위상 회전

3상 교류 발전기

앞에서 설명한 3상 교류 발전기 설계를 사용하여 자석이 회전할 때 어떤 일이 발생하는지 살펴보겠습니다.

3상 교류 발전기

120°의 위상 각 이동은 세 쌍의 권선의 실제 회전 각도 이동의 함수입니다.

자석이 시계 방향으로 회전하는 경우 권선 3은 권선 2 후에 정확히 120°(교류기 샤프트 회전)의 피크 순간 전압을 생성하고 권선 1 후에 피크 120°에 도달합니다. 자석은 서로 다른 위치에서 각 극 쌍을 통과합니다. 샤프트의 회전 운동.

권선을 배치하기로 결정한 위치에 따라 권선의 AC 전압 파형 간의 위상 변이가 결정됩니다.

권선 1을 위상각(0°)에 대한 "기준" 전압 소스로 만들면 권선 2의 위상각은 -120°(120° 지연 또는 240° 선행)이고 권선 3은 -240° 각도를 갖습니다. (또는 120° 선행).

단계 순서

이 위상 이동 시퀀스에는 명확한 순서가 있습니다. 샤프트의 시계 방향 회전의 경우 순서는 1-2-3입니다(1권을 먼저 감고 2권을 감고 그다음에 3권을 감습니다). 이 순서는 교류 발전기의 샤프트를 계속 회전하는 한 계속 반복됩니다.

시계 방향 회전 단계 순서:1-2-3.

그러나 우리가 역전하면 교류 발전기의 축이 회전하면(반시계 방향으로 돌림) 자석은 반대 순서로 극 쌍을 지날 것입니다. 1-2-3 대신 3-2-1이 있습니다. 이제 권선 2의 파형이 선행됩니다. 지연 대신 1보다 120° 앞서고 3은 2보다 120° 앞서 있습니다. (아래 그림)

반시계 방향 회전 단계 순서:3-2-1.

다상 시스템에서 전압 파형 시퀀스의 순서를 위상 회전이라고 합니다. 또는 단계 시퀀스 . 저항 부하에 전력을 공급하기 위해 다상 전압 소스를 사용하는 경우 위상 회전은 전혀 차이가 없습니다. 1-2-3이든 3-2-1이든 전압 및 전류 크기는 모두 동일합니다.

우리가 곧 보게 될 3상 전력의 일부 응용 프로그램은 위상 회전이 한 방향 또는 다른 방향인지에 달려 있습니다.

위상 시퀀스 감지기

전압계와 전류계는 작동 전원 시스템의 위상 회전이 무엇인지 알려주는 데 쓸모가 없으므로 작업을 수행할 수 있는 다른 종류의 기기가 필요합니다.

독창적인 회로 설계 중 하나는 커패시터를 사용하여 전압과 전류 사이에 위상 변이를 도입한 다음 아래 그림에서 두 표시등의 밝기를 비교하여 시퀀스를 감지하는 데 사용됩니다.

위상 시퀀스 감지기는 두 램프의 밝기를 비교합니다.

두 램프는 필라멘트 저항과 전력량이 동일합니다. 커패시터는 시스템 주파수에서 각 램프의 저항과 거의 같은 양의 리액턴스를 갖도록 크기가 조정됩니다.

커패시터를 램프의 저항과 동일한 값의 저항으로 교체하면 두 램프가 동일한 밝기로 빛나고 회로가 균형을 이룹니다. 그러나 커패시터는 90°와 동일한 회로의 세 번째 레그에서 전압과 전류 사이에 위상 변이를 도입합니다.

0°보다 크고 120° 미만인 이 위상 변이는 위상 3에 대한 위상 변이에 따라 두 램프의 전압 및 전류 값을 왜곡합니다.

상 서열 검출기를 위한 SPICE 분석

다음 SPICE 분석 "위상 회전 검출기 - 시퀀스 =v1-v2-v3"은 어떤 일이 일어날지 보여줍니다. (아래 그림)

위상 시퀀스 검출기용 SPICE 회로

<사전>위상 회전 검출기 -- 시퀀스 =v1-v2-v3 v1 1 0 ac 120 0 죄 v2 2 0 ac 120 120 죄 v3 3 0 ac 120 240 죄 r1 1 4 2650 r2 2 4 2650 c1 3 4 1u .ac lin 1 60 60 .print ac v(1,4) v(2,4) v(3,4) .끝 주파수 v(1,4) v(2,4) v(3,4) 6.000E+01 4.810E+01 1.795E+02 1.610E+02

커패시터의 위상 편이로 인해 위상 1 램프의 전압(노드 1과 4 사이)은 48.1볼트로 떨어지고 위상 2 램프의 전압(노드 2와 4 사이)은 179.5볼트로 상승하여 첫 번째 램프가 됩니다. 어둡고 두 번째 램프는 밝습니다.

위상 시퀀스가 ​​반대인 경우 반대 현상이 발생합니다. "위상 ​​회전 검출기 - 시퀀스 =v3-v2-v1"

<사전>위상 회전 검출기 -- 시퀀스 =v3-v2-v1 v1 1 0 ac 120 240 죄 v2 2 0 ac 120 120 죄 v3 3 0 ac 120 0 죄 r1 1 4 2650 r2 2 4 2650 c1 3 4 1u .ac lin 1 60 60 .print ac v(1,4) v(2,4) v(3,4) .끝 주파수 v(1,4) v(2,4) v(3,4) 6.000E+01 1.795E+02 4.810E+01 1.610E+02

여기에서("위상 회전 감지기 - 시퀀스 =v3-v2-v1") 첫 번째 램프는 179.5볼트를 수신하고 두 번째 램프는 48.1볼트만 수신합니다.

위상 회전이 어떻게 발생하는지(극 쌍이 교류 발전기의 회전 자석을 통과하는 순서)와 교류 발전기의 샤프트 회전을 반대로 하여 위상 회전이 어떻게 변경될 수 있는지 조사했습니다.

그러나 교류기의 축 회전 반전은 일반적으로 전국 그리드에서 공급하는 전력의 최종 사용자에게 열려 있는 옵션이 아닙니다.

핫 와이어 교환

많습니다 교류 발전기 회전을 반대로 하는 것보다 위상 순서를 역전시키는 더 쉬운 방법:3상 부하로 가는 3개의 "핫" 와이어 중 2개를 교환하기만 하면 됩니다.

이 트릭은 3상 전압 소스의 실행 위상 시퀀스를 다시 살펴보면 더 이해가 됩니다.

1-2-3 회전:1-2-3-1-2-3-1-2-3-1-2-3-1-2-3 . . . 3-2-1 회전:3-2-1-3-2-1-3-2-1-3-2-1-3-2-1 . . . 

일반적으로 "1-2-3" 위상 회전으로 지정되는 것은 위의 숫자 문자열에서 왼쪽에서 오른쪽으로 "2-3-1" 또는 "3-1-2"라고도 부를 수 있습니까? 마찬가지로, 반대 회전(3-2-1)은 "2-1-3" 또는 "1-3-2"로 쉽게 불릴 수 있습니다.

3-2-1의 위상 회전으로 시작하여 한 번에 두 개의 와이어를 교체하는 모든 가능성을 시도하고 아래 그림의 결과 시퀀스에 어떤 일이 발생하는지 확인할 수 있습니다.

2개의 전선을 교체할 수 있는 모든 가능성

3개의 "뜨거운" 와이어 중 어떤 쌍을 교체하기로 선택하든 위상 회전은 결국 역전됩니다(1-2-3이 2-1-3, 1-3-2 또는 3-2-로 변경됨). 1, 모두 동등).

검토:

<울>

위상 회전 또는 단계 순서 는 다상 AC 소스의 전압 파형이 각각의 피크에 도달하는 순서입니다. 3상 시스템의 경우 가능한 두 가지 위상 시퀀스(1-2-3 및 3-2-1)만 있으며, 이는 두 가지 가능한 교류기 회전 방향에 해당합니다.

위상 회전은 저항 부하에 영향을 미치지 않지만 위상 회전 감지기 회로의 작동에서 볼 수 있듯이 불균형 무효 부하에는 영향을 미칩니다.

3상 부하에 3상 전력을 공급하는 3개의 "핫" 리드 중 2개를 교체하여 상 회전을 반대로 할 수 있습니다.

관련 워크시트:

<울>

다상 전력 시스템 워크시트