connexion triphasée Wye(Y)
initialement, nous avons exploré l’idée de systèmes d’alimentation triphasés en connectant trois sources de tension ensemble dans ce qui est communément appelé la configuration « Y” (ou « étoile”).
Cette configuration des sources de tension est caractérisée par un point de connexion commun joignant un côté de chaque source., (Figure ci-dessous)
la connexion triphasée « Y” a trois sources de tension connectées à un point commun.
Si nous dessinons un circuit montrant que chaque source de tension est une bobine de fil (enroulement d’alternateur ou de transformateur) et faisons un léger réarrangement, la configuration « Y” devient plus évidente dans la Figure ci-dessous.
triphasé, quatre fils « Y” connexion utilise un « bien commun” quatrième fil.,
Les trois conducteurs s’éloignant des sources de tension (enroulements) vers une charge sont généralement appelés lignes, tandis que les enroulements eux-mêmes sont généralement appelés phases.
dans un système connecté en Y, il peut y avoir ou non (Figure ci-dessous) un fil neutre fixé au point de jonction au milieu, bien qu’il aide certainement à atténuer les problèmes potentiels si un élément d’une charge triphasée ne s’ouvre pas, comme discuté précédemment.
triphasé trois fils « Y” connexion n’utilise pas le fil neutre.,
Valeurs de tension et de courant dans les systèmes triphasés
Lorsque nous mesurons la tension et le courant dans les systèmes triphasés, nous devons être précis quant à l’endroit où nous mesurons.
la Ligne de tension de référence à la quantité de tension mesurée entre deux conducteurs en équilibre système triphasé. Avec le circuit ci-dessus, la tension de ligne est d’environ 208 volts.
La tension de phase fait référence à la tension mesurée aux bornes d’un composant (enroulement de source ou impédance de charge) dans une source ou une charge triphasée équilibrée.
Pour le circuit illustré ci-dessus, la tension de phase est de 120 volts., Les Termes courant de ligne et courant de phase suivent la même logique: le premier fait référence au courant traversant un conducteur de ligne, et le second au courant traversant un composant.
les sources et les charges connectées en Y ont toujours des tensions de ligne supérieures aux tensions de phase et des courants de ligne égaux aux courants de phase., Si la source ou la charge connectée en Y est équilibrée, la tension de ligne sera égale à la tension de phase multipliée par la racine carrée de 3:
cependant, la configuration « Y” n’est pas la seule valide pour connecter des éléments de source ou de charge de tension triphasés ensemble.
configuration Delta triphasé(Δ)
Une autre configuration est connue sous le nom de « Delta”, pour sa ressemblance géométrique avec la lettre grecque du même nom (Δ). Notez attentivement la polarité de chaque enroulement dans la figure ci-dessous.,
triphasé trois fils Δ connexion n’a pas de commune.
à première vue, il semble que trois sources de tension comme celle-ci créeraient un court-circuit, les électrons circulant autour du triangle avec rien d’autre que l’impédance interne des enroulements pour les retenir.
en raison des angles de phase de ces trois sources de tension, cependant, ce n’est pas le cas.,
loi de tension de Kirchhoff dans les connexions Delta
une vérification rapide de ceci est d’utiliser la Loi de tension de Kirchhoff pour voir si les trois tensions autour de la boucle s’additionnent à zéro. S’ils le font, il n’y aura pas de tension à pousser courant autour de et autour de cette boucle, et par conséquent, il n’y aura pas de circulation de courant.
en commençant par l’enroulement supérieur et en progressant dans le sens inverse des aiguilles d’une montre, notre expression KVL ressemble à ceci:
En effet, si nous additionnons ces trois quantités vectorielles ensemble, elles s’additionnent à zéro., Une autre façon de vérifier que ces trois sources de tension peuvent être connectées ensemble dans une boucle sans entraîner de courants de circulation est d’ouvrir la boucle à un point de jonction et de calculer la tension aux bornes de la rupture: (figure ci-dessous)
La tension aux bornes,
En commençant par l’enroulement droit (120 V ∠ 120°) et en progressant dans le sens inverse des aiguilles d’une montre, notre équation KVL ressemble à ceci:
Effectivement, il y aura une tension nulle à travers la coupure, nous indiquant qu’aucun courant ne circulera dans la boucle triangulaire
Après avoir établi qu’une source de tension triphasée connectée à Δ ne se brûlera pas à cause des courants de circulation, nous nous tournons vers son utilisation pratique comme source d’énergie dans les circuits triphasés.,
étant donné que chaque paire de conducteurs de ligne est connectée directement à un seul enroulement dans un circuit Δ, la tension de ligne sera égale à la tension de phase.
inversement, parce que chaque conducteur de ligne se fixe à un nœud entre deux enroulements, le courant de ligne sera la somme vectorielle des deux courants de phase de jonction.,
Sans surprise, les équations résultantes pour une configuration Δ sont les suivantes:
exemple de connexion Delta analyse de Circuit
voyons comment cela fonctionne dans un exemple de circuit: (Figure ci-dessous)
la charge sur la source δ est câblée dans un δ.
avec chaque résistance de charge recevant 120 volts de son enroulement de phase respectif à la source, le courant dans chaque phase de ce circuit sera de 83.,33 ampères:
avantages du système triphasé Delta
ainsi, chaque courant de ligne dans ce système d’alimentation triphasé est égal à 144,34 ampères, ce qui est nettement supérieur aux courants de ligne dans le système connecté en Y que nous avons examiné
on peut se demander si nous avons perdu tous les avantages de la puissance triphasée ici, étant donné que nous avons des courants conducteurs plus importants, ce qui nécessite un fil plus épais et plus coûteux.
La réponse est non., Bien que ce circuit nécessiterait trois conducteurs en cuivre de calibre 1 (à 1000 pieds de distance entre la source et la charge, cela équivaut à un peu plus de 750 livres de cuivre pour l’ensemble du système), il est encore inférieur aux 1000 livres de cuivre requis pour un système monophasé fournissant la même puissance (30 kW) à la même tension (120 volts conducteur à conducteur).
un avantage distinct d’un système Δ-connecté est son absence de fil neutre., Avec un système connecté en Y, un fil neutre était nécessaire au cas où l’une des charges de phase devait s’ouvrir (ou être éteinte), afin d’empêcher les tensions de phase à la charge de changer.
Ce n’est pas nécessaire (ni même possible!) dans un circuit Δ-connecté.
Avec chaque élément de phase de charge directement connecté à travers un enroulement de phase source respectif, la tension de phase sera constante indépendamment des défaillances ouvertes dans les éléments de charge.
Peut-être le plus grand avantage de la source connectée Δ est sa tolérance aux pannes.,
Il est possible que l’un des enroulements d’une source triphasée connectée à Δ ne s’ouvre pas (Figure ci-dessous) sans affecter la tension ou le courant de charge!
Même avec une défaillance de l’enroulement de source, la tension de ligne est toujours de 120 V et la tension de phase de charge est toujours de 120 V. La seule différence est un courant supplémentaire dans les enroulements de source fonctionnels restants.
La seule conséquence d’un enroulement source ne s’ouvrant pas pour une source connectée Δ est une augmentation du courant de phase dans les enroulements restants., Comparez cette tolérance aux pannes avec un système connecté en Y souffrant d’un enroulement open source dans la figure ci-dessous.
Ouvrir « Y” source d’enroulement moitiés de la tension sur les deux charges de Δ connecté la charge.
avec une charge connectée Δ, Deux des résistances subissent une tension réduite tandis qu’une Reste à la tension de ligne d’origine, 208. Une charge connectée en Y subit un sort encore pire (Figure ci-dessous) avec la même défaillance d’enroulement dans une source connectée en Y.,
Open source enroulement d’un « t-t” système de moitiés de la tension sur les deux charges et perd une charge entièrement.
dans ce cas, deux résistances de charge subissent une tension réduite tandis que la troisième perd complètement la tension d’alimentation! Pour cette raison, les sources connectées Δ sont préférées pour la fiabilité.
cependant, si des tensions doubles sont nécessaires (par exemple 120/208) ou préférables pour les courants de ligne inférieurs, les systèmes connectés en Y sont la configuration de choix.,
REVIEW:
- Les conducteurs connectés aux trois points d’une source ou d’une charge triphasée sont appelés lignes.
- Les trois composants comprenant une source ou une charge triphasée sont appelés phases.
- La tension de ligne est la tension mesurée entre deux lignes quelconques dans un circuit triphasé.
- La tension de Phase est la tension mesurée sur un seul composant dans une source ou une charge triphasée.
- Le courant de ligne est le courant traversant une ligne entre une source triphasée et une charge.,
- Le courant de Phase est le courant traversant un composant comprenant une source ou une charge triphasée.
- dans les circuits « y” équilibrés, la tension de ligne est égale à la tension de phase fois la racine carrée de 3, tandis que le courant de ligne est égal au courant de phase.
- dans les circuits Δ équilibrés, la tension de ligne est égale à la tension de phase, tandis que le courant de ligne est égal au courant de phase multiplié par la racine carrée de 3.
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