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Teledyne LeCroy-Applikationsschrift - Power-3 - Grundlagen der Leistungselektronik Dreiphasige Sinus-Spannungen (D)
In Grundlagen der Leistungselektronik Teil II haben wir kurz die Grundlagen der ein- und dreiphasigen Wechselstromsysteme behandelt. Einphasen-Systeme bestehen, wie wir bereits erwähnt haben, aus einem einzigen Spannungsvektor mit einer Größe (in VAC) und einem Phasenwinkel. Natürlich besteht eine dreiphasige Spannung aus drei Spannungsvektoren und drei Phasenwinkeln. In dieser Ratenzahlung werden die dreiphasigen Wechselspannungen in ähnlich kurzer Form beschrieben.
Wie bereits erwähnt, bestehen dreiphasige sinusförmige Wechselspannungen aus drei Spannungsvektoren (Abbildung 1). Per Definition sind diese Vektoren "symmetrisch", werden durch 120° in der Phase getrennt und sind von gleicher Größe. Darüber hinaus ist die Summe aller drei Spannungen gleich Nullspannungen am zentralen Neutralpunkt.
| Typischerweise werden die drei Phasen als A, B und C bezeichnet. Sie können jedoch auch andere Konventionen sehen, die für diese Bezeichnungen verwendet werden, wie 1, 2 und 3; L1, L2 und L3; und R, S und T. |
| Wie einphasige Spannungen drehen sich dreiphasige Wechselspannungsvektoren mit einer bestimmten Frequenz, die bei Versorgungsspannungen typischerweise 50 oder 60 Hz beträgt. Beim gemeinsamen Drehen behalten die Vektoren ihre 120°-Phasentrennung bei (Abbildung 2). Die Spannung wird vom Versorgungsunternehmen mit einer rotierenden Maschine, d.h. einem "Generator", erzeugt. Der Generator verwendet ein rotierendes Magnetfeld, um eine Spannung in seinem Stator zu erzeugen. Und wieder, wie bei einphasigen Spannungen, haben die resultierenden Spannungsvektoren Größen- und Phasenwerte. Die daraus resultierenden zeitvariablen, "rotierenden" Spannungsvektoren erscheinen als drei sinusförmige Wellenformen. Sie sind um 120° phasenverschoben und haben die gleiche Spitzenamplitude. |
Der Spannungswert wird berechnet als: Vx * sin(α), wobei Vx die Größe des Phasenspannungsvektors und α der Drehwinkel (in Bogenmaß) ist.
Es gibt eine Vielzahl von Gründen für die Verwendung von dreiphasiger Wechselspannung:
Es ist effizienter, Strom mit Drehstromgeneratoren zu erzeugen.
Es ist einfacher, leistungsstarke Transformatoren und Motoren herzustellen.
Hervorragende Steuerungsmöglichkeiten für Motoren mit geringer Leistung
In dreiphasigen Systemen kann die Spannung auf zwei Arten betrachtet und gemessen werden (Abbildung 3). Eine Möglichkeit ist die Messung von Linie zu Linie oder von Phase zu Phase. Solche Messungen können beispielsweise von VA bis VB (oder VA-B zur Vereinfachung) referenziert werden. Die zweite Möglichkeit besteht darin, die Leitung zum Neutralen zu messen, z.B. von neutral nach VA (oder VA-N zur Vereinfachung). Für solche Messungen muss natürlich der Neutralleiter vorhanden und zugänglich sein.
Beachten Sie, dass die Linien-zu-Linien-Vektoren länger sind als die Linien-zu-Neutral-Vektoren. Daher sind die Größen der Leiter-Leiter-Spannungen typischerweise größer als die der Leiter-Neutralspannungen. Es ist üblicher, Leitungsspannungen zu sondieren und zu erfassen, denn obwohl nicht immer ein Sternpunkt vorhanden ist, werden immer die drei Leitungen vorhanden sein. Außerdem können Linien-zu-Linie-Messungen in Linien-zu-Null-Werte umgewandelt werden und umgekehrt. Die Unterschiede zwischen ihnen reduzieren sich auf eine Phasendifferenz von 30° und eine Größendifferenz von √3.
Beim nächsten Mal werden wir uns mit der Art und Weise befassen, wie dreiphasige Verbindungen hergestellt werden können, sowie mit weiteren Details zu den Messungen von Leitung zu Leitung und von Leitung zu Neutralleiter.
Das ist eine Applikationsschrift von Teledyne LeCroy
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