināt jaudas aprēķinu, izmantojot savu vienādojumu. Esi gatavs parādīt savu darbu!

Piezīmes:

Tagad studenti, protams, varēs atrast spēku vienādojumu no mācību grāmatām, bet šī jautājuma mērķis ir panākt, lai tas pats par sevi atrastu. Vienfāzes pretestības maiņstrāvas ķēdei jauda tiek noteikta ar vienādojumu P = IE, tāpat kā DC ķēdēs. Tomēr, ja jūs reizināt līnijas spriegumu ar līnijas strāvu, jūs nesaņemat pareizo atbildi par 27, 648 kW. Tātad, protams, vienādojums P = IE būs nepieciešams veikt dažas izmaiņas, lai aprēķinātu kopējo trīsfāžu jaudu. Tomēr šī modifikācija nav sarežģīta.

13. jautājums

Līdzsvarotai trīsfāžu jaudas sistēmai ir 13, 8 kV voltu līnijas spriegums un 150 strāvas līnijas strāva. Cik daudz jaudas piegādā slodzei (pieņemot, ka jaudas koeficients ir 1)?

Var izveidot 13, 8 kV vienfāzes sistēmu, lai nodrošinātu tādu pašu jaudas daudzumu slodzei, bet tas prasītu smagākus (dārgākus) vadītājus. Nosakiet papildu izdevumu procentuālo daļu stieples izmaksās (pamatojoties uz stieņu svaru), kas rodas, izmantojot trīs fāzes vietā vienfāzes.

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

P slodze = 3, 59 MW

Vienfāzes sistēmai, kas darbojas pie 13, 8 kV, būtu vajadzīgi vismaz 1/0 ("viens jāpieliek") mērierīces vara vadītāji, lai raidītu 3, 59 MW jaudas. Trīsfāzu sistēmai, kas darbojas ar tādu pašu spriegumu, būtu vajadzīgi vismaz 2 gabarīts vara vadītāji.

Piezīmes:

Šis jautājums ir piemērots, lai provocētu diskusiju par trīsfāžu elektroenerģijas sistēmu praktiskām izmaksu ietaupījumiem vienā fāzē. Jūsu skolēniem būs jādara daži "pārskata" pētījumi par stieples izmēriem un svariem, bet uzdevums ir tā vērts.

14. jautājums

Aprēķiniet trīsfāzu motora pilnas slodzes līnijas strāvu, ņemot vērā zirgspēku jaudu 150 HP, efektivitāti 93% un līnijas spriegumu 480 volti. Pieņemsim jaudas koeficientu 0, 90 pilnīgas slodzes apstākļos.

Atklāt atbildi Slēpt atbildi

I līnija = 160, 81 ampēri

Piezīmes:

Lai aprēķinātu atbildi uz šo jautājumu, ir vajadzīgi vairāki reklāmguvumi. Kā parasti, šī jautājuma mērķis nav tik daudz, lai iegūtu atbildi, jo tas ir izstrādāt studentu problēmu risināšanas prasmes. Kā studenti pievērsās šai problēmai "meta-tags hidden-print">

Saistītie rīki:

Paralēlo stiepļu induktivitātes kalkulators Siltuma pārseguma kalkulators Microstrip Max Current Calculator

  • ← Iepriekšējā darba lapa

  • Darba lapa indekss

  • Nākamā darblapa →