تھری فیز الٹرنیٹنگ کرنٹ

آج کل، یہ دنیا بھر میں سب سے زیادہ عام تین فیز متبادل موجودہ نظام ہے۔

تھری فیز الیکٹرک سرکٹ تین سرکٹس پر مشتمل ایک سسٹم کہلاتا ہے جس میں الٹرنیٹنگ کرنٹ چلتے ہیں، ایک ہی فریکوئنسی کا EMF، فیز سے باہر ایک دوسرے کے ساتھ مدت کے 1/3 (φ=2π/3)۔ اس طرح کے نظام کے ہر انفرادی سرکٹ کو مختصراً اس کا فیز کہا جاتا ہے، اور اس طرح کے سرکٹس میں تین فیز شفٹ شدہ متبادل کرنٹ کے نظام کو صرف تھری فیز کرنٹ کہا جاتا ہے۔

ہمارے پاور پلانٹس میں نصب تقریباً تمام جنریٹر تھری فیز کرنٹ جنریٹر ہیں... خلاصہ یہ ہے کہ اس طرح کا ہر جنریٹر تین الٹرنیٹرز کی ایک الیکٹرک مشین میں ایک کنکشن ہے، اس طرح ڈیزائن کیا گیا ہے کہ ان میں پیدا ہونے والے ای ایم ایف جیسا کہ تصویر میں دکھایا گیا ہے مدت کے ایک تہائی تک ایک دوسرے سے رشتہ دار منتقل ہوا۔ 1۔

چاول۔ 1. تھری فیز کرنٹ جنریٹر کے آرمیچر وائنڈنگز میں EMF کے وقت کے انحصار کے گراف

اس طرح کے جنریٹر کو کس طرح لاگو کیا جاتا ہے اسے انجیر میں سرکٹ سے سمجھنا آسان ہے۔ 2.

چاول۔ 2. تھری فیز کرنٹ جنریٹر کے تین آرمچرز سے منسلک آزاد تاروں کے تین جوڑے لائٹنگ نیٹ ورک کو فیڈ کرتے ہیں۔

الیکٹرک مشین کے سٹیٹر پر تین آزاد آرمچرز موجود ہیں اور ایک دائرے (120O) کے 1/3 کے ذریعے آفسیٹ ہوتے ہیں۔ تمام آرمچرز میں مشترک ایک انڈکٹر الیکٹریکل مشین کے بیچ میں گھومتا ہے جس کی شکل میں خاکہ میں دکھایا گیا ہے۔ مستقل مقناطیس.

ہر کنڈلی میں ایک متبادل EMF کی حوصلہ افزائی کی جاتی ہے۔ ایک ہی فریکوئنسی، لیکن وہ اوقات جب یہ emfs ہر کنڈلی میں صفر (یا زیادہ سے زیادہ) سے گزرتے ہیں ایک دوسرے کی نسبت ایک مدت کے 1/3 کے ذریعے منتقل ہوتے ہیں کیونکہ انڈکٹر ہر ایک کوائل سے 1/3 بعد میں گزرتا ہے۔ پچھلے ایک سے.

تین فیز جنریٹر کا ہر وائنڈنگ ایک آزاد کرنٹ جنریٹر اور برقی توانائی کا ذریعہ ہے۔ تاروں کو ہر ایک کے سرے سے جوڑ کر جیسا کہ تصویر میں دکھایا گیا ہے۔ 2، ہمیں تین آزاد سرکٹس ملیں گے، جن میں سے ہر ایک مخصوص برقی ریسیورز کو طاقت دے سکتا ہے، مثال کے طور پر برقی لیمپ.

اس صورت میں، جذب ہونے والی تمام توانائی کو منتقل کرنا برقی ریسیورز، چھ تاروں کی ضرورت ہوگی۔ تاہم، تھری فیز کرنٹ جنریٹر کے وائنڈنگز کو اس طرح جوڑنا ممکن ہے کہ وہ چار یا حتیٰ کہ تین تاروں کو ہینڈل کریں، یعنی وائرنگ کو نمایاں طور پر محفوظ کریں۔

ان طریقوں میں سے پہلے کو ستارہ کنکشن کہا جاتا ہے (تصویر 3)۔

چاول۔ 3. تین فیز جنریٹر کو ستارے سے جوڑنے پر چار تاروں کا وائرنگ سسٹم۔ لوڈ (برقی لیمپ I، II، III کے گروپ) فیز وولٹیج کے ساتھ فراہم کیے جاتے ہیں۔

ہم کنڈلی 1، 2، 3 کے ٹرمینلز کو آغاز اور ٹرمینلز 1′، 2′، 3′ کو متعلقہ مراحل کے اختتام کہیں گے۔

ستاروں کا تعلق یہ ہے کہ ہم تمام وائنڈنگز کے سروں کو جنریٹر کے ایک نقطے سے جوڑتے ہیں، جسے زیرو پوائنٹ یا نیوٹرل کہا جاتا ہے، اور ہم جنریٹر کو چار تاروں سے بجلی کے ریسیورز سے جوڑتے ہیں: تین نام نہاد لکیری وائنڈنگز 1، 2، 3 کے آغاز سے آنے والی تاریں اور جنریٹر کے زیرو پوائنٹ سے جانے والی غیر جانبدار یا غیر جانبدار تار۔ اس وائرنگ سسٹم کو فور وائر کہا جاتا ہے۔

زیرو پوائنٹ اور ہر فیز کے ماخذ کے درمیان وولٹیج کو فیز وولٹیج کہا جاتا ہے، اور وائنڈنگز کی اصل کے درمیان وولٹیجز، یعنی پوائنٹس 1 اور 2، 2 اور 3، 3 اور 1، کو لائن... فیز کہا جاتا ہے۔ وولٹیج کا مطلب عام طور پر U1، U2، U3، یا عمومی شکل میں Uf اور لائن وولٹیج — U12، U23، U31، یا عمومی شکل میں Ul ہے۔

طول و عرض یا اوسط اقدار کے درمیان مرحلہ اور لائن وولٹیج جب جنریٹر کے وائنڈنگ کو ستارے سے جوڑتے ہیں، تو ایک تناسب ہوتا ہے Ul = √3Uf ≈ 1.73Ue

لہذا، مثال کے طور پر، اگر جنریٹر کا فیز وولٹیج Uf = 220 V ہے، تو جب جنریٹر کے ونڈ کو ستارے میں جوڑتے ہیں تو لائن وولٹیج Ul — 380 V۔

جنریٹر کے تین مرحلوں کی یکساں لوڈنگ کی صورت میں، یعنی ان میں سے ہر ایک میں تقریباً مساوی کرنٹ کے ساتھ، نیوٹرل تار میں کرنٹ صفر ہے... لہذا، اس صورت میں، آپ نیوٹرل تار کو ہٹا سکتے ہیں اور اس سے بھی زیادہ اقتصادی تھری وائر سسٹم پر جائیں۔ اس صورت میں، تمام بوجھ لائن کنڈکٹرز کے متعلقہ جوڑوں کے درمیان جڑے ہوئے ہیں۔

غیر متوازن بوجھ میں، نیوٹرل کنڈکٹر میں کرنٹ صفر نہیں ہوتا، لیکن عام طور پر یہ لائن کنڈکٹر میں کرنٹ سے کم ہوتا ہے۔ لہذا، غیر جانبدار تار لائن تار سے پتلی ہوسکتی ہے.

جب تھری فیز الٹرنیٹنگ کرنٹ چلاتے ہیں، تو وہ کوشش کرتے ہیں کہ مختلف مرحلوں پر بوجھ کو جتنا ممکن ہو برابر بنایا جائے۔اسی لیے، مثال کے طور پر، جب ایک بڑے گھر کے لائٹنگ نیٹ ورک کو چار تاروں والے نظام کے ساتھ ترتیب دیا جاتا ہے، تو ہر اپارٹمنٹ میں ایک نیوٹرل تار اور ایک لکیری اس طرح متعارف کرایا جاتا ہے کہ اوسطاً ہر مرحلہ تقریباً ایک جیسا ہوتا ہے۔ لوڈ

جنریٹر وائنڈنگز کو جوڑنے کا ایک اور طریقہ، جو تین تاروں کی وائرنگ کی بھی اجازت دیتا ہے، ڈیلٹا کنکشن ہے جو انجیر میں دکھایا گیا ہے۔ 4.

چاول۔ 4. مثلث کے ساتھ تین فیز جنریٹر کے وائنڈنگز کا کنکشن ڈایاگرام

یہاں، ہر کنڈلی کا اختتام اگلے ایک کے آغاز سے جڑا ہوا ہے، اس لیے وہ ایک بند مثلث بناتے ہیں، اور لائن کی تاریں اس مثلث کے عمودی حصوں سے جڑی ہوتی ہیں - پوائنٹس 1، 2 اور 3۔ جب ایک مثلث سے جڑا ہوتا ہے، جنریٹر کا لائن وولٹیج اس کے فیز وولٹیج کے برابر ہے: Ul = Ue۔

لہذا، جنریٹر کی ونڈنگ کو ستارے سے ڈیلٹا میں تبدیل کرنے سے نیٹ ورک وولٹیج میں √3 ≈ 1.73 گنا کمی واقع ہوتی ہے... ڈیلٹا کنکشن بھی صرف اسی یا تقریباً ایک ہی فیز لوڈ کے ساتھ جائز ہے۔ بصورت دیگر، وائنڈنگز کے بند لوپ میں کرنٹ بہت مضبوط ہو گا، جو جنریٹر کے لیے خطرناک ہے۔

تھری فیز کرنٹ کا استعمال کرتے وقت، تاروں کے الگ الگ جوڑوں سے کھلائے جانے والے علیحدہ ریسیورز (لوڈز) کو یا تو ستارے میں بھی جوڑا جا سکتا ہے، یعنی ان کا ایک سرا ایک مشترکہ نقطہ سے جڑا ہوا ہے، اور باقی تین آزاد سرے ہیں۔ نیٹ ورک کی لائن تاروں سے یا ایک مثلث کے ساتھ جڑا ہوا ہے، یعنی تمام بوجھ سیریز میں جڑے ہوئے ہیں اور ایک مشترکہ سرکٹ بناتے ہیں، پوائنٹس 1، 2، 3 جن میں سے نیٹ ورک کی لکیری تاریں جڑی ہوئی ہیں۔

انجیر میں۔ 5 تین تاروں والے وائرنگ سسٹم کے ساتھ بوجھ کا ستارہ کنکشن دکھاتا ہے، اور انجیر میں۔6 — چار تاروں والے وائرنگ سسٹم کے ساتھ (اس صورت میں، تمام بوجھ کا مشترکہ نقطہ غیر جانبدار تار سے جڑا ہوا ہے)۔

انجیر میں۔ 7 تین تاروں والے وائرنگ سسٹم کے لیے ڈیلٹا لوڈ کنکشن ڈایاگرام دکھاتا ہے۔

چاول۔ 5. تھری وائر وائرنگ سسٹم کے ساتھ بوجھ کا اسٹار کنکشن

چاول۔ 6. فور وائر وائرنگ سسٹم کے ساتھ بوجھ کا اسٹار کنکشن

چاول۔ 7. تین تاروں والے وائرنگ سسٹم کے ساتھ بوجھ کا ڈیلٹا کنکشن

عملی طور پر، مندرجہ ذیل پر غور کرنا ضروری ہے۔ جب بوجھ ڈیلٹا سے منسلک ہوتے ہیں، تو ہر بوجھ لائن وولٹیج کے نیچے ہوتا ہے، اور جب ستارہ منسلک ہوتا ہے، تو وولٹیج کے تحت √3 گنا کم ہوتا ہے۔ چار تار والے نظام کے معاملے میں، یہ تصویر سے واضح ہے۔ 6. لیکن تین تاروں والے نظام کا بھی یہی حال ہے (تصویر 5)۔

یہاں لائن وولٹیج کے ہر جوڑے کے درمیان، دو بوجھ سیریز میں جڑے ہوئے ہیں، جن میں کرنٹ فیز شفٹ ہوتے ہیں 2π/ 3۔ ہر بوجھ میں وولٹیج متعلقہ نیٹ ورک وولٹیج کے برابر ہوتا ہے جو √3 سے تقسیم ہوتا ہے۔

اس طرح، جب لوڈز کو ستارے سے ڈیلٹا میں بدلتے ہیں، تو ہر بوجھ پر وولٹیجز، اور اس لیے اس میں کرنٹ، √3 ≈ 1.73 گنا بڑھ جاتا ہے۔ اگر، مثال کے طور پر، تین تاروں والے نیٹ ورک کا لائن وولٹیج 380 V ہے، تو جب اسے ستارے میں جوڑا جائے گا (تصویر 5) ہر بوجھ کا وولٹیج 220 V کے برابر ہو گا، اور جب اس سے منسلک ہو گا۔ مثلث (تصویر 7) یہ 380 V کے برابر ہوگا۔

مضمون کی تیاری میں G.S. Landsberg کی تدوین کردہ فزکس کی نصابی کتاب سے معلومات استعمال کی گئیں۔