Qual é a tensão linear e de fase, qual é a razão?

O fornecimento de eletricidade para cidades, empresas e residências é realizado usando uma rede de três fases. Aconteceu historicamente que máquinas CA trifásicas são usadas para gerar eletricidade e seu consumo (em instalações elétricas). Essa quantidade foi escolhida pelo custo mínimo da criação de um campo magnético rotativo ou do uso dessa energia para gerar eletricidade. Existem também geradores de 6 fases específicos, por exemplo em carros, mas eles são necessários para outros fins. Neste artigo, falaremos sobre o que fase e tensão linear existem em circuitos trifásicos, como eles estão conectados e qual é a diferença.

Tensão CA e sua magnitude

A tensão é diferenciada pela natureza da corrente: alternada e constante. Uma variável pode ter várias formas, o ponto principal é que seu sinal e tamanho mudam com o tempo. Em uma constante, o sinal é sempre da mesma polaridade e o valor pode ser estabilizado ou não.

Em nossas tomadas, a tensão está alternando com uma forma sinusoidal. Seus diferentes valores são diferenciados, os conceitos mais utilizados são instantâneo, amplitude e atuação. Como o nome indica, tensão instantânea é o número de volts em um determinado ponto no tempo. Amplitude é a amplitude do sinusóide em relação a zero em volts, a atuação é parte integrante da função de tensão ao longo do tempo, a razão entre elas é: a atuação é √2 ou 1,41 vezes menor que a amplitude. Aqui está o que parece em um gráfico:

Gráfico de estresse

Tensão trifásica

Nos circuitos trifásicos, dois tipos de tensão são diferenciados - linear e de fase. Para entender suas diferenças, você precisa observar o diagrama e o gráfico vetorial. Abaixo você vê três vetores Ua, Ub, Uc - esses são vetores de tensão ou fase. O ângulo entre eles é de 120 °, às vezes eles dizem 120 graus elétricos. Esse ângulo corresponde ao das máquinas elétricas mais simples entre os enrolamentos (polos).

Diagrama vetorial

Se você refletir o vetor Ub para que sua inclinação seja preservada, mas o início e o fim sejam revertidos, seu sinal será revertido. Em seguida, definimos o início do vetor –Ub no final do vetor Ua, a distância entre o início de Ua e o final –Ub corresponderá ao vetor de tensão linear Uл.

Em palavras simples, vemos que a magnitude da tensão linear é maior que a fase. Vamos analisar o diagrama de tensão em uma rede trifásica.

Três fases no gráfico

A linha vertical vermelha indica a tensão linear entre a fase 1 e a fase 2 e a linha amarela indica a fase 2 de amplitude da fase.

BREVE: A tensão da linha é medida entre fase e fase e a tensão de fase entre fase e zero.

Do ponto de vista dos cálculos, a diferença entre as tensões é determinada pela solução desta fórmula:

Fórmula para calcular Ul

A tensão linear é √3 ou 1,73 vezes maior que a tensão de fase.

A carga na rede trifásica pode ser conectada através de três ou quatro fios. O quarto condutor é neutro (neutro).Dependendo do tipo, a rede pode ser isolada neutra e aterrada. Em geral, com uma carga uniforme, três fases podem ser alimentadas sem um fio neutro. É necessário que as tensões e correntes sejam distribuídas uniformemente e não desequilíbrio de fase, e também como um protetor. Em redes aterradas, em caso de falha, um seccionador automático se rompe na caixa ou o fusível no quadro de distribuição queima, para evitar o risco de choque elétrico.

O melhor de tudo é que, nessa rede, temos simultaneamente duas voltagens que podem ser usadas com base nos requisitos da carga.

Por exemplo: Preste atenção ao painel elétrico na entrada da sua casa. Três fases chegam até você, e uma delas e zero é trazida para o apartamento. Assim, você obtém 220V (fase) nos soquetes e 380V (linear) entre as fases na escada.

Esquemas de conexão dos consumidores em três fases

Todos os motores, aquecedores potentes e outras cargas trifásicas podem ser conectados em um circuito estrela ou delta. Além disso, a maioria dos motores elétricos no boro possui um conjunto de jumpers que, dependendo da posição, formam uma estrela ou um triângulo de enrolamentos, mas mais sobre isso posteriormente. O que é uma mistura de estrelas?

A conexão em estrela envolve a conexão dos enrolamentos do gerador de forma que as extremidades dos enrolamentos sejam conectadas em um ponto e uma carga seja conectada ao início dos enrolamentos. A estrela também conecta os enrolamentos do motor e aquecedores potentes, somente em vez dos enrolamentos eles são elementos de aquecimento.

Vamos falar sobre um motor elétrico como exemplo. Ao conectar seus enrolamentos com uma estrela, uma tensão linear de 380 V é aplicada aos dois enrolamentos, e assim com cada par de fases.

Conexão de enrolamento

Na Figura A, B, C são o início dos enrolamentos e X, Y, Z são as extremidades conectadas a um ponto e esse ponto é aterrado. Aqui você vê uma rede com um neutro aterrado (fio N). Na prática, parece na foto do motor elétrico:

Motor Borno

As extremidades dos enrolamentos são destacadas em um quadrado vermelho, elas são conectadas por jumpers, esse arranjo de jumpers (em linha) indica que eles estão conectados por uma estrela. Em azul - alimentando três fases.

Nesta foto, os primórdios (W1, V1, U1) e os fins (W2, V2, U2) são marcados; observe que eles são deslocados em relação aos primórdios, isso é necessário para uma conexão conveniente em um triângulo:

Conexão do motor

Quando conectado a um triângulo, uma tensão linear é aplicada a cada enrolamento, isso leva ao fato de que grandes correntes fluem. O enrolamento deve ser projetado para essa conexão.

Diagramas de conexão do enrolamento

Cada um dos métodos de comutação tem suas próprias vantagens e desvantagens; alguns motores geralmente alternam de estrela para triângulo durante o processo de inicialização.

Nuances

Continuando a conversa sobre motores, não se pode ignorar a questão de escolher um circuito de comutação. O fato é que geralmente o mecanismo em sua placa de identificação contém a marcação:

Placa de identificação do motor

Na primeira linha, você vê a legenda do triângulo e a estrela, observe que o triângulo vai primeiro. Além disso, 220 / 380V é a tensão no triângulo e na estrela, o que significa que, ao conectar com um triângulo, a tensão linear deve ser igual a 220V. Se a tensão da sua rede for 380 - você precisará conectar o motor à estrela. Enquanto a fase é sempre 1,73 a menos, independentemente do valor linear.

Um ótimo exemplo é o seguinte mecanismo:

Motor 380/660

Aqui, a tensão nominal já é 380/660, o que significa que deve ser conectada com um triângulo para o linear 380, e a estrela foi projetada para ser alimentada por três fases de 660V.

Se em cargas poderosas eles frequentemente operam com valores de tensão interfacial, em 99 %% dos casos, em circuitos de iluminação, eles usam tensão de fase (entre fase e zero). Uma exceção são os guindastes elétricos e similares, onde pode ser usado um transformador com enrolamentos secundários de 220 V. linear, mas essas são as sutilezas e a especificidade de dispositivos específicos. É mais fácil para os iniciantes se lembrarem assim: a tensão de fase é aquela que está na saída entre a fase e o zero, linear - na linha.

Certamente você não sabe:

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