sistem tiga fasa

RAKAN KONGSI INFORMASI

• Semua kuasa arus ulang – alik dijanakan oleh penjana tiga fasa atau janakuasa

• Keluarannya disambung pada sumber tiga fasa melalui cara tiga atau empat pengalir

• Dalam sistem arus ulangalik (AU) satu fasa, apabila satu gegelung diputarkan dan memotong uratdaya magnet, satu voltan AU akan terjana. Sekiranya lebih daripada satu gegelung diputarkan pada aci yang sama, memotong uratdaya magnet yang sama, setiap gegelung akan menjanakan satu voltan AU yang mempunyai amplitud gelombang yang sama tetapi mempunyai beza fasa tertentu antara satu dengan lain.

• Sistem yang menggunakan lebih daripada satu gegelung dinamakan sistem pelbagai-fasa (poly phase). Dengan kata lain, sistem tiga fasa menggunakan tiga gegelung.

PENJANAAN DGE TIGA FASA

Y1

R2

B2 Y2

R1

B1

U S

N

S

120o

120o

R

R’

B’

B

Y

Y’

0o / 360o

N

S

R

R’

B’

B Y

Y’

90o

180o

270o

120o 120o

Medan magnet berputar,

Gegelung kekal

Gegelung berputar,

medan magnet kekal.

R

R’

B’

B Y

Y’

N

S

R

R’

B’

B

Y

Y’

0o / 360o

90o

180o

270o

120o

120o

0o 120o 240o 360o

60o 180o 300o

90o +Em

-Em

120o

270o

60o 180o 300o 0o 120o 240o 360o

+Em

-Em

wt

wt

Y perlu berputar sebanyak 120o untuk menyamai kedudukan R; iaitu kedudukan Y adalah mengekor (lebih lambat) sebanyak 120o berbanding R.

eR = Em sin wt

eY = Em sin (wt -120o)

Hanya fasa-R diperhatikan. Ini sebenarnya bersamaan dengan sistem AU satu fasa.

eR

eY

R

R’

B’

B Y

Y’

240o

240o

60o 180o 300o 0o 120o 240o 360o

+Em

-Em

60o 180o 300o 0o 120o 240o 360o

+Em

-Em

eR eY eB

wt

wt

B perlu berputar sebanyak 240o untuk menyamai kedudukan R; iaitu kedudukan B adalah mengekor (lebih lambat) sebanyak 240o berbanding R.

Ketiga-tiga gelombang fasa digabungkan untuk membentuk gelombang sistem tiga fasa.

eB = Em sin (wt-240o)

R

120o

120o

B Y

eB

Kesimpulan

Fasa R; R sebagai rujukan. eR = Em sin wt

Fasa Y; Y mengekor R sebanyak 1200

eY = Em sin (wt-1200)

Fasa B; B mengekor R sebanyak 2400

(atau B mengekor Y sebanyak 1200) eB = Em sin (wt-2400)

PEMBENTUKAN GELOMBANG TIGA FASA

120o 120o

• vektor fasa R dijadikan sebagai rujukan iaitu pada sudut geometri paksi 00.

• Fasa Y mengekor fasa R sebanyak 1200 mempunyai sudut paksi –1200

• fasa B yang mengekor fasa R sebanyak 2400 mempunyai sudut paksi –2400.

• Gabungan ketiga-tiga vektor fasa akan membentuk satu rajah vektor d.g.e. tiga fasa seperti dalam Rajah (a). Rajah vektor ini boleh disusunaturkan (diputarkan) seperti dalam Rajah (b) untuk keselesaan pandangan; di mana vektor R ditegakkan ke atas dan vektor Y dan B dikaitkan secara relatif kepada vektor rujukan R dengan beza sudut 1200.

Y

120o

-240o

R

B[120o]

[240o]

[0o]

-120o

(-240o)

(-120o)

R

120o

120o

B Y

(a) Susunatur paksi sudut geometri

(b) Susunatur konvensional

PHASING VECTOR

120o

120o 120o

JENIS SAMBUNGAN DALAM LITAR TIGA FASA

• sistem tiga fasa terdiri daripada tiga gegelung berasingan. Setiap gegelung fasa mempunyai dua terminal dan memerlukan dua pengalir untuk tujuan penyambungan. Sebanyak 6 pengalir digunakan dalam sistem tiga fasa

• penyambungan tiga fasa ini adalah lebih rumit dan tinggi kosnya.

• Untuk tujuan mengurangkan bilangan pengalir penyambungan, gegelung tiga fasa biasanya disambungkan dalam dua kaedah

eR

1a

1b

L1

Tamat

Mula

eY

2a

2b

L2

Tamat

Mula

eB

3a

3b

L3

Tamat

Mula

R

R1

Y

Y1

B

B1

Tiga gegelung fasa berasingan

Gegelung pertama

Gegelung kedua

Gegelung ketiga

Untuk tujuan mengurangkan bilangan pengalir

penyambungan, gegelung tiga fasa biasanya

disambungkan dalam dua kaedah:

Sambungan Bintang / Star / Wye ( Y )Sambungan Delta / Jaring ( )

SAMBUNGAN BINTANG / STAR / WYE ( Y )• Dalam sambungan bintang, salah satu

terminal yang sama (1b, 2b, 3b) akan disambungkan bersama pada satu titik yang dipanggil titik bintang atau titik neutral

• Terminal yang satu lagi (1a, 2a, 3a) akan menjadi terminal talian setiap fasa (R, Y dan B) masing-masing

eR

1a

1b

R Tamat

Mula

eY

2a

2b

Y Tamat

Mula

eB

3a

3b

B Tamat

Mula

R

R1

Y

Y1

B

B1 N

eR

R

R1

eY

Y

Y1

eB

BB1

R

Y

B

N

(a) Rajah penyambungan fizikal

(b) Rajah perwakilan konvensional

SAMBUNGAN BINTANG

Vph V L

Iph

IL

SAMBUNGAN DELTA / JARING ( )

• Dalam sambungan delta, ketiga-tiga gegelung akan disambungkan bersama pada terminal-terminal yang tidak sama (1b-2a; 2b-3a; 3b-1a) berlawanan dengan sambungan bintang

• terminal-terminal ‘Mula’ (1b) gegelung-R disambungkan kepada terminal ‘Tamat’ (2a) gegelung-Y, iaitu terminal yang tidak sama bagi dua gegelung berturutan

eR

1a

1b

R Tamat

Mula

eY

2a

2b

Y Tamat

Mula

eB

3a

3b

B Tamat

Mula

R

R1

Y

Y1

B

B1

R

Y

B

eR

eY

YY1

eB

B

B1

R1

R

(a) Rajah penyambungan fizikal

(b) Rajah perwakilan konvensional

SAMBUNGAN DELTA

V L

Iph

ILVph

HUBUNGAN FASA DENGAN TALIAN BAGI VOLTAN DAN ARUS

• Apabila kita membincangkan sistem tiga fasa, perkataan-perkataan yang sering kedengaran adalah fasa (phase) dan talian (line)

• Voltan yang teraruh dalam setiap gegelung adalah dipanggil voltan fasa (VPH); manakala arus yang mengalir melalui gegelung tersebut dikenali sebagai arus fasa (IPH)

• voltan antara mana-mana dua terminal/talian dinamakan voltan talian (VL), dan arus yang mengalir dalam talian dinamakan arus talian (IL)

“voltan fasa VPH , arus fasa (IPH) , voltan talian (VL) , arus talian (IL) terdapat dalam kedua-dua sambungan bintang dan delta. “

HUBUNGAN FASA DENGAN TALIAN BAGI HUBUNGAN FASA DENGAN TALIAN BAGI VOLTAN DAN ARUS DALAM SAMBUNGAN VOLTAN DAN ARUS DALAM SAMBUNGAN BINTANG / STAR BINTANG / STAR

Voltan fasa (VPH) : VR, VY, VB

atau VRN, VYN, VBN

Arus fasa (IPH) : Ir, Iy, Ib

Voltan talian (VL) : VRY, VYB, VBR

Arus talian (IL) : IR, IY, IB

IN = IR+IY+IB

eR = VR

R

R1

eY = VY

Y

Y1

eB = VB

BB1

R

Y

B

N

VRY

VYB

VBR

Voltan

NOTA :NOTA :

Dalam sambungan bintang , voltan adalah berbeza dengan voltan fasa

VL= 3 x VPhe

VPhe = VL

3

ARUSARUS

Ir

Iy

Ib

R

Y

B

N

IR

IN

IY

IB

IR = Ir IY = Iy IB = Ib

IL = IPH

IN = IR + IY + IB

NOTA :

Dalam sambungan bintang, arus talian adalah sama dengan arus fasa

Maka :

IN = IR + IY + IB (campuran dalam vektor )

= 0 (beban seimbang)

PENGALIRAN ARUS SAMBUNGAN STARBEBAN SEIMBANG

10A

10A

Algebra arus adalah sifar

IR + IY + IB = 0

FORMULA SAMBUNGAN STAR

VoltanVL = Vph x 3

Vph =

ArusIL = Iph

Kuasa P = 3 x VL x IL x cos

VL

3

Hubungan fasa dengan talian bagi voltan dan Hubungan fasa dengan talian bagi voltan dan

arus dalam sambungan Delta / Jaringarus dalam sambungan Delta / Jaring

R

Y

B

eR

eY

eB

Ir

Iy

Ib

VR

VY

VB

VRY

VYB

VBR

IR = Ir – Ib

IY = Iy – Ir

IB = Ib – Iy

Voltan fasa (VPH) : VR, VY, VB

Arus fasa (IPH) : Ir, Iy, Ib

Voltan talian (VL) : VRY, VYB, VBR

Arus talian (IL) : IR, IY, IB

Voltan

Nota :Nota :► Dalam sambungan delta, voltan antara terminal (VDalam sambungan delta, voltan antara terminal (VLL) )

sebenarnya adalah sama dengan voltan merentasi sesuatu sebenarnya adalah sama dengan voltan merentasi sesuatu gegelung (Vgegelung (VPHPH))

► Dalam sistem beban seimbang:Dalam sistem beban seimbang: VVRYRY = V = VYBYB = V = VBRBR = V = VLL

VVRR = V = VYY = V = VRR = V = VPHPH

VVLL = V = VPHPH

sambungan delta membentuk satu litar tertutup, maka hasil campur voltan ketiga-tiga gegelung (fasa) adalah sifar :

VVRYRY + V + VYBYB + V + VBRBR = 0 = 0

Arus Arus Dalam sistem delta, arus talian (IL) tidak bersamaan dengan arus fasa (IPH) sesuatu gegelung

arus dalam talian-R (IR) adalah disumbangkan oleh arus fasa-R (Ir) dan arus fasa-B (Ib) ;

IR = Ir – Ib Arus talian R disumbangkan oleh arus fasa R dan B)

R

Y

B

eR

eY

eB

Ir

Iy

Ib

IR = Ir – Ib

IY = Iy – Ir

IB = Ib – Iy

Nota :Nota :

► Dalam sambungan delta, arus talian Dalam sambungan delta, arus talian mempunyai nilai yang berlainan mempunyai nilai yang berlainan

► Arus talian sebenarnya adalah hasil campur Arus talian sebenarnya adalah hasil campur vektor dua arus fasa berturutanvektor dua arus fasa berturutan . .

► arus fasa arus fasa IILL == 3 x I3 x IPhePhe

IIPhePhe = = IIL L

33

• VoltanVL = Vph

• Arus IL = Iph x 3

Iph =

• Kuasa P = 3 x VL x IL x cos

FORMULA SAMBUNGAN DELTA

IL

3

KEBAIKAN SISTEM TIGA FASA

• Dengan bekalan kuasa yang tetap, beban-beban yang disambungkan pada sistem tiga fasa akan mempunyai ciri-ciri kendalian yang baik.

• Jumlah kuasa yang dibekalkan oleh sistem tiga fasa adalah lebih mantap jika dibandingkan dengan sistem satu fasa

• Kebanyakkan beban seperti motor dan janakuasa sistem tiga fasa mudah untuk diselenggarakan.

DIANTARA KEBAIKAN SAMBUNGAN DELTA :

• Mempunyai arus talian yang tinggi

• Mempunyai arus fasa yang rendah – memerlukan saiz kabel yang kecil

DIANTARA KEBAIKAN SAMBUNGAN BINTANG :

• Voltan talian yang tinggi dan arus talian yang rendah membolehkan saiz dawai yang kecil digunakan bagi membekalkan bekalan kepada beban.

• Tidak memerlukan penebatan yang lebih.