Neden 3 fazlı ve 1 fazlı güç aktarımı?

Enerji aktarımı neden üç farklı faza sahip üç hat kullanıyor? Neden üç satır aynı fazda değil? Gücü üretmek için kullanılan alternatörlerle mi ilgili, yoksa üç hattın fazları farklı olduğunda daha az kayıp var mı?

^{Benim sorum biraz " Neden üç fazlı güç? Neden daha fazla faz değil? " (Cf. " Neden üç fazlı 120 dereceye kadar dengeliyorsunuz? ") Bunun tersidir .}

Neden üç satır aynı fazda değil?

1. Çünkü o zaman dönüş yolu yoktur.
2. Çünkü tek fazın "dönüşü" yoktur. Üç faz, dönme yönünü belirleyen faz sırası ile dönen bir motor yapmayı çok kolaylaştırır. İki fazı değiştirin ve yön tersine çevrilir.

Üç çizginin fazları tamamen farklı olduğunda daha az kayıp var mı?

1. Üç fazlı güç dağıtımı, tek fazlı güce kıyasla aynı miktarda gücü aktarmak için daha az bakır veya alüminyum gerektirir.
2. Üç fazlı bir motorun boyutu, aynı değerdeki tek fazlı bir motorun boyutundan daha küçüktür.
3. Üç fazlı motorlar, dönen bir manyetik alan üretebildiklerinden kendiliğinden çalışmaya başlar. Tek fazlı motor, yalnızca atımlı bir manyetik alan ürettiği için özel bir başlangıç ​​sargısı gerektirir.
4. Tek fazlı motorlarda, motorlara aktarılan güç, sürekli değişen anlık gücün bir fonksiyonudur. Üç fazda anlık güç sabittir.
5. Tek fazlı motorlar titreşime daha yatkındır. Bununla birlikte, üç fazlı motorlarda, aktarılan güç devir boyunca tekdüzedir ve dolayısıyla titreşimler büyük ölçüde azaltılır.
6. Üç fazlı motorlar daha iyi güç faktörü düzenlemesine sahiptir.
7. Üç faz, düşük dalgalanma ile verimli DC rektifikasyon sağlar.

Şekil 1. Üç fazlı redresörden elde edilen DC.

8. Jeneratörler aynı zamanda tam devir boyunca sabit bir mekanik yük sunarak fayda sağlar, böylece gücü maksimuma çıkarır ve aynı zamanda titreşimi minimuma indirir.

Transistörden iyi cevap. Biraz daha eklemek için: -

Üç faz, kendiliğinden akımdır ve girişime sebep olan voltajla girişim oluşturur. Zamanın herhangi bir noktasında (ve oldukça dengeli bir yükte) manyetik emisyon düşüktür, çünkü tüm manyetik alanlar, akımların dengelenmesi nedeniyle durur.

Uzak alanda net voltaj dengesi var - EMI'yi azaltmak için önemli. Bu, tek faz ve dönüş kablosu için doğru değildir, çünkü yakın uzak alanda görülen net AC voltaj alanı, canlı terminaldeki AC alanının yarısıdır. Bu EMI üretebilir.

Açıkçası, dengesiz koşullar altında net bir manyetik alan olacağına dair bir iddiada bulunabilirsiniz ancak buna karşı koymak için, büyük bir yüksek-güç iletim hattında, dengesizliğin normalde sadece yüzde birkaç olacağı söylenebilir: -

Bu nedenle, dengeli bir 30 A yük için (faz başına), 120 derece dengeden dolayı, her üç mevcut fazın net toplamı sıfırdır.

Diğer bir yararı, DC'ye dönüştürürken, 3 fazın, her zaman iki diyotun iletken olması nedeniyle çok daha düşük bir dalgalanma voltajı üretmesidir: -

Cevaplarımı yalnızca aktarmaya odaklayacağım, genel olarak 3 fazın neden faydalı olduğunu açıklamaksızın, çünkü diğer cevaplar bunu yaptı.

Güç aktarımı bir uzlaşmadır. İletim verimliliği ile dönüşüm kolaylığı arasında bir uzlaşma. Elektrik enerjisini iletmenin en etkili yolu DC'dir. Bu yüzden çoğu süper uzun hat HVDC'dir (yüksek gerilim doğru akım). Bununla birlikte, DC elektrik santralinden göndermek istediğinizde HV'ye ve tüketicilere beslemek istediğinizde LV'ye geri dönmek için en kötüsüdür.

Öte yandan AC dönüştürmek için çok uygun - sadece bir transformatör koymak. Ancak şanzıman berbat. Örneğin. AC enerjinin bir kısmını uzaklaştırır, ancak asıl mesele bu değildir. Sinüzoidal grafiğe bakarsanız, AC kablosunun zamanın% 100'ünde çalışmadığını fark edersiniz. DC kablosu her zaman faydalı akım taşırken (biri% 100 çalışma döngüsü PWM olarak DC'yi düşünebilir), AC kablosu akımın sadece bir kısmını taşır. Bu, aynı tepe voltajı için (hattın yalıtım maliyetini belirleyen) ve aynı tepe akımı için (iletkenlerin boyutunu ve maliyetini belirleyen) AC'nin gücün sadece bir kısmını iletebileceği anlamına gelir.

İşte çok fazlı fikir geliyor. Elbette çok fazlı tek başına bir şey ifade etmiyor, 6 iletkende 3 faza sahip olabilirsiniz (3 çift birbirinden tamamen bağımsızdır). Burada anahtar, fazlar arasındaki tellerin paylaşılmasıdır. Bir savaş gemisindeki sıcak bir ranzaya benziyor - 2 denizci 1 rantayı paylaşıyor, biri uyanıyor ve vardiyası başladığında, diğer vardiyası bitiyor ve uyuyor. Mesele sadece boşa harcanan boş bir ranzaya sahip olmamaktır ve 3-fazlı AC aynı kavram üzerinde çalışır: bir faz "dinlendiğinde", başka bir faz kendi akımını iletmek için tellerinden birini tekrar kullanıyordur. İlk bakışta net değil çünkü çok akıcı, biri yükselirken diğerleri 0'a düşüyor ve hiçbir zaman bir telin kendisinin kendisi olduğu bir zamanın olmadığı bir zaman yok. Ancak amaç, tellerin boşta kalma zamanını yeniden kullanmaktır.

Neden 3? 2 çok küçük olduğundan, 2 kabloda 2 faz olamaz. 3, tüm telleri paylaşabilen minimum faz sayısıdır. Neden dengelemek? Çünkü X iletkenlerinde bir faz, 1 iletken X kat daha kalın olduğu gibi.

3 fazlı sistemi 1 fazlı bir sistemle karşılaştırdığınızda, sadece% 50 daha fazla kablo ekleyerek 3 kat daha fazla akım elde ettiğinizi açıkça görebilirsiniz.

3 fazlı iletim, TWICE tellerini 1 faz kadar etkili kullanır. Böylece, çizgiyi oluştururken yarısı kadar bakır kullanabilirsiniz.