Devre Analizi-II DENEY 10- Üç fazlı devreler

Devre Analizi-II
DENEY 10- Üç fazlı devreler-Yıldız bağlı dengeli besleme
1.1. DENEYİN AMAÇLARI
3 fazlı devrelerin nasıl kurulduğunu, bir fazlı devreler ile aralarındaki farkları, faz ve hat akımlarının,
faz ve hat gerilimlerinin neyi ifade ettiğini öğrenme. Yıldız bağlantı hakkında bilgi edinme.
Kullanılan Malzemeler : 220 V Akkor flamanlı lambalar, Balastlar, 9 µf Kapasitörler, Multimetre,
RLC metre, bağlantı kabloları
1.2. TEORİK BİLGİ
Çok fazlı sistem, gerilimlerinin arasında faz farkı bulunan iki veya daha fazla tek fazlı sistemin
birleştirilmiş halidir. AA ile iki, üç ya da daha fazla devreyi aynı anda araç ya da makinede kullanma
olanağı vardır. Bu durumda, her devreye uygulanan gerilim ve frekans aynı olup devrenin sayısına
göre gerilimler arasında belirli ve eşit faz farkı bulunur. (örneğin, üç fazlı sistemlerde 120o gibi). Çok
fazlı sistemlerin bazı üstünlüklerinden dolayı, elektrik enerjisinin üretimi, iletimi ve dağıtımı çok fazlı
olarak yapılmaktadır.
Çok fazlı sistemlerin bir fazlı sistemlere göre üstünlükleri vardır:
1. Çok fazlı bir jeneratörün veya motorun çıkış gücü, boyutları arasında aynı olan bir fazlı
jeneratörün veya motorun çıkış gücünden fazladır. Böylece, daha güçlü ve verimli makineler
yapılabilir.
2. Transmisyon (İletim) sistemlerinde aynı gücün taşınması için çok fazlı sistemde, bir fazlı
sisteme göre kullanılan bakır daha azdır.
3. Bir fazlı kolektörlü tipler hariç, çok fazlı motorların döndürme momentleri düzgündür. Bir
fazlı motorların döndürme momentleri ise darbe biçimindedir.
4. Kollektörlüler hariç, bir fazlı motorlar, yardımcı sargıları olmadan, kendi kendilerine harekete
geçemezler.
5. Stator tepkisinin darbeli olması nedeniyle bir fazlı jeneratörleri paralel çalıştırmak çok zordur.
Üç fazlı dengeli sistemler:
Üç fazlı sistemin her üç faz hattındaki akımların büyüklükleri birbirine eşit ve aralarında 120° lik faz
farkı varsa üç fazlı sistem dengelidir denir. Dengeli sistemi dengeli yükler oluşturur. Dengeli yüklerin
her bir fazının empedansı büyüklük ve faz yönünden birbirine eşittir.
A
A
a +
Ih
V
R
Uf
C
A
B
A
Ih
+ c
Ih
Ih
If
V
R
Uh
-
+
C
A
B
A
(a)
a +
Ih
Ih
(b)
Şekil 1. (a) Yıldız ve (b) Üçgen bağlantı
R
+
Uf
b
If
+
-
R
n
- -
Uh
N
A
A
R
Uf
R
+ If
Devre Analizi-II
Yıldız bağlı bir sistemde sırasıyla hat ve faz gerilim ve akımlarının ilişkileri (1) ve (2) denklemlerinde
verilmiştir.
U hat = 3U faz
I hat = I faz =
(1)
U faz
Z
=
U hat
3Z
(2)
Üçgen bağlı bir sistemde ise sırasıyla hat ve faz gerilim ve akımlarının ilişkileri (3) ve (4)
denklemlerinde verilmiştir.
U hat = U faz
I hat = 3I faz =
(3)
3U hat
Z
(4)
Dengeli yıldız bağlı bir sistemde:
In = If A + If B + If C = 0
şeklindedir.
Üç fazlı sistemlerde güç:
Üç fazlı bir sistem ister dengeli, ister dengesiz olsun, her bir fazın güçlerinin toplamı, devrenin gücünü
verir.
P = P1 + P2 + P3
(5)
Dengeli devrelerde faz güçleri birbirine eşittir. Bir fazın gücü P faz ile gösterilirse üç fazın gücü:
P = 3Pfaz
(6)
Dengeli devrelerde bir fazın gücü:
P = U faz I faz cos ϕ üç fazlı devrenin ise:
P = 3U faz I faz cos ϕ
(7)
Dengeli yıldız bağlı devrelerde üç faz gücü:
P = 3U hat I hat cos ϕ
(8)
Dengeli üçgen bağlı devrelerde üç faz gücü:
P = 3U hat I hat cos ϕ
Şeklinde olur. Üç fazlı dengeli devrenin görünür ve aktif güçleri sırasıyla:
(9)
Devre Analizi-II
S = 3U hat I hat
(10)
Q = 3U hat I hat sin ϕ
(11)
Şeklindedir.
ÖN HAZIRLIK
Herhangi bir ön hazırlık yapılmayacaktır.
1.4. DENEYİN YAPILIŞI
Uygulanacak Devreler:
a) Yıldız Bağlantı:
A
A
V
a +
Ih
R
Uf
n
- -
Uh
R
Uf
C
A
B
A
Uf
+
Ih
C
A
B
A
(a)
A
A
a +
Ih
c
R
R
B
A
Ih
+
Ih
(c)
Ih
R
n
- R
R
U
U
f
f b
c
+
+
Ih
c
a +
Ih
c
V
c
Uh
Uf
b +
n
- -
L
R
R
C
A
B
A
+
Ih
L
R
Uf
Uf
A
A
A
n
- -
Uh
C
U
f
(b)
Uf
V
Ih
V
R
b
a +
U
h
N
+ c
Ih
A
A
Uf
c
Uf
Ih
(d)
Şekil 2. (a) yıldız bağlı R (ohmik) yük (b) yıldız bağlı nötrü bağlı ohmik yük (c) yıldız bağlı R-C yük (d)
yıldız bağlı R-L yük
L
R
b
+
Devre Analizi-II
Tablo 1.Ölçüm sonuçları
Devre
Şekil 2 (a)
Şekil 2 (b)
Şekil 2 (c)
Şekil 2 (d)
Uf (V)
If (A)
Uh (V)
Ih (A)
Ih (B)
Ih (C)
Yük (Ω)
Devre Analizi-II