Rafmagn Eining og þrjú fasi Straumur Virkur Ekki-virkur Sýnilegur

Flóki tæki

Það er mjög hugtaklegt og grunnlega að skilja. Til að setja fram orðfara fyrir flóki tæki, þurfum við að byrja á að skoða einfaldan efri net sem hefur spennu og straum sem má lýsa í flóknu formi sem V.ejα og I.ejβ. Þar sem α og β eru horn sem spenna- og straumvektorinn snúa við tilteknum viðmiðunarmörkum. Virkt tæki og óvirkt tæki má reikna með því að margfalda spennu við samokkar straumsins. Það merkir,

Þessi (α − β) er engu að síður hornið milli spennu og straums, svo það er fasamisfall á milli spennu og straums sem venjulega er táknað með φ.
Því miður, getur jafnan verið endurbreytt í,

þar sem, P = VIcosφ og Q = VIsinφ.
Þetta magn S kallast flókin tókraft.
Stærð flókinna tókkrafa, eða |S| = (P2 + Q2)½ er kend sem yfirborðaleg tókraft og eining hennar er volt-amper. Þetta magn er margfeldi virðis spennu og straums. Nú er virði straums beint tengd hitakörfun eins og skilgreint í Joul’s lögum um hitakörfun. Því miður, er styrkur rafbæjar venjulega ákveðinn af hans yfirborðalegri tókraftar fæðingu innan leyfðrar hitskerfisins.
Er athugað að í jöfnunni fyrir flókina tókraft, er liðið Q [ = VIsinφ ] jákvæð þegar φ [= (α − β)] er jákvæð, þ.e. straumur fer eftir spennu sem merkir að beltið sé induktískt. Nýlega er Q neikvæð þegar φ er neikvæð; þ.e. straumur fer á undan spennu sem merkir að beltið sé kapasítískt.

Einfaldur einfasapótkraftur

Eittfásar raforkudreifingarkerfi eru ekki í raun til, en við ætlu að kynnast grunnhugmyndum um eittfásarafl áður en við skoðum nútíma þrjúfásaraflakerfi. Áður en við skoðum eittfásarafl í smáatriðum, skulum við reyna að skilja mismunandi stika raforkukerfa. Raforkukerfi. Þrír grunnstikar raforkukerfa eru rafmótstaða, induktans og kapasítans.

Rafmótstaða

Rafmótstaða er óskiptanleg eiginleiki alls efns sem hún bætir við motstandi straums vegna samskeipa með stöðugum atómum. Hitinn sem myndast af þessu ferli er dreift og köllast ohmsk maktar tap. Þegar straum fer í rafmótstaða, er engin fasamisvís á milli spenna og straums, sem merkir að straumur og spenna eru í sama fasi; vísamis á milli þeirra er núll. Ef I straum fer í rafmótstaða R á t sekúndur, þá er heildarmaktin sem notuð er af rafmótstaðanum I2.R.t. Þetta orkuraf er kölluð virkt orkuraf og samsvarandi orka er kölluð virkt orka.

Induktans

Induktívit er eiginleiki sem veitir induktor möguleik á að geyma orku í magnétiskeild á jákvæðri hálfa hlutverki og gefur þessa orku af sér á neikvæðri hálfa hlutverki einfalds straumsvifis. Ef straumur 'I' fer gegnum spölu með induktív L Henry, þá er orkuröðin sem er geymd í spölunni í formi magnétiskeildar gefin með

Orkunemið sem tengist induktívit er reaktív orka.

Spönnubil

Spönnubil er eiginleiki sem veitir spännubils möguleik á að geyma orku í stöðugri rafkerfi á jákvæðri hálfa hlutverki og gefur hana af sér á neikvæðri hálfa hlutverki straumsvifsins. Orkuröðin sem er geymd á milli tveggja samsíða metalla plátanna með rafspennu V og spönnubili C, er skýrð með

Þessi orka er geymd í formi stöðugrar rafkerfi. Orkunemið sem tengist spännubili er líka reaktív orka.

Virkt orka og reaktív orka

Látum okkur skoða einfaldar stöðu straumkerfi þar sem straumurinn kemur eftir spennunni með horn φ.
Látum augnablikalega spennu v = Vm.sinωt
Þá getur augnablikalegur straumur verið skilgreindur sem i = Im. sin(ωt – φ).
Hvor, Vm og Im eru hæstu gildin af sínuslaga breytandi spennu og straumi áttengt.
Augnablikaleg orka kerfisins er gefin með

Virkt orkurafmagn

Raforka vegna andstæðunar

Skilgreinum fyrst tilfærslu þegar einfaldar stöðu straumkerfið er alveg andstæðulegt, það er að segja hornið milli spennu og straums, dvs. φ = 0 og því,


Af ofangreindri jöfnu er klart að, hvaða gildi ωt sem er, gildi cos2ωt getur ekki verið hærri en 1; þannig að gildi p getur ekki verið neikvæð. Gildi p er alltaf jákvæð óháð augnablikalegri stefnu spennu v og straumsins i, það er að segja orkubilið fer í venjulegri stefnu, dvs. frá uppruna til hlekkjar og p er hraði orkuþrópunar af hlekknum og þetta kallast virk orkurafmagn. Þar sem þetta orkurafmagn er notuð vegna andstæðuverks rafkerfis, þá kallast það einnig oft Raforka vegna andstæðunar.

Reaktiv orka

Induktíva orka

Nú skulum við hugsa um að einfaldur einkafásorkuhringur sé alveg indiktív, það er að straumurinn komist eftir spenna spenna á horni φ = + 90o. Ef við setjum φ = + 90o


Í þessari jöfnu má sjá að orkurinn flæði í víxlandi áttum. Frá 0o til 90o verður hún neikvæð, frá 90o til 180o verður hún jákvæð, frá 180o til 270o verður hún aftur neikvæð og frá 270o til 360o verður hún aftur jákvæð. Þess vegna er þetta orka víxlandi í náttúru með tíðni, tvöfaldri af uppsprettutíðni. Og þar sem orkurinn flæði í víxlandi áttum, dæmi um að frá uppsprettu til vörpun í einu hálfhring og frá vörpun til uppsprettu í næsta hálfhring, er meðaltal gildisins á þessari orku núll. Þess vegna gerir þetta orka ekki neinu gagnlega verk. Þetta orka er kölluð reaktív orka. Og þar sem ofan lýst er reaktív orka tengd fullkomnindktívi hringu, er þetta orka líka kölluð induktíva orka.

Þetta má draga niðurstöðu um að ef hringskilyr eru alveg indiktív, mun orka vera geymd sem magnettengd orka í jákvæðu hálfhringnum og gefin af í neikvæðu hálfhringnum, og hraði þessarar orku er talað fyrir sem reaktív orka indiktís eða einfaldlega induktíva orka, og þessi orka mun hafa jafnt jákvæða og neikvæða hálfhring, og nettogildið verður núll.

Spennuskuravík

Látum nú okkur skoða einafás spennuhring sem er fullkomlega spennuskuraveitt, þ.e. straumur fer fyrir framan spenna um 90o, þannig að φ = – 90o.


Þar af leiðandi er fundið í formúlunni fyrir spennuskuravík að vikin fer í víxlenda áttum. Frá 0o til 90o verður hún jákvæður hálfrás, frá 90o til 180o verður hún neikvæður hálfrás, frá 180o til 270o verður hún aftur jákvæður hálfrás og frá 270o til 360o verður hún aftur neikvæður hálfrás. Þessi vik er því einnig víxlend í náttúru með tíðni, tvöfaldri af spennutíðni. Þar af leiðandi gørir spennuskuravíkin ekki neinu gagnlega verk eins og inductíve vik. Þessi vik er líka reaktiv vik.

Virkt og Reaktivt Efni af Vík

Ofn orkustæða má endurskrifa sem

Þessi yfirferð hefur tvær stöður; fyrsta er Vm. Im.cosφ(1 – cos2ωt) sem aldrei verður neikvæð vegna þess að gildi (1 – cos2ωt) er alltaf stærra eða jafnt og núll en getur ekki verið neikvæð.

Þessi hluti af orkustæðu fyrir einfaldan vélstæðu táknaður með virka orku sem er einnig kölluð raunveruleg orka eða sanna orka. Meðaltal þessa orku mun sjálfsagt hafa eitthvað gildi sem merkir að orkurin gerir eitthvað nýtt og því kallast hún raunveruleg orka eða sumar ári sanna orka. Þessi hluti af orkustæðunni táknaður með virka orku sem er einnig kölluð raunveruleg orka eða sanna orka.
Annar liður er Vm. Im.sinφsin2ωt sem hefur neikvæða og jákvæða hringinn. Þannig að meðaltal þessa hlutar er núll. Þessi hluti er kendur sem virkarhlutur sem fer fram og aftur í línu án þess að gera neitt gagnlegt.
Bæði virka orka og virkarorða hafa sama mælieiningar sem vattns, en til að birta að virkarhlutur táknaður með óvirka orku, er hann mældur í voltampera reaktiv eða VAR.
Einfald orkustæða viðvísar að dreifingarkerfi þar sem allar spennur breytast saman. Hún getur verið búin til með því að snúa flötum í magnafeldi eða með því að færa magnafeldi um staðsettan flöt. Síðan er framleidd veðravexandi spenna og veðravexandi straum sem kallað er einfald spenna og straumur. Ólíkar tegundir af skemmunum svara annað hvort sínum veg á við sínuslega inntak. Við munum skoða allar tegundir af skemmunum einn og sinn sem innihalda raforkustöðu aðeins, kapasítans aðeins og induktans aðeins, og samsetning af þessu þremur og reyna að setja upp einfald orkustæðu.

Einfald orkustæða fyrir fullkomlega raforkustöðu

Skulum skoða reikning á einfaldri raforku fyrir fullt viðbótarhring. Hringur sem samanstendur af fullri ohmviðbót er í gegnum rafspenna V, er sýndur hér að neðan myndinni.

Þar sem, V(t) = stundleg spenna.
Vm = hámarksspenna.
ω = hornhraði í rad/s.

Eftir Ohm's lögum ,

Ef við setjum gildi V(t) inn í ofangreindu jöfnunni fáum við,

Úr jöfnunum (1.1) og (1.5) er ljóst að V(t) og IR eru í sama phasí. Þannig að í tilviki fullrar ohmviðbótar er engin fasadiskrep milli spennu og straums, þ.e. þeir eru í sama phasí eins og sýnt er í mynd (b).

Stundleg orka,

Úr jöfnu einfaldra raforku (1.8) er ljóst að orkan er sammengd af tveimur liðum, einn fastur hluti, d.v.s.

og annar fluktuerandi hluti, d.v.s.

Þar sem gildið er núll fyrir allan hring. Þannig að orka í gegnum fulla ohmviðbót er gefin með og sýnd í mynd (c).

Einfaldar fás vegna straumarafmagns jafna fyrir fullkomlega induktíva afli

Induktor er passív tækni. Þegar AC fer í gegnum induktor, mótmætir hann straumferðinnistraumi í honum með því að búa til bakströmu spenna. Svo, kominn spenna á við snúningu sem ekki gerir fall í honum þarf að jafna bakströmu spennu sem er framleidd. Afli sem samanstendur af fullkomlega induktor við sinuslaga spennuskrár Vrms er sýnt í myndinni hér fyrir neðan.

Við vitum að spenna yfir induktor er gefin sem,

Þannig að úr ofangreindri einfalda fás vegna straumarafmagns jöfnu er ljóst að I kemur eftir V um π/2 eða annars vegar V fer eftir I um π/2, þegar AC fer í gegnum induktor, þ.e. I og V eru ósamfellt eins og sýnt er í mynd (e).

Stundarmætt máttur er gefinn sem,

Hér, einfalda fás vegna straumarafmagns formúla inniheldur aðeins svifandi lið og gildi máttar fyrir allan hring er núll.

Einfaldar fás vegna straumarafmagns jafna fyrir fullkomlega kapasítíva afli

Þegar rafmagnsstraumur fer yfir kapasítör, er hann fyrst hleðinn upp í hámarksverð og svo slepptur. Spönn yfir kapasítör er gefin sem,


Þá er klart úr ofangreindri reikningi á orka einfalds fazavélar af I(t) og V(t) að í tilviki kapasítors fer straumur fyrir framan spönn með horn π/2.


Orka gegn kapasítornum samanstendur aðeins af svifandi orða og gildi orkur fyrir fullan hring er núll.

Orkajafna einfalds fazavélar fyrir RL sveiflu

Hrein ohmiskur viðmiðari og spennuhverfi eru tengd í röð eins og sýnt er á mynd (g) yfir spennaforrit V. Þá verður spennuleit á R VR = IR og á L verður VL = IXL.


Þessar spennuleitar eru sýndar í formi spennutríkants eins og sýnt er á mynd (i). Vigur OA stendur fyrir spennuleit á R = IR, vigur AD stendur fyrir spennuleit á L = IXL og vigur OD stendur fyrir samanlagt VR og VL.

er andhverfa RL aðferðar.
Af vigurmynd er klart að V fer á undan I og fasavísi φ er gefinn af,

Þannig bestur af tveimur liðum, einn fastur liður 0.5 VmImcosφ og annar brotandi liður 0.5 VmImcos(ωt – φ) sem hefur gildi núll fyrir allan hringinn.
Þannig er aðeins fastri hluti sem gefur til staðlaða orkuþróun.
Þannig er orka, p = VI cos Φ = ( rms spenna × rms straumur × cosφ) vattnestr.

I getur verið skipt í tvö rétthyrnda liði Icosφ ásamt V og Isinφ hornrétt á V. Aðeins Icosφ gefur til raunar orku. Þannig kallast aðeins VIcosφ vattarkomulendi eða virkur komulendi og VIsinφ kallast vattarlaus komulendi eða reaktiv komulendi.

Einflæsingsjafna fyrir RC-stöðu

Við vitum að straumur í hreinri spennuvirkni fer á undan spennu og í hreinri ohm-sprettu er hann í samfasa. Þannig fer netstraumur á undan spennu með horni φ í RC-stöðu. Ef V = Vmsinωt verður I = Imsin(ωt + φ).

Orka er eins og í tilviki R-L stöðu. Ólíkt R-L stöðu er orkufaktorinn á undan í R-C stöðu.

Skilgreining á þrívíddar orku

Hefur verið ályktað að framleiðsla á þrívíddar orku sé hagværra en framleiðsla á einvíddar orku. Í þrívíddar orku kerfi eru þrjár spenna og straumsbreytingarnar 120o frá hverri annarri í hverju hringi orku. Það merkir að hver spennubreyting hefur fasamun 120o við aðra spennubreytingu og hver straumsbreyting hefur fasamun 120o við aðra straumsbreytingu. Skilgreining á þrívíddar orku segir að í rafkerfi séu þrjár einvíddar orkur framleiddar af þremur mismunandi orkukerfum. Spennurnar á þessum þremur orkum eru í raun 120o frá hverri annarri í tímafasi. Samhverfa gildir um strauma, sem eru líka 120o frá hverri annarri. Ídealiskt þrívíddar orku kerfi felst í jafnvægu kerfi.

Þriggja fás kerfi er sagt vera ósamstillt þegar að minnsta kosti eitt af þrjú fáspönnunum er ekki jafnt öðrum eða horn milli þessara fása er ekki nákvæmlega 120o.

Forskur Þriggja Fása Kerfis

Það eru margar ástæður vegna þess að þetta orka er meira valin en ein fás orka.

1. Jafnan fyrir ein fás orku er
   
   Sem er tímaþrótt fall. En jafnan fyrir þriggja fása orku er
   
   Sem er óháð tíma fasti. Því er ein fás orka hleypandi. Þetta hefur oftast engan áhrif á lágmettra motorar, en í stærri mettra motorum gerir það of miklar skjálfta. Svo er þriggja fása orka meira valin fyrir hámettra orkubóta.

2. Mettrinn fyrir þriggja fása vél er 1,5 sinnum stærri en sama stærðar ein fása vél.

3. Ein fás sveipa motor hefur enga byrjan stefnu, svo við verðum að gefa nokkurn hjálparaðferð til að byrja, en þriggja fása sveipa motor er sjálfvirkur og þarf ekki neina hjálparaðferð.

4. Orkutaktur og kraftur, báðir eru stærri í þriggja fása kerfi.

Jafna fyrir Þriggja Fása Orku

Fyrir ákveðið, orðmynd þriggja fás afstæða jafna þ.e. fyrir reikning á þriggju fás afstæðu þurfum við að byrja á að skoða fullkomna aðstæðu þar sem þriggju fás kerfið er samhæft. Það merkir að spenna og straumur í hverju fasi eru ólíkir við nágranna sinn með 120o og einnig er amplitúð hverrar straumar bils sama og amplitúð hverrar spennubils sama. Nú er hornmargliðan munurinn milli spennu og straums í hverju fasi þriggju fás afstæðukerfisins φ.

Þá verða spennan og strauman í rauða fasinu
í raun.
Spennan og strauman í gula fasinu verða-
í raun.
Og spennan og strauman í bláa fasinu verða-
í raun.
Því er orðmynd stundlega afls í rauða fasinu -

Líka orðmynd stundlega afls í gula fasinu er -

Líka orðmynd stundlega afls í bláa fasinu er -

Heildarafl þriggju fás afstæðukerfisins er summa af einskvers afls í hverju fasi-

Ofangreind orðmynd af afls sýnir að heildarstundlega afl er fast og jafnt þremur sinnum raunverulega afls per fas. Í tilfelli einfalds fás afls orðmynds fundum við að það voru bæði reynilegt afl og virkt afl, en í tilfelli þriggju fás afls orðmynds er stundlega afl fast. Í raun í þriggju fás kerfi er reynilegt afl í hverju fasi ekki núll, en summa þeirra í hverjum tímapunkti er núll.

Inductíva orka er form af magnettíndu sem fer ákveðinn tíma í rafkerfi. Eining hennar er VAR (Volt Ampere Reactive). Þessi orka getur aldrei verið notuð í AC kerfi. Hins vegar, í DC rafkerfi getur hún verið breytt í hita þegar spennaður fylki eða induktan er tengdur við motastöðu, þá verður orkuflutningurinn í elementinu breyttur í hita. Vörurafkerfis okkar virkar á AC kerfi og mesti hluti af byrjunum sem við notum daglega eru inductíver eða kapasítíver, þannig að inductíva orka er mjög mikilvægt hugtak úr rafmagnsperspektívi.

Uppruni: Electrical4u.

Skýring: Respect the original, good articles worth sharing, if there is infringement please contact delete.