ત્રણ તબક્કાના ઇલેક્ટ્રિક સર્કિટ - ઇતિહાસ, ઉપકરણ, વોલ્ટેજની લાક્ષણિકતાઓ, વર્તમાન અને પાવર ગણતરીઓ

ટૂંકી ઐતિહાસિક વાર્તા

ઐતિહાસિક રીતે, ફરતી ચુંબકીય ક્ષેત્રની ઘટનાનું વર્ણન કરનાર પ્રથમ નિકોલા ટેસ્લા, અને આ શોધની તારીખ ઓક્ટોબર 12, 1887 માનવામાં આવે છે, જ્યારે વૈજ્ઞાનિકોએ ઇન્ડક્શન મોટર અને પાવર ટ્રાન્સમિશન ટેક્નોલોજી સંબંધિત પેટન્ટ અરજીઓ ફાઇલ કરી હતી. 1 મે, 1888 ના રોજ, યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સમાં, ટેસ્લાને તેની મુખ્ય પેટન્ટ પ્રાપ્ત થશે - પોલિફેસ ઇલેક્ટ્રિક મશીનોની શોધ માટે (એક અસુમેળ ઇલેક્ટ્રિક મોટર સહિત) અને પોલિફેઝ વૈકલ્પિક પ્રવાહના માધ્યમથી વિદ્યુત ઊર્જા પ્રસારિત કરવા માટેની સિસ્ટમ્સ માટે.

આ બાબતે ટેસ્લાના નવીન અભિગમનો સાર જનરેટર, ટ્રાન્સમિશન લાઇન અને વૈકલ્પિક કરંટ મોટર સહિતની એક જ મલ્ટિફેઝ વૈકલ્પિક વર્તમાન સિસ્ટમ તરીકે વીજળીની જનરેશન, ટ્રાન્સમિશન, વિતરણ અને ઉપયોગની સમગ્ર શૃંખલાનું નિર્માણ કરવાની તેમની દરખાસ્ત હતી, જેને ટેસ્લાએ પછી " ઇન્ડક્શન"...

યુરોપિયન ખંડ પર, ટેસ્લાની સંશોધનાત્મક પ્રવૃત્તિની સમાંતર, મિખાઇલ ઓસિપોવિચ ડોલિવો-ડોબ્રોવોલ્સ્કી દ્વારા સમાન સમસ્યાનું નિરાકરણ કરવામાં આવ્યું હતું, જેનું કાર્ય વીજળીના મોટા પાયે ઉપયોગ માટેની પદ્ધતિને ઑપ્ટિમાઇઝ કરવાનો હતો.

નિકોલા ટેસ્લાની બે-તબક્કાની વર્તમાન તકનીકના આધારે, મિખાઇલ ઓસિપોવિચે સ્વતંત્ર રીતે ત્રણ-તબક્કાની ઇલેક્ટ્રિકલ સિસ્ટમ (મલ્ટિફેઝ સિસ્ટમના વિશિષ્ટ કેસ તરીકે) અને એક અસુમેળ ઇલેક્ટ્રિક મોટર એક સંપૂર્ણ ડિઝાઇન સાથે વિકસાવી - "ખિસકોલી પાંજરા" રોટર સાથે. મિખાઇલ ઓસિપોવિચને 8 માર્ચ, 1889ના રોજ જર્મનીમાં એન્જિન માટે પેટન્ટ પ્રાપ્ત થશે.

ડોલિવો-ડોબ્રોવોલ્સ્કી દ્વારા થ્રી-ફેઝ નેટવર્ક ટેસ્લાના સમાન સિદ્ધાંત પર બનેલ છે: ત્રણ-તબક્કા જનરેટર યાંત્રિક ઊર્જાને વિદ્યુતમાં રૂપાંતરિત કરે છે, સપ્રમાણ EMF પાવર લાઇન દ્વારા ગ્રાહકોને આપવામાં આવે છે, જ્યારે ગ્રાહકો ત્રણ-તબક્કાની મોટર અથવા સિંગલ-ફેઝ લોડ (જેમ કે અગ્નિથી પ્રકાશિત દીવા) છે. .

થ્રી-ફેઝ એસી સર્કિટનો ઉપયોગ હજુ પણ વિદ્યુત શક્તિનું ઉત્પાદન, પ્રસારણ અને વિતરણ પ્રદાન કરવા માટે થાય છે. આ સર્કિટ, જેમ કે તેમના નામ સૂચવે છે, ત્રણ ઇલેક્ટ્રિકલ સબસર્કિટમાંથી બનેલા છે, જેમાંના દરેકમાં એક સાઇનસૉઇડલ ઇએમએફ કાર્ય કરે છે. આ EMF સામાન્ય સ્ત્રોતમાંથી જનરેટ થાય છે, સમાન વિસ્તરણ, સમાન ફ્રીક્વન્સીઝ ધરાવે છે, પરંતુ 120 ડિગ્રી અથવા 2/3 pi (ગાળાનો એક તૃતીયાંશ) દ્વારા એકબીજા સાથે તબક્કાની બહાર છે.

ત્રણ-તબક્કાની સિસ્ટમના ત્રણ સર્કિટમાંથી દરેકને એક તબક્કો કહેવામાં આવે છે: પ્રથમ તબક્કો - તબક્કો "A", બીજો તબક્કો - તબક્કો "B", ત્રીજો તબક્કો - તબક્કો "C".

આ તબક્કાઓની શરૂઆત અનુક્રમે A, B અને C અક્ષરો દ્વારા અને તબક્કાઓનો અંત X, Y અને Z દ્વારા સૂચવવામાં આવે છે.સિંગલ ફેઝની સરખામણીમાં આ સિસ્ટમો આર્થિક છે; મોટર માટે સ્ટેટરનું ફરતું ચુંબકીય ક્ષેત્ર મેળવવાની શક્યતા, બે વોલ્ટેજની હાજરી - રેખીય અને તબક્કો.

થ્રી-ફેઝ જનરેટર અને અસુમેળ મોટર્સ

તેથી, ત્રણ તબક્કા જનરેટર એક સિંક્રનસ ઇલેક્ટ્રિકલ મશીન છે જે એકબીજાના સંદર્ભમાં તબક્કાની બહાર (ખરેખર, સમયસર) ત્રણ હાર્મોનિક emfs 120 ડિગ્રી બનાવવા માટે રચાયેલ છે.

આ હેતુ માટે, જનરેટરના સ્ટેટર પર ત્રણ-તબક્કાનું વિન્ડિંગ માઉન્ટ કરવામાં આવે છે, જેમાં દરેક તબક્કામાં અનેક વિન્ડિંગ્સ હોય છે, અને સ્ટેટર વિન્ડિંગના દરેક «તબક્કા» ની ચુંબકીય ધરી ભૌતિક રીતે અવકાશમાં એક ત્રીજા ભાગ દ્વારા ફેરવાય છે. અન્ય બે «તબક્કાઓ» ને સંબંધિત વર્તુળ.

વિન્ડિંગ્સની આ ગોઠવણી તેને રોટરના પરિભ્રમણ દરમિયાન ત્રણ-તબક્કાની ઇએમએફની સિસ્ટમ મેળવવાની મંજૂરી આપે છે. અહીં રોટર એક કાયમી ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટ છે જે તેના પર સ્થિત ફીલ્ડ કોઇલના પ્રવાહથી ઉત્સાહિત છે.

પાવર પ્લાન્ટમાં ટર્બાઇન રોટરને સતત ગતિએ ફેરવે છે, રોટરના ચુંબકીય ક્ષેત્ર તેની સાથે ફરે છે, ચુંબકીય ક્ષેત્રની રેખાઓ સ્ટેટર વિન્ડિંગ્સના વાયરને પાર કરે છે, પરિણામે, સમાન આવર્તન સાથે પ્રેરિત સિનુસોઇડલ ઇએમએફની સિસ્ટમ. ( 50 હર્ટ્ઝ) મેળવવામાં આવે છે, તે સમયગાળાના ત્રીજા ભાગ દ્વારા સમયાંતરે એક સંબંધિત બીજામાં સ્થાનાંતરિત થાય છે.

EMF નું કંપનવિસ્તાર રોટરના ચુંબકીય ક્ષેત્રના ઇન્ડક્શન અને સ્ટેટર વિન્ડિંગમાં વળાંકની સંખ્યા દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે, અને આવર્તન રોટરના પરિભ્રમણની કોણીય ગતિ દ્વારા નક્કી કરવામાં આવે છે. જો આપણે વિન્ડિંગ A ના પ્રારંભિક તબક્કાને શૂન્યની બરાબર લઈએ, તો પછી સપ્રમાણતાવાળા ત્રણ-તબક્કાના EMF માટે તમે ત્રિકોણમિતિ કાર્યો (રેડિયન અને ડિગ્રીમાં તબક્કો) ના સ્વરૂપમાં લખી શકો છો:

વધુમાં, EMF ના અસરકારક મૂલ્યોને જટિલ સ્વરૂપમાં રેકોર્ડ કરવું શક્ય છે, તેમજ ગ્રાફિકલ સ્વરૂપમાં તાત્કાલિક મૂલ્યોના સમૂહને પ્રદર્શિત કરવું શક્ય છે (જુઓ આકૃતિ 2):

વેક્ટર ડાયાગ્રામ સિસ્ટમના ત્રણ EMF ના તબક્કાઓના પરસ્પર વિસ્થાપનને પ્રતિબિંબિત કરે છે, અને જનરેટરના રોટરના પરિભ્રમણની દિશાને આધારે, તબક્કાના પરિભ્રમણની દિશા અલગ હશે (આગળ કે પાછળ). તદનુસાર, નેટવર્ક સાથે જોડાયેલ અસુમેળ મોટરના રોટરના પરિભ્રમણની દિશા અલગ હશે:

જો ત્યાં કોઈ વધારાના અનામત નથી, તો ત્રણ-તબક્કાના સર્કિટના તબક્કાઓમાં EMF નું સીધું ફેરબદલ ગર્ભિત છે. જનરેટર વિન્ડિંગ્સની શરૂઆત અને અંતનું હોદ્દો - અનુરૂપ તબક્કાઓ, તેમજ તેમાં કામ કરતા EMF ની દિશા, આકૃતિમાં બતાવવામાં આવી છે (જમણી બાજુની સમકક્ષ રેખાકૃતિ):

ત્રણ-તબક્કાના લોડને કનેક્ટ કરવા માટેની યોજનાઓ - "સ્ટાર" અને "ડેલ્ટા"

ત્રણ-તબક્કાના નેટવર્કના ત્રણ વાયર દ્વારા લોડ સપ્લાય કરવા માટે, ત્રણ તબક્કાઓમાંથી દરેક ગ્રાહક અનુસાર અથવા ત્રણ-તબક્કાના ગ્રાહકના તબક્કા (વિદ્યુત પ્રાપ્તકર્તા કહેવાતા) અનુસાર કોઈપણ રીતે જોડાયેલ છે.

ત્રણ તબક્કાના સ્ત્રોતને સપ્રમાણ હાર્મોનિક EMF ના ત્રણ આદર્શ સ્ત્રોતોના સમકક્ષ સર્કિટ દ્વારા રજૂ કરી શકાય છે. આદર્શ રીસીવરો અહીં ત્રણ જટિલ અવરોધો Z સાથે રજૂ થાય છે, દરેક સ્ત્રોતના અનુરૂપ તબક્કા દ્વારા આપવામાં આવે છે:

સ્પષ્ટતા માટે, આકૃતિ ત્રણ સર્કિટ બતાવે છે જે એકબીજા સાથે ઇલેક્ટ્રિકલી કનેક્ટેડ નથી, પરંતુ વ્યવહારમાં આવા જોડાણનો ઉપયોગ થતો નથી. વાસ્તવમાં, ત્રણ તબક્કાઓ તેમની વચ્ચે વિદ્યુત જોડાણ ધરાવે છે.

ત્રણ-તબક્કાના સ્ત્રોતો અને ત્રણ-તબક્કાના ઉપભોક્તાઓના તબક્કાઓ એકબીજા સાથે જુદી જુદી રીતે જોડાયેલા છે, અને બે યોજનાઓમાંથી એક - "ડેલ્ટા" અથવા "સ્ટાર" - મોટાભાગે જોવા મળે છે.

સ્ત્રોત તબક્કાઓ અને ઉપભોક્તા તબક્કાઓ વિવિધ સંયોજનોમાં એકબીજા સાથે જોડાયેલા હોઈ શકે છે: સ્ત્રોત સ્ટાર-કનેક્ટેડ છે અને રીસીવર સ્ટાર-કનેક્ટેડ છે, અથવા સ્ત્રોત સ્ટાર-કનેક્ટેડ છે અને રિસીવર ડેલ્ટા-કનેક્ટેડ છે.

તે સંયોજનોના આ સંયોજનો છે જેનો ઉપયોગ મોટાભાગે વ્યવહારમાં થાય છે. "સ્ટાર" યોજના જનરેટર અથવા ટ્રાન્સફોર્મરના ત્રણ "તબક્કાઓ" માં એક સામાન્ય બિંદુની હાજરી સૂચવે છે, આવા સામાન્ય બિંદુને સ્ત્રોતનું તટસ્થ (અથવા રીસીવરનું તટસ્થ, જો આપણે "સ્ટાર" વિશે વાત કરીએ તો) કહેવામાં આવે છે. "ઉપભોક્તાનું).

સ્રોત અને રીસીવરને જોડતા વાયરને લાઇન વાયર કહેવામાં આવે છે, તેઓ જનરેટર અને રીસીવર તબક્કાઓના વિન્ડિંગ્સના ટર્મિનલ્સને જોડે છે. સ્ત્રોતના ન્યુટ્રલ અને રીસીવરના ન્યુટ્રલને જોડતા વાયરને ન્યુટ્રલ વાયર કહેવામાં આવે છે... દરેક તબક્કો એક પ્રકારનો વ્યક્તિગત વિદ્યુત સર્કિટ બનાવે છે, જ્યાં દરેક રીસીવર તેના સ્ત્રોત સાથે વાયરની જોડી દ્વારા જોડાયેલ હોય છે - એક લીટી અને એક તટસ્થ.

જ્યારે સ્ત્રોતના એક તબક્કાનો અંત તેના બીજા તબક્કાની શરૂઆત સાથે, બીજાનો અંત ત્રીજાની શરૂઆત સાથે અને ત્રીજાનો અંત પ્રથમની શરૂઆત સાથે જોડાયેલ હોય છે, ત્યારે આઉટપુટ તબક્કાઓનું આ જોડાણ તેને "ત્રિકોણ" કહેવામાં આવે છે. એકબીજા સાથે સમાન રીતે જોડાયેલા ત્રણ પ્રાપ્ત વાયરો પણ "ત્રિકોણ" સર્કિટ બનાવે છે, અને આ ત્રિકોણના શિરોબિંદુઓ એકબીજા સાથે જોડાયેલા છે.

આ સર્કિટમાં દરેક સ્ત્રોત તબક્કો રીસીવર સાથે તેના પોતાના વિદ્યુત સર્કિટ બનાવે છે, જ્યાં જોડાણ બે વાયર દ્વારા રચાય છે. આવા જોડાણ માટે, રીસીવરના તબક્કાઓના નામ વાયર અનુસાર બે અક્ષરો સાથે લખવામાં આવે છે: ab, ac, ca. તબક્કાના પરિમાણો માટેના સૂચકાંકો સમાન અક્ષરો દ્વારા સૂચવવામાં આવે છે: જટિલ પ્રતિકાર Zab, Zac, Zca .

તબક્કો અને રેખા વોલ્ટેજ

સ્ત્રોત, જેનો વિન્ડિંગ "સ્ટાર" સ્કીમ અનુસાર જોડાયેલ છે, તેમાં ત્રણ-તબક્કાના વોલ્ટેજની બે સિસ્ટમ્સ છે: તબક્કો અને રેખા.

તબક્કો વોલ્ટેજ - લાઇન કંડક્ટર અને શૂન્ય વચ્ચે (એક તબક્કાના અંત અને શરૂઆત વચ્ચે).

લાઇન વોલ્ટેજ - તબક્કાઓની શરૂઆત વચ્ચે અથવા રેખા વાહક વચ્ચે. અહીં, ઉચ્ચ સંભવિતના સર્કિટ બિંદુથી નીચલા સંભવિતના બિંદુ સુધીની દિશા એ વોલ્ટેજની હકારાત્મક દિશા માનવામાં આવે છે.

જનરેટર વિન્ડિંગ્સના આંતરિક પ્રતિકાર અત્યંત નાના હોવાથી, તેમની સામાન્ય રીતે અવગણના કરવામાં આવે છે, અને તબક્કાના વોલ્ટેજને EMF ના તબક્કા સમાન ગણવામાં આવે છે, તેથી, વેક્ટર ડાયાગ્રામ પર, વોલ્ટેજ અને EMF સમાન વેક્ટર દ્વારા સૂચવવામાં આવે છે. :

ન્યુટ્રલ પોઈન્ટ પોટેન્શિયલને શૂન્ય તરીકે લેતા, અમે શોધીએ છીએ કે તબક્કો પોટેન્શિયલ સ્ત્રોત તબક્કા વોલ્ટેજ અને રેખા વોલ્ટેજ અને તબક્કા વોલ્ટેજ તફાવતો સમાન હશે. વેક્ટર ડાયાગ્રામ ઉપરના ચિત્ર જેવો દેખાશે.

આવા ડાયાગ્રામ પરનો દરેક બિંદુ ત્રણ-તબક્કાના સર્કિટ પરના ચોક્કસ બિંદુને અનુરૂપ હોય છે, અને રેખાકૃતિ પરના બે બિંદુઓ વચ્ચે દોરવામાં આવેલ વેક્ટર તેથી સર્કિટ પરના અનુરૂપ બે બિંદુઓ વચ્ચેનો વોલ્ટેજ (તેની તીવ્રતા અને તબક્કો) સૂચવે છે જેના માટે રેખાકૃતિ બનાવવામાં આવી છે.

તબક્કાના વોલ્ટેજની સપ્રમાણતાને કારણે, લાઇન વોલ્ટેજ પણ સપ્રમાણ છે. આ વેક્ટર ડાયાગ્રામમાં જોઈ શકાય છે. લાઇન સ્ટ્રેસ વેક્ટર માત્ર 120 ડિગ્રી વચ્ચે શિફ્ટ થાય છે. અને તબક્કા અને રેખા વોલ્ટેજ વચ્ચેનો સંબંધ ડાયાગ્રામના ત્રિકોણમાંથી સરળતાથી મળી આવે છે: તબક્કાના ત્રણ ગણા મૂળ સુધી રેખીય.

માર્ગ દ્વારા, ત્રણ-તબક્કાના સર્કિટ માટે, લાઇન વોલ્ટેજ હંમેશા સામાન્ય કરવામાં આવે છે, કારણ કે માત્ર તટસ્થની રજૂઆત સાથે જ તબક્કાના વોલ્ટેજ વિશે પણ વાત કરવાનું શક્ય બનશે.

"સ્ટાર" માટે ગણતરીઓ

નીચેની આકૃતિ રીસીવરની સમકક્ષ સર્કિટ બતાવે છે, જેનાં તબક્કાઓ "સ્ટાર" દ્વારા જોડાયેલા છે, પાવર લાઇનના વાહક દ્વારા સપ્રમાણ સ્ત્રોત સાથે જોડાયેલા છે, જેનાં આઉટપુટ અનુરૂપ અક્ષરો દ્વારા સૂચવવામાં આવે છે. ત્રણ-તબક્કાના સર્કિટની ગણતરી કરતી વખતે, જ્યારે રીસીવર તબક્કાઓ અને સ્રોત વોલ્ટેજનો પ્રતિકાર જાણીતો હોય ત્યારે રેખા અને તબક્કાના પ્રવાહો શોધવાના કાર્યો ઉકેલવામાં આવે છે.

રેખીય વાહકમાં પ્રવાહોને રેખીય પ્રવાહ કહેવામાં આવે છે, તેમની હકારાત્મક દિશા - સ્ત્રોતથી રીસીવર સુધી. રીસીવરના તબક્કાઓમાંના પ્રવાહો તબક્કાના પ્રવાહો છે, તેમની હકારાત્મક દિશા - તબક્કાની શરૂઆતથી - તેના અંત સુધી, EMF તબક્કાની દિશાની જેમ.

જ્યારે રીસીવરને "સ્ટાર" સ્કીમમાં એસેમ્બલ કરવામાં આવે છે, ત્યારે તટસ્થ વાયરમાં પ્રવાહ હોય છે, તેની હકારાત્મક દિશા - રીસીવરથી - સ્ત્રોત તરફ, નીચેની આકૃતિની જેમ લેવામાં આવે છે.

જો આપણે, ઉદાહરણ તરીકે, અસમપ્રમાણતાવાળા ચાર-વાયર લોડ સર્કિટને ધ્યાનમાં લઈએ, તો તટસ્થ વાયરની હાજરીમાં, સિંકના તબક્કાના વોલ્ટેજ, સ્ત્રોતના તબક્કાના વોલ્ટેજની સમાન હશે. દરેક તબક્કામાં પ્રવાહો ઓહ્મના નિયમ પ્રમાણે છે... અને કિર્ચહોફનો પ્રથમ કાયદો તમને તટસ્થમાં વર્તમાનનું મૂલ્ય શોધવાની મંજૂરી આપશે (ઉપરની આકૃતિમાં તટસ્થ બિંદુ n પર):

આગળ, આ સર્કિટના વેક્ટર ડાયાગ્રામને ધ્યાનમાં લો. તે લાઇન અને તબક્કાના વોલ્ટેજને પ્રતિબિંબિત કરે છે, અસમપ્રમાણ તબક્કાના પ્રવાહોને પણ પ્લોટ કરવામાં આવે છે, રંગમાં અને તટસ્થ વાયરમાં વર્તમાન દર્શાવવામાં આવે છે. તટસ્થ વાહક પ્રવાહ તબક્કા વર્તમાન વેક્ટરના સરવાળા તરીકે રચાયેલ છે.

હવે તબક્કાના ભારને સપ્રમાણ અને સક્રિય-પ્રવાહાત્મક પ્રકૃતિમાં રહેવા દો. ચાલો પ્રવાહો અને વોલ્ટેજનું વેક્ટર ડાયાગ્રામ બનાવીએ, એ હકીકતને ધ્યાનમાં રાખીને કે વર્તમાન એંગલ ફી દ્વારા વોલ્ટેજને પાછળ રાખે છે:

ન્યુટ્રલ વાયરમાં વર્તમાન શૂન્ય હશે. આનો અર્થ એ છે કે જ્યારે સંતુલિત રીસીવર સ્ટાર સાથે જોડાયેલ હોય છે, ત્યારે તટસ્થ વાયરની કોઈ અસર થતી નથી અને સામાન્ય રીતે તેને દૂર કરી શકાય છે. ચાર વાયરની જરૂર નથી, ત્રણ પૂરતા છે.

ત્રણ તબક્કાના વર્તમાન સર્કિટમાં તટસ્થ વાહક

જ્યારે તટસ્થ વાયર પૂરતો લાંબો હોય છે, ત્યારે તે પ્રવાહના પ્રવાહ માટે પ્રશંસનીય પ્રતિકાર પ્રદાન કરે છે. અમે રેઝિસ્ટર Zn ઉમેરીને આ રેખાકૃતિમાં પ્રતિબિંબિત કરીશું.

તટસ્થ વાયરમાંનો પ્રવાહ સમગ્ર પ્રતિકારમાં વોલ્ટેજ ડ્રોપ બનાવે છે, જે રીસીવરના તબક્કાના પ્રતિકારમાં વોલ્ટેજ વિકૃતિ તરફ દોરી જાય છે. તબક્કા સર્કિટ A માટે કિર્ચહોફનો બીજો નિયમ આપણને નીચેના સમીકરણ તરફ દોરી જાય છે, અને પછી આપણે સામ્યતા દ્વારા તબક્કાઓ B અને C ના વોલ્ટેજ શોધીએ છીએ:

સ્ત્રોત તબક્કાઓ સપ્રમાણ હોવા છતાં, રીસીવર તબક્કાના વોલ્ટેજ અસંતુલિત છે. અને નોડલ પોટેન્શિયલ્સની પદ્ધતિ અનુસાર, સ્ત્રોત અને પ્રાપ્તકર્તાના તટસ્થ બિંદુઓ વચ્ચેનો વોલ્ટેજ સમાન હશે (તબક્કાઓના EMF તબક્કાના વોલ્ટેજ સમાન છે):

કેટલીકવાર, જ્યારે તટસ્થ વાહકનો પ્રતિકાર ખૂબ નાનો હોય છે, ત્યારે તેની વાહકતા અનંત હોવાનું માની શકાય છે, જેનો અર્થ છે કે ત્રણ-તબક્કાના સર્કિટના તટસ્થ બિંદુઓ વચ્ચેનો વોલ્ટેજ શૂન્ય માનવામાં આવે છે.

આ રીતે, રીસીવરના સપ્રમાણ તબક્કાના વોલ્ટેજ વિકૃત થતા નથી. દરેક તબક્કામાં વર્તમાન અને તટસ્થ વાહકમાં પ્રવાહ એ ઓહ્મનો નિયમ છે અથવા કિર્ચહોફના પ્રથમ કાયદા અનુસાર:

સંતુલિત રીસીવર તેના દરેક તબક્કામાં સમાન પ્રતિકાર ધરાવે છે.તટસ્થ બિંદુઓ વચ્ચેનો વોલ્ટેજ શૂન્ય છે, તબક્કાના વોલ્ટેજનો સરવાળો શૂન્ય છે અને તટસ્થ વાહકમાં વર્તમાન શૂન્ય છે.

આમ, સ્ટાર-કનેક્ટેડ સંતુલિત રીસીવર માટે, ન્યુટ્રલની હાજરી તેની કામગીરીને અસર કરતી નથી. પરંતુ રેખા અને તબક્કાના વોલ્ટેજ વચ્ચેનો સંબંધ માન્ય રહે છે:

અસંતુલિત સ્ટાર-કનેક્ટેડ રીસીવર, તટસ્થ વાયરની ગેરહાજરીમાં, મહત્તમ તટસ્થ પૂર્વગ્રહ વોલ્ટેજ ધરાવશે (તટસ્થ વહન શૂન્ય છે, પ્રતિકાર અનંત છે):

આ કિસ્સામાં, રીસીવર તબક્કાના વોલ્ટેજની વિકૃતિ પણ મહત્તમ છે. તટસ્થ વોલ્ટેજના નિર્માણ સાથે સ્ત્રોતના તબક્કાના વોલ્ટેજનું વેક્ટર ડાયાગ્રામ આ હકીકતને પ્રતિબિંબિત કરે છે:

દેખીતી રીતે, રીસીવરના પ્રતિકારની તીવ્રતા અથવા પ્રકૃતિમાં ફેરફાર સાથે, તટસ્થ પૂર્વગ્રહ વોલ્ટેજનું મૂલ્ય બહોળી શ્રેણીમાં બદલાય છે, અને વેક્ટર ડાયાગ્રામ પર રીસીવરનો તટસ્થ બિંદુ ઘણી જુદી જુદી જગ્યાએ સ્થિત હોઈ શકે છે. આ કિસ્સામાં, રીસીવરના તબક્કાના વોલ્ટેજ નોંધપાત્ર રીતે અલગ હશે.

આઉટપુટ: સપ્રમાણ લોડ રીસીવરના તબક્કાના વોલ્ટેજને અસર કર્યા વિના તટસ્થ વાયરને દૂર કરવાની મંજૂરી આપે છે; તટસ્થ વાયરને દૂર કરીને અસમપ્રમાણ લોડિંગ તરત જ રીસીવર વોલ્ટેજ અને જનરેટર તબક્કાના વોલ્ટેજ વચ્ચેના સખત જોડાણને દૂર કરવામાં પરિણમે છે — હવે માત્ર જનરેટર લાઇન વોલ્ટેજ લોડ વોલ્ટેજને અસર કરે છે.

અસંતુલિત ભાર તેના પરના તબક્કાના વોલ્ટેજના અસંતુલન તરફ દોરી જાય છે અને વેક્ટર ડાયાગ્રામના ત્રિકોણના કેન્દ્રથી આગળ તટસ્થ બિંદુના વિસ્થાપન તરફ દોરી જાય છે.

તેથી, તટસ્થ વાહક રીસીવરના તબક્કાના વોલ્ટેજને તેની અસમપ્રમાણતાની સ્થિતિમાં અથવા જ્યારે તે લાઇન વોલ્ટેજને બદલે તબક્કા માટે રચાયેલ સિંગલ-ફેઝ રીસીવરોના દરેક તબક્કા સાથે જોડાયેલ હોય ત્યારે તે જરૂરી છે.

તે જ કારણોસર, તટસ્થ વાયરના સર્કિટમાં ફ્યુઝ ઇન્સ્ટોલ કરવું અશક્ય છે, કારણ કે તબક્કાના લોડ પર તટસ્થ વાયર તૂટી જવાની ઘટનામાં, એક વલણ હશે. ખતરનાક ઓવરવોલ્ટેજ માટે.

"ત્રિકોણ" માટે ગણતરીઓ

હવે ચાલો "ડેલ્ટા" યોજના અનુસાર રીસીવરના તબક્કાઓના જોડાણને ધ્યાનમાં લઈએ. આકૃતિ સ્ત્રોત ટર્મિનલ્સ બતાવે છે અને ત્યાં કોઈ તટસ્થ વાયર નથી અને તેને કનેક્ટ કરવા માટે ક્યાંય નથી. આવી કનેક્શન યોજના સાથેનું કાર્ય સામાન્ય રીતે જાણીતા વોલ્ટેજ સ્ત્રોત અને લોડ તબક્કાના પ્રતિકાર સાથેના તબક્કા અને રેખા પ્રવાહોની ગણતરી કરવાનું છે.

જ્યારે લોડ ડેલ્ટા સાથે જોડાયેલ હોય ત્યારે લાઇન કંડક્ટર વચ્ચેના વોલ્ટેજ એ તબક્કાના વોલ્ટેજ હોય ​​છે. લાઇન કંડક્ટરના પ્રતિકાર સિવાય, સ્ત્રોતો અને લાઇન વચ્ચેના વોલ્ટેજને ગ્રાહક તબક્કાઓના લાઇન-ટુ-લાઇન વોલ્ટેજ સાથે સમાન કરવામાં આવે છે. તબક્કાના પ્રવાહો જટિલ લોડ પ્રતિકાર દ્વારા અને વાયર દ્વારા બંધ થાય છે.

તબક્કાના પ્રવાહની હકારાત્મક દિશા માટે, તબક્કાના વોલ્ટેજને અનુરૂપ દિશા, શરૂઆતથી - તબક્કાના અંત સુધી, અને રેખીય પ્રવાહો માટે - સ્ત્રોતથી સિંક સુધી લેવામાં આવે છે. લોડ તબક્કામાં પ્રવાહો ઓહ્મના નિયમ અનુસાર જોવા મળે છે:

તારાથી વિપરીત, "ત્રિકોણ" ની ખાસિયત એ છે કે અહીં તબક્કાના પ્રવાહો રેખીય પ્રવાહો સમાન નથી. ગાંઠો (ત્રિકોણના શિરોબિંદુઓ માટે) માટે કિર્ચહોફના પ્રથમ નિયમનો ઉપયોગ કરીને રેખા પ્રવાહોની ગણતરી કરવા તબક્કાના પ્રવાહોનો ઉપયોગ કરી શકાય છે.અને સમીકરણો ઉમેરીને, આપણે મેળવીએ છીએ કે લોડની સમપ્રમાણતા અથવા અસમપ્રમાણતાને ધ્યાનમાં લીધા વિના, રેખા પ્રવાહોના સંકુલનો સરવાળો ત્રિકોણમાં શૂન્ય જેટલો છે:

સપ્રમાણતાવાળા ભારમાં, રેખા (આ કિસ્સામાં તબક્કાઓ સમાન) વોલ્ટેજ લોડના તબક્કાઓમાં સપ્રમાણ પ્રવાહોની સિસ્ટમ બનાવે છે. તબક્કાના પ્રવાહો તીવ્રતામાં સમાન હોય છે, પરંતુ માત્ર તબક્કામાં સમયગાળાના એક તૃતીયાંશ એટલે કે 120 ડિગ્રીથી અલગ પડે છે. રેખા પ્રવાહો પણ તીવ્રતામાં સમાન હોય છે, તફાવતો માત્ર તબક્કાવાર હોય છે, જે વેક્ટર ડાયાગ્રામમાં પ્રતિબિંબિત થાય છે:

ધારો કે ડાયાગ્રામ ઇન્ડક્ટિવ પ્રકૃતિના સપ્રમાણ ભાર માટે બનાવવામાં આવ્યો છે, તો તબક્કાના પ્રવાહો ચોક્કસ કોણ ફી દ્વારા તબક્કાના વોલ્ટેજની તુલનામાં પાછળ રહે છે. રેખા પ્રવાહો બે તબક્કાના પ્રવાહોના તફાવત દ્વારા રચાય છે (કારણ કે લોડ જોડાણ «ડેલ્ટા» છે) અને તે જ સમયે સપ્રમાણ છે.

રેખાકૃતિમાં ત્રિકોણને જોયા પછી, આપણે સરળતાથી જોઈ શકીએ છીએ કે તબક્કા અને રેખા પ્રવાહ વચ્ચેનો સંબંધ છે:

એટલે કે, "ડેલ્ટા" સ્કીમ અનુસાર જોડાયેલ સપ્રમાણ લોડ સાથે, તબક્કા પ્રવાહનું અસરકારક મૂલ્ય લાઇન વર્તમાનના અસરકારક મૂલ્ય કરતાં ત્રણ ગણું નાનું છે. "ત્રિકોણ" માટે સમપ્રમાણતાની શરતો હેઠળ, ત્રણ તબક્કાઓની ગણતરી એક તબક્કાની ગણતરીમાં ઘટાડો કરે છે. રેખા અને તબક્કો વોલ્ટેજ એકબીજાની સમાન હોય છે, ઓહ્મના નિયમ અનુસાર તબક્કો પ્રવાહ જોવા મળે છે, રેખા પ્રવાહ તબક્કા પ્રવાહ કરતા ત્રણ ગણો વધારે છે.

અસંતુલિત લોડ જટિલ પ્રતિકારમાં તફાવત સૂચવે છે, જે સમાન ત્રણ-તબક્કાના નેટવર્કમાંથી વિવિધ સિંગલ-ફેઝ રીસીવરોને ખવડાવવા માટે લાક્ષણિક છે. અહીં તબક્કાના પ્રવાહો, તબક્કાના ખૂણાઓ, તબક્કાવાર શક્તિ - અલગ હશે.

ચાલો એક તબક્કામાં સંપૂર્ણ રીતે સક્રિય લોડ (ab), બીજામાં સક્રિય-ઇન્ડક્ટિવ લોડ (bc) અને ત્રીજામાં સક્રિય-કેપેસિટીવ લોડ (ca) હોય. પછી વેક્ટર ડાયાગ્રામ આકૃતિમાંના એક જેવું જ દેખાશે:

તબક્કાના પ્રવાહો સપ્રમાણ નથી અને રેખા પ્રવાહો શોધવા માટે તમારે ગ્રાફિકલ બાંધકામો અથવા કિર્ચહોફના પ્રથમ કાયદાના પીક સમીકરણોનો આશરો લેવો પડશે.

"ડેલ્ટા" રીસીવર સર્કિટની એક વિશિષ્ટ વિશેષતા એ છે કે જ્યારે ત્રણ તબક્કાઓમાંથી એકમાં પ્રતિકાર બદલાય છે, ત્યારે અન્ય બે તબક્કાઓની સ્થિતિ બદલાશે નહીં, કારણ કે લાઇન વોલ્ટેજ કોઈપણ રીતે બદલાશે નહીં. માત્ર એક ચોક્કસ તબક્કામાં પ્રવાહ અને ટ્રાન્સમિશન વાયરમાં જે તે લોડ સાથે જોડાયેલ છે તે પ્રવાહો બદલાશે.

આ લાક્ષણિકતાના સંબંધમાં, "ડેલ્ટા" યોજના અનુસાર ત્રણ-તબક્કાની લોડ કનેક્શન યોજના સામાન્ય રીતે અસંતુલિત લોડ સપ્લાય કરવા માટે માંગવામાં આવે છે.

"ડેલ્ટા" યોજનામાં અસમપ્રમાણતાવાળા ભારની ગણતરી કરતી વખતે, પ્રથમ વસ્તુ એ છે કે તબક્કાના પ્રવાહોની ગણતરી કરવી, પછી તબક્કો બદલાય છે, અને તે પછી જ કિર્ચહોફના પ્રથમ કાયદા અનુસાર સમીકરણો અનુસાર રેખા પ્રવાહો શોધો અથવા અમે વેક્ટર ડાયાગ્રામનો આશરો લઈએ છીએ.

થ્રી-ફેઝ પાવર સપ્લાય

ત્રણ-તબક્કાની સર્કિટ, કોઈપણ વૈકલ્પિક વર્તમાન સર્કિટની જેમ, કુલ, સક્રિય અને પ્રતિક્રિયાશીલ શક્તિ દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ છે. તેથી, અસંતુલિત લોડ માટે સક્રિય શક્તિ ત્રણ સક્રિય ઘટકોના સરવાળા જેટલી છે:

પ્રતિક્રિયાશીલ શક્તિ એ દરેક તબક્કામાં પ્રતિક્રિયાશીલ શક્તિઓનો સરવાળો છે:

"ત્રિકોણ" માટે, તબક્કાના મૂલ્યો બદલવામાં આવે છે, જેમ કે:

ત્રણ તબક્કાઓમાંથી દરેકની દેખીતી શક્તિની ગણતરી નીચે પ્રમાણે કરવામાં આવે છે:

દરેક ત્રણ-તબક્કાના રીસીવરની દેખીતી શક્તિ:

સંતુલિત થ્રી-ફેઝ રીસીવર માટે:

સંતુલિત સ્ટાર રીસીવર માટે:

સપ્રમાણ "ત્રિકોણ" માટે:

આનો અર્થ "તારો" અને "ત્રિકોણ" બંને માટે થાય છે:

સક્રિય, પ્રતિક્રિયાશીલ, દેખીતી શક્તિઓ — દરેક સંતુલિત રીસીવર સર્કિટ માટે: