آشنايي با جريان سه فاز

سرویس آموزش و آزمون برق نیوز: جريان سه فاز در مداري كه سيم بندي القاء شونده آن (آرميچر) از سه دسته سيم پيچ جدا كه هر كدام نسبت به هم 120 درجه الكتريكي اختلاف فاز دارند تهيه مي شود.

انواع اتصال در سيستم سه فاز

در سيستم سه فاز معمولاً‌ از سه نوع اتصال استفاده مي شود :

الف- اتصال ستاره

ب- اتصال مثلث

ج- اتصال مختلط

-محاسبه جريان و ولتاژ در اتصال ستاره

همانطور كه مي دانيم در اتصال ستاره اختلاف سطح هر فاز با سيم نول ولتاژ فازي (UP) و اختلاف سطح هر فاز با فازي ديگر ولتاژ (Ul) را تشكيل مي دهند. مقدار ولتاژ خط از مجموع دو ولتاژ فازي بدست مي آيد. به همين جهت براي بدست آوردن مقدار Ul بايد برآيند دو ولتاژ فازي را رسم و مقدار آن را محاسبه نماييم. بدين ترتيب كه يكي از بردارها را در امتداد و به اندازه خودش رسم كرده و سپس بردار را با بردار پهلويش رسم مي كنيم. رابطه روبرو برقرار است :

 

اما جرياني كه از هر كلاف عبور مي كند همان جريان خط مي باشد. يعني در اتصال ستاره جريان خط مساوي جريان فاز است .

 

-محاسبه جريان و ولتاژ در اتصال مثلث

در اين روش كلافهاي مصرف كننده يا مولد به شكل مثلث قرار مي گيرند. همانطور كه مي دانيم ولتاژ خط UL در اتصال مثلث همان ولتاژي است كه در دو سر كلاف قرار دارد يعني در اتصال مثلث ولتاژ خط برابر با ولتاژ فاز است :

 

اما جرياني كه از هر خط مي گذرد مجموع برداري جريان دو كلاف بعدي است. پس جريان هر خط  1.73 برابر جريان هر فاز است :


جريان هر خط 1.73 برابر جريان هر فاز است :

-اتصال مختلط تركيبي از اتصالهاي ستاره و مثلث مي باشد.

 

 

توان در مدارهاي سه فاز

در يك اتصال سه فاز توان كل از مجموع توانهاي هر فاز بدست مي آيد :


اگر بار متعادل باشد داريم :

 

پس توان كل مي تواند سه برابر توان هر فاز باشد :



در اتصال ستاره توان بصورت زير بدست مي آيد :

 

در اتصال مثلث هم رابطه بالا صادق مي باشد.

روشهاي اندازه گيري توان

معمولاً براي اندازه گيري در سيستم سه فاز از دو روش زير استفاده مي كنند :

الف- روش چهار سيم (3 واتمتري)

ب- روش سه سيم (2 واتمتري)

الف- روش چهار سيم :

در اين روش با استفاده از 3 واتمتر كه سر راه هر فاز قرار مي گيرد و سيم نول توان هر فاز جداگانه اندازه گيري شده و مجموع اين سه واتمتر توان كل مي باشد. اگر بار كاملاً متعادل باشد هر سه واتمتر داراي مقادير مساوي مي شوند. پس در يك بار متعادل فقط از يك واتمتر هم مي توان استفاده كرد.

ب- روش سه سيم :

در اين روش بدون سيم نول عمل مي شود. دو واتمتر كه هر كدام بين دو فاز قرار مي گيرد البته فاز وسط براي فازهاي اول و سوم مشترك است توان كل از مجموع دو واتمتر بدست مي آيد.


مزاياي سيستم سه فاز

1- در جريان تكفاز مقدار قدرت لحظه اي در قسمتهايي به صفر مي رسد اما در جريان سه فاز هيچگاه توان لحظه اي صفر نمي شود چون اگر يكي از فازها مقدارش به صفر برسد فازهاي ديگر داراي مقادير هستند.

2- راه اندازي موتورهاي آسنكرون : مي دانيم كه براي گردش موتورهاي آسنكرون احتياج به ميدان دوار است كه اين ميدان با جريان تكفاز ساخته نمي شود.

3- تبديل جريان متناوب به جريان مستقيم : دامنه يكسو در تبديل سيستم سه فاز به جريان مستقيم داراي ضربان كمتري نسبت به جريان يكسو شده توسط جريان متناوب تكفاز بوده و ضريب بهره آن زياد است.