تاریخچه

دستگاه جریان متناوب سه فاز که در قرون نوزدهم توسط مهندس برق روسی دولیوو دوبرولسکی (M. Dolivo Dobrovolsky) اختراع شد و تکامل یافت و اکنون به طور وسیعی در سراسر جهان مورد استفاده قرار می‌گیرد. این دستگاه با صرفه‌ترین شرایط برای انتقال انرژی الکتریکی از طریق سیمها را به دست می‌دهد و ساخت موتورهای ساده از نظر طراحی و راحت از نظر کار را امکان پذیر می‌سازد.

دستگاه سه فاز

دستگاه سه فاز مدارهای الکتریکی دستگاهی است شامل سه مدار با نیروهای محرکه الکتریکی متناوب با فرکانس یکسان ، که نسبت به یکدیگر به اندازه 1/3 دوره اختلاف فاز دارند (3/φ=2π). هر تک مدار از این دستگاه به اختصار فاز نامیده می‌شود، و دستگاه جریانهای متناوب با اختلاف فاز در این مدارها به جریان سه فاز معروف است. تقریبا تمام مولدهایی که در نیروگاههای الکتریکی نصب می‌شوند مولدهای سه فاز هستند. یک چنین مولدی اصولا ترکیبی از سه مولد ac در یک ماشین است. این مولدها چنان طراحی می‌شوند که نسبت به یکدیگر به اندازه سوم دوره اختلاف فاز داشته باشند.

ساختمان مولد سه فاز

مولد سه فاز شامل سه آرمیچر مستقل است که در پوسته ماشین قرار دارند و نسبت به یکدیگر با فرکانس برابر القا می‌شود، ولی در لحظه‌هایی که این نیروهای محرکه الکتریکی به صفر می‌رسند (یا مقدار ماکزیمم را به دست می‌آورند) به اندازه یک سوم دوره نسبت به یکدیگر اختلاف فاز دارند، زیرا برای القاگر زمان 3/1 دوره طور می‌کشد تا از یک پیچه به دیگری برود.

نحوه اتصال فازهای دستگاه سه فاز

• هر سیم پیچ مولد سه فاز یک مولد و چشمه جریان مستقل است. با اتصال سیمها به آنها می‌توان سه مدار مستقلی به دست آورد که به بارهای گوناگون ، مثلا لامپها ، انرژی می‌رسانند، در این حالت برای انتقال تمام انرژی شش سیم مورد نیاز است. البته می‌توان سیم پیچهای مولد سه فاز را چنان وصل کرد که بتوان این کار را با چهار و حتی سه سیم انجام داد، یعنی به مقدار زیادی در مصرف سیمها صرفه جویی کرد. اولین این روشها به اتصال ستاره‌ای معروف است.
  
  
• اتصال ستاره‌ای عبارت است از این که پایان همه سیم پیچها به نقطه‌ای از مولد اتصال می‌یابند که به آن نقطه خنثی می‌گویند. مولد به کمک چهار سیم به مصرف کننده‌های انرژی متصل می‌شود.
  
  
• سه سیم که از نقاط شروع سیم پیچها گرفته می‌شوند و سیم خنثی که به نقطه خنثی مولد منتهی می‌شود. بنابراین ، با اتصال ستاره‌ای یک دستگاه چهار سیمی حاصل می‌گردد. ولتاژ بین خنثی و شروع یک فاز ، ولتاژ فاز نامیده می‌شود، ولی ولتاژ بین شروع سیم پیچها ، ولتاژ خط نام دارد.
  
  
• ولتاژهای فاز را به طور کلی با U_ph و ولتاژهای خط را به طور کلی با U_l نمایش می‌دهند. محاسبات نشان می‌دهد که بین دامنه (یا مقدار مؤثر) ولتاژهای فاز و خط دستگاه سه فاز در اتصال ستاره‌ای رابطه زیر وجود دارد. _l=1.73U_ph
  
  بنابراین ، اگر ولتاژ فاز مولدی 127V باشد، ولتاژ خط بین سیم پیچهای مولدی که به طور ستاره‌ای متصل شده باشند U_l=220 V است. اگر U_ph=220 V باشد، آنگاه U_l=380 V خواهد بود.
  
  
• نتایج حاصل از محاسبات گویای این است که برای یکنواخت بودن بار در تمام سه فاز ، یعنی برای یکسان بودن تقریبی جریانها در هر فاز ، جریان سیم خنثی باید مساوی صفر باشد. بنابراین در این مورد می‌توان سیم خنثی را حذف کرد و دستگاه سه سیمی با اتصال ستاره‌ای به دست آورد.

اتصال مثلثی (اتصال دلتا) بین فازهای دستگاه سه فاز

این اتصال نیز به دستگاه سر سیمی مبتنی است، این روش اتصال ، روش اتصال دلتا یا مثلثی نام دارد. در اینجا انتهای هر سیم پیچ به ابتدای سیم پیچ بعدی متصل شده است، به طوری که آنها مثلث بستهای را تشکیل می‌دهند. سیمهای خط به رأسهای این مثلث وصل می‌شوند. در اتصال دلتا ولتاژ خط مولد مساوی ولتاژ فاز آن است (U_l=U_ph). بنابراین ، تغییر از اتصال ستاره‌ای به اتصال دلتا ، ولتاژ خط را تا 1.7 برابر مقدار قبلی کاهش می‌دهد. اتصال دلتا برای بارگیری فازها به طور متقارن یا تقریبا متقارن بکار می‌رود. در غیر این صورت جریان در مدار بسته سیم پیچها بسیار شدید خواهد شد که می‌تواند باعث خرابی مولد شود.

مباحث مرتبط با عنوان

• آرمیچر
• اتصال ستارهای
• انرژی الکتریکی
• مولد جریان الکتریکی متناوب
• نیروی الکتریکی
• نیروگاه برق
• شدت جریان الکتریکی

• تاریخچه :
• دستگاه سه فاز :
• ساختمان مولد سه فاز :
• نحوه اتصال فازهای دستگاه سه فاز :
• اتصال دلتا بین فاز های دستگاه سه فاز :
• مباحث مرتبط با عنوان:

تاریخچه :

دستگاه جریان متناوب سه فاز که در قرون نوزدهم توسط مهندس برق روسی دولیوو دوبرولسکی (M. Dolivo Dobrovolsky) اختراع شد و تکامل یافت و اکنون به طور وسیعی در سراسر جهان مورد استفاده قرار میگیرد. این دستگاه با صرفهترین شرایط برای انتقال انرژی الکتریکی از طریق سیمها را به دست میدهد و ساخت موتورهای ساده از نظر طراحی و راحت از نظر کار را امکان پذیر میسازد.

دستگاه سه فاز :

دستگاه سه فاز مدارهای الکتریکی دستگاهی است شامل سه مدار با نیروهای محرکه الکتریکی متناوب با فرکانس یکسان ، که نسبت به یکدیگر به اندازه 1/3 دوره اختلاف فاز دارند (3/φ=2π). هر تک مدار از این دستگاه به اختصار فاز نامیده می شود، و دستگاه جریانهای متناوب با اختلاف فاز در این مدارها به جریان سه فاز معروف است.

تقریبا تمام مولدهایی که در نیروگاههای الکتریکی نصب میشوند مولدهای سه فاز هستند. یک چنین مولدی اصولا ترکیبی از سه مولد ac در یک ماشین است. این مولدها چنان طراحی میشوند که نسبت به یکدیگر به اندازه سوم دوره اختلاف فاز داشته باشند.

ساختمان مولد سه فاز :

مولد سه فاز شامل سه آرمیچر مستقل است که در پوسته ماشین قرار دارند و نسبت به یکدیگر با فرکانس برابر القا میشود، ولی در لحظههایی که این نیروهای محرکه الکتریکی به صفر میرسند (یا مقدار ماکزیمم را به دست می آورند) به اندازه یک سوم دوره نسبت به یکدیگر اختلاف فاز دارند زیرا برای القاگر زمان 3/1 دوره طور میکشد تا از یک پیچه به دیگری برود.

نحوه اتصال فازهای دستگاه سه فاز :

• هر سیم پیچ مولد سه فاز یک مولد و چشمه جریان مستقل است. با اتصال سیمها به آنها میتوان سه مدار مستقلی به دست آورد که به بارهای گوناگون ، مثلا لامپها ، انرژی میرسانند، در این حالت برای انتقال تمام انرژی شش سیم مورد نیاز است. البته می تون سیمپیچهای مولد سه فاز را چنان وصل کرد که بتوان این کار را با چهار و حتی سه سیم انجام داد، یعنی به مقدار زیادی در مصرف سیمها صرفه جویی کرد. اولین این روشها به اتصال ستارهای معروف است.

• اتصال ستارهای عبارتست از این که پایان همه سیمپیچها به نقطهای از مولد اتصال مییابند که به آن نقطه خنثی میگویند. مولد به کمک چهار سیم به مصرف کنندههای انرژی متصل میشود.

• سه سیم که از نقاط شروع سیمپیچها گرفته میشوند و سیم خنثی که به نقطه خنثی مولد منتهی میشود. بنابراین ، با اتصال ستارهای یک دستگاه چهار سیمی حاصل میگردد. ولتاژ بین خنثی و شروع یک فاز ، ولتاژ فاز نامیده می شود، ولی ولتاژ بین شروع سیمپیچها ، ولتاژ خط نام دارد.

• ولتاژهای فاز را به طور کلی با U_ph و ولتاژهای خط را به طور کلی با U_l نمایش میدهند. محاسبات نشان میدهد که بین دامنه (یا مقدار موثر) ولتاژهای فاز و خط دستگاه سه فاز در اتصال ستارهای رابطه زیر وجود دارد.

U_l=1.73U_ph

بنابراین ، اگر ولتاژ فاز مولدی 127V باشد، ولتاژ خط بین سیم پیچهای مولدی که به طور ستارهای متصل شده باشند U_l=220 V است. اگر U_ph=220 V باشد، آنگاه U_l=380 V خواهد بود.

• نتایج حاصل از محاسبات گویای این است که برای یکنواخت بودن بار در تمام سه فاز ، یعنی برای یکسان بودن تقریبی جریانها در هر فاز ، جریان سیم خنثی باید مساوی صفر باشد. بنابراین در این مورد می توان سیم خنثی را حذف کرد و دستگاه سه سیمی با اتصال ستاره ای به دست آورد.

اتصال دلتا بین فاز های دستگاه سه فاز :

این اتصال نیز به دستگاه سر سیمی مبتنی است، این روش اتصال ، روش اتصال دلتا یا مثلثی نام دارد. در اینجا انتهای هر سیم پیچ به ابتدای سیمپیچ بعدی متصل شده است به طوری که آنها مثلث بستهای را تشکیل میدهند. سیمهای خط به راسهای این مثلث وصل میشوند. در اتصال دلتا ولتاژ خط مولد مساوی ولتاژ فاز آن است (U_l=U_ph).

بنابراین ، تغییر از اتصال ستارهای به اتصال دلتا ، ولتاژ خط را تا 1.7 برابر مقدار قبلی کاهش میدهد. اتصال دلتا برای بارگیری فازها به طور متقارن یا تقریبا متقارن به کار میرود. در غیر این صورت جریان در مدار بسته سیم پیچها بسیار شدید خواهد شد که میتواند باعث خرابی مولد شود.

مباحث مرتبط با عنوان:

• آرمیچر
• اتصال ستارهای
• انرژی الکتریکی
• مولد جریان الکتریکی متناوب
• نیروی الکتریکی
• نیروگاه برق
• شدت جریان الکتریکی