תֵאוּר
1. חיבור כוכבים
חיבור הכוכבים, הידוע גם כחיבור Y.
(1) שיטת חיבור
חבר את הקצוות (או ההתחלות) של שלושת הפיתולים של שנאי תלת-פאזי יחדיו כדי ליצור נקודה ניטרלית (N), בעוד שההתחלה (או הקצוות) של שלושת הפיתולים משמשים כמסופי המוצא.
סמל מעגל: Y
(2) קשר בין מתח לזרם
זהו המאפיין המרכזי של חיבור כוכב.
מתח קו מול מתח פאזה:
מתח פאזה (U_Ph): המתח על פני כל פיתול פאזה, כלומר המתח בין החוט החי (A, B, C) לנקודה הנייטרלית (N).
מתח קו (U_L): המתח בין שני חוטים חיים (כגון A-B, B-C, C-A).
קשר: מתח הקו הוא פי 3 ממתח הפאזה, ומתח הקו מוביל את מתח הפאזה המקביל ב-30 מעלות.
נוסחה: U_L=√3 × U_Ph
זרם קו לעומת זרם שלב:
בחיבור כוכב, הזרם דרך כל פיתול פאזה (זרם פאזה I_Ph) שווה לזרם בקו (זרם קו I_L).
מערכת יחסים: I_L=I_Ph
(3) תכונות עיקריות
יתרונות:
מספק שני סוגי מתח: בשל נוכחותה של נקודה ניטרלית, ניתן לספק בו זמנית גם מתח קו (למשל, 400V) וגם מתח פאזה (למשל, 230V). זהו הבסיס למערכות אספקת חשמל למגורים ומסחריים (380V/220V).
נקודה ניטרלית ניתנת להארקה: הנקודה הנייטרלית ניתנת להארקה ישירה או להארקה באמצעות סליל דיכוי קשת, המסייע להגביל את זרם התקלה ולשפר את בטיחות ויציבות המערכת.
יכול לעמוד בעומסים לא מאוזנים: עם קו ניטרלי, הוא יכול להתמודד היטב עם עומסים תלת-פאזיים לא מאוזנים, מכיוון שהקו הנייטרלי יכול לשאת זרם לא מאוזן.
חסרונות:
המתח שנושא הפיתול (מתח הפאזה) נמוך יחסית, כך שבמקרי מתח גבוה-, דרישת הבידוד לליפוף נמוכה מזו של חיבור דלתא באותה רמת מתח.
2. חיבור דלתא
חיבור דלתא, הידוע גם כחיבור Δ.
(1) שיטת חיבור
חבר את שלושת הפיתולים של שנאי תלת-פאזי מקצה לקצה כדי ליצור משולש סגור. שלוש נקודות החיבור משמשות כמסופי הפלט.
סמל מעגל: D או Δ
(2) יחסי מתח וזרם
מתח קו ומתח פאזה:
בחיבור דלתא, כל פיתול מחובר ישירות בין שני קווים.
קשר: מתח קו שווה למתח פאזה.
נוסחה: U_L=U_Ph
זרם קו וזרם שלב:
זרם הקו (I_L) הוא הזרם הזורם לעומס החיצוני.
זרם פאזה (I_Ph) הוא הזרם הזורם דרך כל פיתול.
קשר: זרם הקו הוא פי 3 מזרם הפאזה ומאחר לזרם הפאזה המקביל ב-30 מעלות.
נוסחה: I_L=√3 × I_Ph
(3) מאפיינים עיקריים
יתרונות:
- אין נקודה נייטרלית: מבנה פשוט, שלושה קווי פלט בלבד, מתאים להעברת מתח גבוה- ויישומים אחרים שבהם אין צורך בנקודה ניטרלית.
- יכול לשאת זרמים הרמוניים שלישיים: בתוך השנאי, חיבור הדלתא יוצר נתיב סגור לזרמים הרמוניים שלישיים, משפר את צורת גל מתח המוצא ומונע עיוות. זה חשוב במיוחד עבור שנאי-הספק גבוה.
- אמינות גבוהה יותר: אם פיתול פאזה אחד נכשל, שני השלבים האחרים יכולים להמשיך לספק חשמל בחיבור V (בתנאים מסוימים).
חסרונות:
- יכול לספק רק רמת מתח אחת.
- אינו יכול לספק ישירות הארקה ניטרלית, ויש לו יכולת הסתגלות לקויה לעומסים לא מאוזנים.
- פיתולים חייבים לעמוד במתח קו, כך שדרישת הבידוד לאותה רמת מתח גבוהה יותר מאשר בחיבור כוכב.
