正如我们在以前的文章中看到的那样,为了简化电路,我们使用的串联和并联电阻组合来降低电路复杂性。此外,对于这些,我们经常使用源转换方法来分析电路。但这些技术不适用于所有类型的网络。
许多电路包括三个终端网络,例如Wye(Y)或星形或TEE(T)和三角洲或PI网络。这些网络是大型网络的一部分,或者自己发生。这些网络的应用领域包括三相网络,匹配的网络和电滤波器等。这些网络是使用另一种称为Star-Delta转换的有用技术来简化的网络。
明星和三角洲网络
在星连接中,组件以这样的方式连接,即所有电阻器或组件的一端连接到共点。通过三个电阻的布置,这个星形网络看起来像一个字母表,这个网络也称为Wye或Y网络。相当于该星连接可以重新绘制为T网络(作为四个终端网络),如下图所示。大多数电路都构成了该T表格网络。
在三角形连接中,每个组件或线圈的终点连接到另一个组件或线圈的起点。它是一个连接到形成三角形的三个组件的系列连接。该名称表示连接看起来像字母表(Δ)。可以重新触发等效的增量网络,看起来像符号PI(或四个终端网络),如图所示。因此,该网络也可以称为PI网络。
三角洲到明星转型
当类似的终端对具有相同的阻抗时,可以实现来自Star-Delta或Delta-star的转换。该转换通过消除节点来产生等效网络。
让我们讨论Delta转换为明星。考虑到RAB,RBC和RCA是三角洲网络中的三个串联电阻,RA和RB和RC是星际网络中的三个电阻。
当在类似的端子对之间测量时,在转换和Delta网络之后产生的等效星形网络将具有相同的电阻。
考虑上述图,其中端子A和C之间的等效电阻是
RA + RC = RCA ||(RAB + RBC)
RA + RC = RCA *(RAB + RBC)/(RAB + RBC + RCA).......................(1)
端子C和B之间的等效电阻是
RB + RC = RBC ||(Rab + RCA)
RB + RC = RBC *(RAB + RCA)/(RAB + RBC + RCA)........................(2)
终端B和A之间是
RB + RA = RAB ||(RCA + RBC)
RB + Ra = Rab *(RCA + RBC)/(RAB + RBC + RCA)........................(3)
通过组合以上1,2和3方程,我们得到
RA + RB + RC =(RABRBC + RBCRCA + RCarab)/(RAB + RBC + RCA)...............(4)
通过从等式4中减去等式2我们得到
RA =(RAB RCA)/(RAB + RBC + RCA)
从等式4中减去等式1我们得到
RB =(RAB RBC)/(RAB + RBC + RCA)
从等式4中减去等式3我们得到
RC =(RBC RCA)/(RAB + RBC + RCA)
这些RA,RB和RC是从Delta等效电路转换的星形网络中的三个电阻值。
RA =(RAB RCA)/(RAB + RBC + RCA)
RB =(RAB RBC)/(RAB + RBC + RCA)
RC =(RBC RCA)/(RAB + RBC + RCA)
通过观察上述三个方程,我们可以说,对于给定终端,星形网络中的等效电阻等于连接到同一终端的两个电阻(在Δ中的乘积除以Delta网络中的总电阻之和。
例子:
考虑下面的图形以将增量转换为明星或Wye电路,其中值Ra = 20欧姆,R2 = 30欧姆和R3 = 50欧姆。
Ra =(R1 R2)/(R1 + R2 + R3)
RB =(R2 R3)/(R1 + R2 + R3)
RC =(R1 R3)/(R1 + R2 + R3)
因此总阻力,RT =(R1 + R2 + R3)
= 20 + 30 + 50
= 100欧姆
Ra =(R1 R2)/(R1 + R2 + R3)
=(20 x 30)/ 100
= 6欧姆
类似地RB =(R2 R3)/(R1 + R2 + R3)
=(30 x 50)/ 100
= 15欧姆
和RC =(R1 R3)/(R1 + R2 + R3)
=(50 x 20)/ 100
= 10欧姆
明星到三角洲转型
使用与RA,RB和RC的恒星的电阻相同的电阻和δ作为RAB,RBC和RCA的Δ。考虑下面所示的电阻器的星形网络,其中通过RA电阻的电流是给出的
ia =(va - vn)/ ra .........(1)
通过在星形网络中的节点N应用KCL然后我们得到
(VA - VN)/ RA +(VB - VN)/ RB +(VC - VN)/ RC
VN [(1 / Ra)+(1 / Rb)+(1 / Rc)] =(Va / Ra)+(VB / RB)+(VC / RC)
Vn = [(Va / Ra)+(Vb / Rb)+(Vc / Rc)] / [(1 / Ra)+(1 / Rb)+(1 / Rc)] ......(2)
在Delta网络电流中A的IS是
IA =(VAB / RAB)+(VAC / RAC)......(3)
从等式1和3我们得到
(va - vn)/ ra =(vab / rab)+(Vac / Rac)........................(4)
从等式2中的等式2代替VN值,并通过简化来实现
rab = ra + rb +((rarb)/ rc)
RAC = RA + RC +((RARC)/ RB)
同样的IB在星际网络中是
IB =(VB - VN)/ RB .........(5)
在三角洲网络中
IB =(VBC / RBC)+(VBA / RBA).....................(6)
通过等式5和6方程式
(VB - VN)/ RB =(VBC / RBC)+(VBA / RBA)..................(7)
通过在等式7中代替等式2和简化之后我们得到
RBC = RB + RC +((RBRC)/ RA)
因此,将Delta网络转换为等效星或WYE网络所需的等式
RAB = RA + RB +((RARB)/ RC)=(RARB + RBRC + RBRC)/ RC
RBC = RB + RC +((RBRC)/ RA)=(RARB + RBRC + RBRC)/ RA
RAC = RA + RC +((RARC)/ RB)=(RARB + RBRC + RBRC)/ RB
通过观察到上述三个方程,我们可以说,在给定的两个端子之间等效的δ电阻等于连接到那些终端的两个电阻(星形)的总和加上相同的两个电阻的产物除以剩余的或第三星反抗。
例子:
将下面的图形视为将星形或WYE转换为Δ的达达电路,其中星形网络中的电阻值作为R1 = 10欧姆,R2 = 5欧姆和R3 = 20欧姆。
对于STAR或WYE到DELTA转换,等效电阻方程(用于此问题)是
R12 = R1 + R2 +((R1R2)/ R3)
R23 = R2 + R3 +((R2R3)/ R1)
R31 = R1 + R3 +((R1R3)/ R2)
通过简化上述等式,我们得到了常见的分子术语
R1R2 + R2R3 + R1R3
= 10 x 5 + 10 x 20 + 20 x 5
= 350欧姆
然后R12 = 350 / R3
= 350/20.
= 17.5欧姆
R23 = 350 / R1
= 350/10
= 35欧姆
R31 = 350 / R2
= 350/5
= 70欧姆