Autoservice-mekona.ru

Автомобильный журнал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что будет если подключить две фазы на двигатель

Дом из соломы

  • FAQ о домах из соломы
    • Рейтинг разных домов
  • Чем отличается.
    • Сантехника
    • Электрика
    • Инструменты
    • Cтройматериалы
  • FAQ о растениях
    • Совместимость посадок
    • Все о картошке

В чем разница между фазами электрического тока (фазы 1, 2, 3 )?

Часто можно слышать, как называют электрические сети трёхфазными, двухфазными, реже — однофазными, но иногда подразумевается под этими понятиями не одно и то же. Чтобы не запутаться, давайте разберёмся с тем, чем отличаются эти сети и что имеют в виду, когда говорят, например, про отличия трехфазного от однофазного тока.

При переменном токе провод, подводящий ток — это фаза. Её схемное обозначение L1 (А).

Второй называют нулевым. Обозначение — N.

Значит, для передачи однофазного тока нужно использовать два провода. Называются они фазным и нулевым соответственно.

Передают токи двумя проводами: двумя фазными и двумя нулевыми.

Казалось бы, для передачи тока нужно было задействовать шесть проводов, но, используя соединение источников по схеме «звезда», обходятся тремя (вид схемы похож на латинскую букву Y).

Три провода являются фазными, один — нулевой.

Экономична. Ток без труда передаётся на далёкие расстояния.

Любая пара фазных проводов имеет напряжение 380 В.

Таким образом, электропитание наших домов и квартир может быть однофазным или трёхфазным.

Однофазное электропитание

Однофазноый ток подключают двумя методами: 2-проводным и 3-проводным.

  • При первом (двухпроводном) используют два провода. По одному течёт фазный ток, другой предназначен для нулевого провода. Подобным образом электропитание подведено почти во все, построенные в бывшем СССР, старые дома.
  • При втором — добавляют ещё один провод. Называется он заземление (РЕ). Его предназначение спасать жизнь человека, а приборы от поломки.

Трёхфазное электропитание

Распределение трёхфазного питания по дому выполняется двумя способами: 4-проводным и 5-проводным.

  • Четырёхпроводное подключение выполняется тремя фазными и одним нулевым проводом. После электрощитка для питания розеток и выключателей используют два провода — одну из фаз и нуль. Напряжение между этими проводами 220В.
  • Пятипроводное подключение — добавляется защитный, заземляющий провод (РЕ).

В трёхфазной сети фазы должны нагружаться максимально равномерно. Иначе произойдёт перекос фаз. Результат этого явления весьма плачевен и непредсказуем для человеческой жизни и техники.

От того, какая электропроводка в доме зависит и то, какое электрооборудование можно в неё включать.

Например, заземление, а значит и розетки с заземляющим контактом обязательны, когда в сеть включаются:

  • приборы с большой мощностью — холодильники, печи, обогреватели,
  • электронные бытовые приборы — компьютеры, телевизоры (оно необходимо для отвода статического электричества),
  • устройства, связанные с водой — джакузи, душевые кабины (вода проводник тока).

А для электропитания двигателей (актуальных для частного дома) нужен трёхфазный ток.

Сколько стоит подключение однофазного и трехфазного электричества?

Затраты на расходные материалы и монтаж оборудования планируются также, исходя из наиболее предпочтительного подключения. И если предсказать стоимость розеток, выключателей, светильников трудно (всё зависит от причуд вашей и дизайнерской фантазии), то цены на монтажные работы приблизительно одинаковы. В среднем это:

  • сборка электрощитка, в который устанавливаются автоматы защиты (12 групп) и счетчик стоит от 80$
  • монтаж выключателей и розеток 2-6$
  • установка точечных светильников 1,5-5$ за единицу.

Лично я также задумался про солнечные батареи — на http://220volt.com.ua поизучал немного, теперь пробую структурировать мысли, как и что делать с их подключением.

Поделиться «В чем разница между фазами электрического тока (фазы 1, 2, 3 )?»

Электропоезда переменного тока | Расщепитель фаз

Описание электропоездов и электровозов, расписание поездов, фотографии

Преобразование однофазного тока в трехфазный расщепителем фаз основано на свойстве вращающегося магнитного потока асинхронного электродвигателя наводить в трехфазной статорной обмотке э. д. с, смещенные по времени в соответствии с расположением обмоток на статоре. Для этого используют асинхронные расщепители фаз, которые по своему устройству аналогичны асинхронным трехфазным двигателям с короткозамкнутой обмоткой на роторе.

Если к двум фазам статорной обмотки одного трехфазного асинхронного двигателя подвести однофазное напряжение и ротор его раскрутить каким-либо внешним источником до частоты вращения, примерно равной номинальной, то после этого двигатель будет работать самостоятельно. Если затем подключить две фазы статорной обмотки второго асинхронного двигателя к источнику однофазного напряжения, а третью фазу соединить со свободной фазой статорной обмотки первого двигателя, то по обмоткам второго двигателя будет протекать трехфазный ток и машина будет работать в двигательном режиме. В третьей фазе статорной обмотки первого двигателя, называемого расщепителем фаз, генерируется переменный ток, который вместе с однофазным током источника образует трехфазный переменный ток. Таким образом, трехфазный асинхронный двигатель, будучи подключен двумя фазами своей статорной обмотки к источнику однофазного тока, может преобразовывать однофазный ток в трехфазный, т. е. выполнять функцию расщепителя фаз.

На электропоездах ЭР9М и ЭР9Е две двигательные фазы С1 и СЗ (рис. 74) обмотки статора расщепителя фаз РФ подключают к обмотке тягового трансформатора ВО с напряжением 220 В. Тогда генераторная фаза С2 при вращающемся роторе расщепителя фаз совместно с напряжением питания создают трехфазную систему питания вспомогательных электродвигателей.

При включении контактора КР на фазы С1 и СЗ подается напряжение, и обмотки фаз А н С будут создавать пульсирующее магнитное поле, которое может быть разложено на два вращающихся с одинаковой скоростью, но противоположных по направлению поля.

Токи, индуцируемые в стержнях ротора двумя вращающими полями, взаимодействуя с вращающимися потоками, создают равные по величине и противоположные по направлению магнитные моменты, вследствие чего результирующий вращающий момент будет равен нулю и ротор вращаться не будет.

Если же ротор расщепителя фаз привести во вращение с частотой, меньшей частоты вращения полей, то частота, с которой магнитные поля будут пересекать стержни ротора, будет различной. Поле, направление которого совпадает с направлением вращения ротора, называемое прямым, будет реже пересекать его стержни, чем при неподвижном роторе, а поле с противоположным направлением вращения, называемое обратным, будет пересекать стержни ротора почти с двойной частотой. Токи, наводимые обратным полем, будут демпфировать магнитный поток обратной последовательности, поэтому вращающий момент, создаваемый прямым полем, будет значительно больше тормозящего момента, создаваемого обратным полем, в связи с чем ротор после разгона будет вращаться самостоятельно и даже иметь на своем валу некоторую механическую нагрузку.

Обмотки расщепителя фаз выполнены сдвинутыми в пространстве относительно друг друга. Следовательно, для образования вращающего магнитного поля, необходимого для создания пускового момента, нужно, чтобы и точки в них были сдвинуты во времени. Поэтому при пуске расщепителя фаз (разгоне ротора) точку П генераторной фазы обмотки статора

Рис. 74. Схема включения обмоток статора асинхронного расщепителя фаз на электропоезде переменного тока:

Тр г— тяговый трансформатор: ВО— вспомогательная обмотка; РФ — расщепитель фаз; Д — асинхронный двигатель

Рис. 75. Схема статорной обмотки расщепителя фаз РФ-1Д5

соединяют с началом обмотки другой фазы С1 через пусковой резистор 1?„. Для этого замыкают контакторы КПР, что вызывает появление тока в части витков П-0 генераторной обмотки и небольшого вращающего момента на роторе, достаточного для его быстрого разгона до скорости вращения, близкой к номинальной. По мере разгона вращающий момент прямого поля увеличивается и при достижении скорости, близкой к синхронной, пусковое сопротивление отключается через размыкающие контакты контактора КПР.

При вращении в роторе возникает вторичное магнитное поле, которое, вращаясь вместе с ним, пересекает трехфазную обмотку статора, создавая в ней трехфазную э. д. с, которая отличается лишь некоторой несимметрией напряжения, зависящей от величины нагрузки фаз. Поэтому и обмотка статора (рис. 75) выполнена несимметричной.

Конструктивно расщепитель фаз аналогичен асинхронному двигателю с ко-роткозамкнутым ротором с беличьей клеткой.

На электропоездах ЭР9М и ЭР9Е установлен расщепитель фаз РФ-1Д5, в котором использована возможность установки на валу расщепителя фаз дополнительной механической нагрузки рабочего вентиляторного колеса для системы охлаждения выпрямительной установки, расположенной под вагоном, сглаживающего реактора и системы охлаждения трансформатора. Расщепитель фаз РФ-1Д5 питается напряжением 220 В, которое подводится к фазам Л и С (см. рис. 74). При пуске между фазами А и В включается пусковой резистор с сопротивлением 0,42 Ом, отключаемый после разгона. Мощность расщепителя фаз в длительном режиме 18 кВт, частота вращения 1470 об/мин при частоте тока 50 Гц, масса 310 кг.

Читать еще:  Как установить дизельный двигатель на мотоблок мтз

В круглый литой из стали остов 2 (рис. 76), имеющий четыре выступа для крепления расщепителя фаз под кузовом вагона, запрессовывают сердечник

статора 1, шихтованный из лакированных листов стали Э-12 толщиной 0 5 мм Сердечник в станине закрепляют шестью шпонками, которые закладывают в специальную канавку равномерно по окружности и приваривают к корпусу Сердечник имеет 48 полуоткрытых пазов, в которые укладывают трехфазную обмотку расщепителя. ■’

Рис. 76. Расщепитель фаз типа РФ-1Д (а — вид спереди и б — вид сбоку):

1 — сердечник статора; 2 _ остов; 3 — сердечник ротора; 4 — вал: 5, 6 — крышки; 7 — выводы (С/. С2, СЗ, О, П); 8- масленка

Крепят обмотку в пазах текстолитовыми клиньями. Лобовые части переплетают стеклолентой. Катушки между собой изолируют стеклоэскапоновой лако-тканью и электрокартоном, а между фазами — гибким миканитом. Обмотка статора соединена в «звезду» и имеет пять выводов: СІ, С2, СЗ (см. рис. 74), начало фаз А, В, С, О — нулевая точка звезды; П — пусковой отвод от вывода С2 (через 28 витков-фазы В), к которому подключается пусковой резистор в момент пуска.

Статор с обмоткой целиком пропитывают в термореактивном лаке с высокой температурой запечки, поэтому выводные концы С1, СЗ выполняют из провода РКГМ с термоустойчивой изоляцией сечением 16 мм2, Я и С2 — 10 мм2, О — 6 мм».

Вывод из статора производят через специально приваренный патрубок, в который вставляется изолирующая втулка из полисилаксановой резины.

Сердечник ротора набирают из листовой электротехнической стали марки Э-12 толщиной 0,5 мм и закрепляют на валу с обеих сторон нажимными шайбами. В листах имеются круглые отверстия для вентиляции ротора и пазы для стержней.

Ротор расщепителя фаз короткозамкнутый с двойной беличьей клеткой. Стержни беличьей клетки выполняются из меди или алюминия и соединяются между собой кольцами. Сопротивление короткозамкнутой обмотки ничтожно мало. Верхняя беличья клетка пусковая, нижняя — рабочая.

На вал ротора напрессовывают втулку, к которой болтами крепят центробежный вентилятор. Охлаждающий воздух проходит через вентиляционный патрубок, машину и выбрасывается в специальные люки в заднем подшипниковом щите. Ротор вращается в двух подшипниках. Со стороны вентилятора установлен шариковый подшипник № 312, а со стороны выходного ко«ца вала, на который насаживается рабочее колесо вентилятора,— роликовый подшипник № 2312.

Расщепитель фаз РФ-1Д5 имеет усиленный передний подшипниковый щит. Это вызвано установкой рабочего вентиляторного колеса для систем вентиляции выпрямительной установки и сглаживающего реактора. Конец вала для посадки колеса у РФ-1Д5 — конический со шпонкой и резьбой на конце для затяжки рабочего колеса.

Технические данные расщепителя фаз, его ротора и статора следующие:

Как в обычной розетке может появиться две фазы?

Нештатная ситуация, при которой в обоих гнездах розетки индикатор напряжения показывает наличие фазы, на практике встречается довольно часто. При этом попытки измерить разность потенциалов между контактами штепсельного разъема не дадут результата, индикатор вольтметра покажет ноль. Соответственно, подключение электроприбора также будет бесполезным. Почему возникают две фазы в розетке и как устранить эту неисправность, Вы узнаете из материалов сегодняшней статьи.

Краткий экскурс в теорию

Сегодня мы не будем сильно углубляться в теоретические основы электротехники, а попытаемся кратко объяснить суть проблемы. Тем, кто желает более детально ознакомиться с данным вопросом, рекомендуем прочитать на нашем сайте серию статей по физике переменного электрического тока.

Штатная установка выключателя.

Приведем в качестве примера фрагмент бытовой электросети, где организовано подключение электролампы освещения и штепсельного разъема (розетки).

Фрагмент бытовой сети с подключением лампы и розетки

Обозначения:

  • L – фаза.
  • N – ноль.
  • Ps – розетка.
  • Sw – выключатель освещения.
  • Lm – лампа.

Как известно, в однофазных цепях электрический ток (Ì) течет от фазы к нулю. В приведенном выше рисунке выключатель SW находится в разомкнутом положении, следовательно, лампа будет обесточена, в чем можно убедиться, измерив напряжение U2. При этом на штепсельном разъеме и части сети до выключателя (отмечено красным) будет оставаться рабочий потенциал U1, соответствующий фазному напряжению. Это штатный режим работы для данной схемы, где выключатель размыкает фазный провод.

Обратим внимание, если производить замеры индикатором напряжения, то он покажет наличие фазы на одном из контактов штепсельного разъема и ее отсутствие на обоих контактах патрона лампы.

Установка выключателя на ноль

Теперь посмотрим, что произойдет, если поменять фазу и ноль местами, или, что чаще встречается на практике, установить выключатель на ноль, а не фазный провод.

Выключатель установлен неправильно

Внешне такое изменение никак не проявит себя. Лампа будет так же, как и в предыдущем примере включаться и выключаться, а на контактах розетки присутствовать разность потенциалов. Но, возникают определенные нюансы, которые проявляются в виде наличия напряжения на контактах патрона и части нулевой линии между лампой и выключателем. В чем несложно убедиться, используя электрический пробник.

Такой вариант подключения несет в себе потенциальную угрозу поражения электротоком при попытке замены или ремонта светильника.

Характерно, что измерения вольтметром наличия напряжения между контактами патрона осветительного прибора не принесут результатов. Прибор покажет «0», поскольку на контактах будет один уровень потенциала фазы.

Резюмируя итоги главы можно констатировать, что неправильное подключение контактов выключателей в распределительной коробке не оказывает значимого влияния на работу электрических приборов, подключенных к розетке. Помимо этого мы выяснили о необходимости комбинированного применения измерительных приборов (вольтметра и пробника).

О наличии второй фазы в розетке

Индикация фазы на двух контактах штепсельной розетки в большинстве случаев не является показателем наличия двух фаз. Чтобы убедиться в этом, достаточно измерить напряжение между контактами мультиметром. Хотя нельзя полностью исключать возможность появления межфазного напряжения, это характерный признак обрыва магистрального нуля с последующим смещением фаз. Предлагаем рассмотреть все возможные варианты, для начала перечислим их:

  • Обрыв нуля на входе.
  • Нарушение электрического контакта одной из линий с нулевой шиной в распределительной коробке.
  • Обрыв нуля с последующим замыканием на фазу.
  • Повреждение магистральной нулевой жилы с последующим смещением фаз.

Характерно, что первых трех вариантах, если подключить прибор к проблемной розетке, то он просто не будет функционировать. Что касается последнего случая, то при смещении фаз велика вероятность выхода из строя всех подключенных к сети электроустройств. С чем это связано, будет рассказано далее.

Обрыв нуля на входе

Одна из характерных неисправностей старой электропроводки – отгорание нуля на нулевой шине (см. А на рис. 3) или пропадание электрического контакта на вводном автомате (В). В большинстве случаев причина кроется в применении алюминиевых проводов, пластичность которых вызывает ослабление контактных соединений. Нарушение качества электрического контакты приводит к повышению его переходного сопротивления, в результате происходит перегорание провода. Заметим, что проблемы могут возникнуть и с медным кабелем, если не обеспечить надежность соединения проводов.

Рисунок 3. Характерные проблемные места: нулевая шина (А) и вводный автомат (В)

При повреждении нулевого провода на вводном автоматическом выключателе в квартире не будет работать не один из бытовых потребителей. Но при этом, если к сети будет подключен хоть один электроприбор, на всех нулевых проводниках установится фазный потенциал (см. А на рис. 4).

Рисунок 4. Примеры обрывов нуля

Если в данной ситуации попробовать измерить напряжение пробником на контактах любой розетки, то покажет наличие фазы на каждом из них. Подключив вольтметр, вы убедитесь, что разность потенциалов между штепсельными разъемами равна нулю.

Чтобы убедиться, что имеет место описанная неисправность, следует отключить от бытовой электросети всех потребителей, включая осветительные и обогревательные приборы. Как только Вы это сделаете, в розетках будет индуцироваться только одна фаза.

Устранить неисправность можно восстановив электрический контакт на входе. Для этого проверьте зажимы АВ и надежность соединений с нулевой шиной.

Повреждение нуля на одной из линий

Пример такой неисправности продемонстрирован на рисунке 4 (В). Как видите, в данном случае наблюдается возникновение обрыва нуля на линии, соединяющей распределительные коробки. Это говорит о том, что на части розеток и других электроточек сохраняться фазные напряжения, а значит, подключенные к ним приборы будут нормально функционировать. Проблемы возникнут только в той линии, где нет контакта с нулевым проводом.

Читать еще:  Через сколько меняют масло в двигателе грузовых автомобилей

Поиск обрыва может вызвать немалые сложности. Мы рекомендуем для начала вскрыть распределительные коробки, между которыми произошел разрыв нуля и проверить качество электрического контакта соединения нулевых проводов. Проще всего это сделать, срезав старое соединение и организовав новое. Напоминаем, что соединение метод холодной скрутки недопустимо.

Если в результате этих манипуляций удалось восстановить соединение, считайте что Вам повезло, поскольку в противном случае потребуется вскрытие штробы или проложение новой трассы.

Ноль оборван и замкнут на фазу

Такая неисправность наиболее характерна для отдельно стоящей группы розеток, на практике такие случаи довольно редки, но, тем не менее, они встречаются. Речь идет о повреждении проводника нейтрали и последующем ее замыкании на фазу.

Обрыв и замыкание нуля с фазой

Чаще всего подобная неисправность проявляется после попытки просверлить стену или подготовить отверстие под «быстрый монтаж». Если при такой операции случайно попасть на трассу скрытой проводки, то велика вероятность ее повреждения. Чаще всего это заканчивается коротким замыканием, но может возникнуть и частичное КЗ, при котором происходит обрыв нейтрали с последующим электрическим контактом с фазой, так как это показано на рисунке 5.

В результате на контактах блока розеток лампочка индикатора начнет светиться, показывая наличие фазы. Попытки произвести замер напряжения между нулем и фазой ни к чему не приведут, поскольку на них будет одноименная фаза.

Чтобы восстановить работоспособность розетки, потребуется устранить неисправность проводки на данном участке.

Для предотвращения описанной ситуации следует отказать от сверления стен в местах, где проходят (или могут проходить) нулевые и фазные жилы проводов. Как правило трасса скрытой проводки направлена вертикально от того мест, где расположена розетка.

Смещение фаз

Данный случай самый тяжелый, поскольку в розетках будут присутствовать 2 фазы (вплоть до 380 вольт). Такая авария может быть вызвана проблемой с магистральным нулем на линии между объектом и трансформаторной подстанцией. Самостоятельно решить такую проблему не представляется возможным, необходимо сообщить об аварии поставщику электроэнергии.

Перенапряжение сети, вызванное перекосом фаз, может повредить бытовые приборы, поскольку они рассчитаны на питание от 220 вольт. Единственное решение для данного варианта – профилактическое, оно заключается в установке в щиток автоматов (перед электрическим счетчиком) специального устройства – реле напряжения.

Подведение итогов

При неисправностях проводки вызванных локальным исчезновением нуля в электрическом щите или на внутренних линиях проводки неисправность может быть устранена самостоятельно. Наличие напряжения на неисправной розетке следует проверять индикатором, если его лампочка горит на каждом контакте, то, скорее всего, пропал ноль. Чтобы убедиться в этом, достаточно измерить напряжение между нулем и фазой штепсельного разъема.

В старых системах TN-C, где для разводки используются только 2 провода, отсутствует заземление проводки, поэтому подобные аварии могут представлять серьезную угрозу для жизни.

Видео в развитие темы


Почему трехфазное питание? Почему не большее количество фаз?

Есть ли причина, помимо исторических причин, что три фазы стали доминирующим числом фаз?

Я знаю о преимуществах по сравнению с одной фазой и двумя фазами, а именно: уменьшенное количество необходимого проводника и то, что двигатели могут обеспечивать крутящий момент при остановке (и меньшую пульсацию).

Это происходит исключительно из-за уменьшения отдачи при небольшом увеличении плавности приложения крутящего момента за счет увеличения сложности (увеличение числа проводов (хотя и меньшего размера CSA)).

Чтобы было ясно, все фазы распределены равномерно, то есть пять фаз разделены на 72 градуса.

В дополнение к ответу PlasmaHH, промышленность использует почти исключительно трехфазную энергию, поскольку для запуска и работы в известном направлении асинхронному двигателю требуется как минимум трехфазное питание. Однофазные асинхронные двигатели требуют хитрости с потерями, ненадежных и дорогих трюков, чтобы сделать то же самое (дополнительные обмотки, обмотки с потерями, чувствительный к скорости переключатель, конденсаторы и т. Д.).

Сетка снабжения основана на трех фазах, так как она является наиболее эффективной с точки зрения генерации и доставки. Например, для использования 9-фазной сетки потребуется 9 проводов для всей распределительной сети, что не будет экономически эффективным.

Упомянутые двигатели более высокого порядка не используют линейно генерируемые фазы. Для более точного управления шаговые двигатели используют больше фаз. Многофазные выпрямители высокого порядка часто разработаны с большим количеством «фаз», чтобы уменьшить пульсацию, но фазы генерируются локально путем сдвига фазы линейного входа с помощью некоторых средств, либо прямого сдвига LC, либо с помощью мотор-генераторной установки.

Когда у вас есть однофазное распределение мощности, вам нужна одна фаза и одно возвращение, оба несущие одинаковый ток.

Если вы вместо этого теперь используете симметричную трехфазную мощность, вы используете три фазы с одной третью несущей способности и можете избавиться от нейтрали. Это просто экономит немного денег в меди. Если вы теперь добавите больше фаз, вы больше не сможете экономить медь, а только добавите сложность.

Если у вас есть асимметричная трехфазная мощность, вы не можете избавиться от нейтрали, но она не должна быть в состоянии справиться со всем объединенным током всех трех фаз в ответ. Опять немного меди сохранено. Однако добавление большего количества фаз не уменьшит количество меди, необходимой для нейтрали.

Так что да, в конце концов, это больше затрат практически без выгоды в среднем приложении. Таким образом, вы найдете только более трех этапов для совершенно особых вещей.

Три — это наименьшее количество фаз, которые равномерно распределены по кругу и которые могут быть использованы для создания вращающегося магнитного поля в заданном направлении.

Любые дополнительные фазы требуют большего количества проводов и большего количества обмоток в асинхронном двигателе.

Две фазы могут создавать вращающееся магнитное поле, если они находятся на расстоянии 90 градусов друг от друга (« квадратура »). Трюки, генерирующие квадратуры, такие как конденсаторы , используются с асинхронными двигателями, которые работают от однофазного питания.

Двухфазная мощность оказывается лишенной преимуществ. Двигатели работают более плавно на трех фазах , а сбалансированная двухфазная требует четырех проводников, тогда как трехфазная требует только трех. То есть мы можем связать трехфазный генератор с трехфазным асинхронным двигателем, используя ровно три провода. Трехпроводное двухфазное возможно, но оно не будет сбалансированным. Два из проводников будут нести фазы, а третий проводник действует как нейтраль. Это означает, что один провод должен обрабатывать больше тока, поскольку он действует как возврат для двух других. Все три проводника под тремя фазами несут одинаковый ток: они сбалансированы.

По всем этим причинам три фазы представляют собой оптимум. Если задано, что электричество используется для асинхронных двигателей, более трех фаз бесполезно, а значит меньше трех.

Однако использовались двухфазные системы, а фазовые системы более высокого порядка, такие как шести- и двенадцатиперстные , продолжают использоваться, потому что они имеют некоторые особые преимущества.

Дополнение к другим ответам:

Основная цель состоит в том, чтобы наличие как минимум трех фаз позволяло вашему двигателю запускаться в ожидаемом направлении. Для однофазных асинхронных двигателей необходимы некоторые обходные пути (например, прокладка дополнительной проводки с использованием конденсатора, используемого при запуске). Это было правильно объяснено в предыдущих ответах.

Почему не больше? Просто — это не нужно, и это порождает затраты. Это не только проблема проводов (поэтому использование меди, изоляции), но и проблема строительства. Можете ли вы представить башню для воздушных линий с девятью фазами? Ну, возможно, вы можете — иногда можно встретить башни, которые содержат две трехфазные линии, или даже больше:

(фотография из Википедии)

Основной проблемой здесь является обеспечение надлежащего изолирующего расстояния между проводниками и проводниками и землей (или конструкцией башни), что требует широкого использования материалов.

Также, если у вас больше фаз, вероятность неудачи выше. Конечно, в этом случае (скажем, оборванный проводник) общая асимметрия будет ниже, но риск необходимости отключения всей линии будет выше.

Построить генератор для большего количества фаз также сложно. Как правило, гидрогенераторы с малой скоростью имеют много пар полюсов, поэтому было бы неплохо дать не 24 пары полюсов, а одну или две (например, для 12 фаз), но это сложно для тепловых генераторов-турбин. Обычно есть одна пара полюсов, иногда две. Это приводит к скорости 3000 об / мин (для сети 50 Гц). Статор должен получать энергию от такой машины с наименьшим возможным риском, поэтому меньшее количество фаз означает меньшую вероятность короткого замыкания в повороте. Введение большего количества фаз потребовало бы гораздо более дорогой конструкции статора.

Читать еще:  Чем отличаются двигатели юпитера 3 от юпитера 4

Также обратите внимание, что даже если сегодня нет проблем с преобразователем частоты силовой электроники, а также с умножением фаз, выпрямлением и т. Д., Это было проблемой только 30 лет назад, и, конечно, еще больше. Тогда люди решили использовать три этапа, и теперь невозможно переключиться.

Почему только 3 фазы? Хорошо, если нам нужно больше фаз, мы можем легко преобразовать 3 фазы в 6 фаз / 12 фаз и т. Д., Используя трансформатор, подключенный для этого. Основное применение большего количества фаз заключается в уменьшении пульсаций напряжения в полностью заряженной конденсаторной батарее. Я никогда не видел ни одного, но узнал о них от древнего лектора в университете, занимаясь электротехникой.

Также допустим, что у нас была треугольная конфигурация из 3 согласованных резисторов, подключенных к 3-фазному соединению. Используемая со временем мощность будет идентична резистору с питанием от постоянного тока, потому что когда одна фаза равна 0%, две другие фазы будут на 66,66% и 33,33%, если я правильно помню. Это соотношение также означает, что мощность одной фазы будет возвращаться вниз по другим фазам. Разве это не 3 фазы удивительно!

Подводя итог, нет необходимости в дополнительных фазах, потому что вы можете очень легко преобразовать их в большее количество фаз в конце. Это обычно не делается, хотя 3-й этап уже потрясающий.

Надеюсь это поможет.

Три фазы имеют очень важное свойство: если вы посмотрите на мощность (V ^ 2 / R) на всех трех фазах и суммируете их, эта мощность ПОСТОЯННА на протяжении всего цикла. Это означает, что трехфазные двигатели могут работать с постоянной мощностью, а генераторы видят постоянную нагрузку. 2 фазы недостаточно, чтобы получить эти отношения.

Можно использовать более высокое число фаз, но это стоит дороже, и в большинстве случаев не дает никаких дополнительных преимуществ. 3 фазы выбраны потому, что это минимальное количество проводов с хорошими свойствами.

Во многих других ответах ошибочно указывается, что вам нужно 3 фазы для надежного запуска или вращения двигателя в определенном направлении, а также для использования постоянной мощности. На самом деле, это можно сделать с двумя фазами на 90 ° друг от друга. Вы по-прежнему получаете определенное направление и постоянное энергопотребление в течение цикла.

Однако такая двухфазная система потребует минимум трех проводов, но ток через эти три провода не будет симметричным для нагрузки постоянной мощности. Так что, если вам все равно нужны три провода, как лучше всего использовать эти три провода максимально эффективно и гибко? Ответ — трехфазная система, которую мы на самом деле используем. Вместо одной общей и двух «горячих» линий на 90 ° не в фазе, у вас есть три симметричные горячие линии, каждая на 120 ° не в фазе от двух других. Обратите внимание, что среднее напряжение (и ток для сбалансированной нагрузки) всегда равно 0 для симметричной 3-фазной системы. Это не относится к двухфазной системе.

Дополнительные фазы не дают вам никаких дополнительных желательных свойств, поэтому просто добавят сложность и стоимость.

Напряжение определенно находится между двумя проводниками. Если у вас есть один проводник, у вас нет напряжения. Нет напряжения, нет питания, ничего не происходит. Не очень полезно.

Если у вас два проводника, у вас есть одна пара (2C2), которая учитывает одно напряжение. Мы называем это однофазным. Теперь мы можем реально добиться успеха, что является существенным преимуществом по сравнению с одним проводником. Но вы можете сделать только одну вещь; нет возможных изменений в способе подключения нагрузки. Другими словами, есть только одно измерение напряжения: оно положительное или отрицательное. Одна из распространенных проблем заключается в том, что если вы подключите однофазный двигатель непосредственно к линии переменного тока, у вас нет гарантии, каким образом он будет вращаться или вообще будет вращаться.

Если у вас три провода, у вас есть три пары (3C2), что позволяет использовать три напряжения. Мы называем это трехфазным. Теперь мы можем сделать три вещи, в разное время . Например, вы можете иметь три электромагнита, расположенных по кругу, и включать их все по очереди. Теперь мы можем гарантировать, что двигатель будет вращаться и в каком направлении. Это существенное преимущество перед однофазным. Другими словами, теперь у нас есть два измерения напряжения; он представлен вектором в двухмерном пространстве. Есть только два возможных различных расположения проводников ((3-1)!), Что соответствует двум возможным направлениям вращения.

Если вы продлите это до четырех проводников, у вас будет шесть пар (4C2), поэтому следующим шагом будет шестифазное напряжение. Какие преимущества будет иметь шестифазный по сравнению с трехфазным? Ну, теперь есть (4-1)! = 6 возможных различных расположений проводников, что означает, что, если вы пытаетесь заставить что-то вращаться в плоскости, вы можете соединить вещи способом, который не согласуется с этим. Таким образом, если бы у вас был асинхронный двигатель с шестью обмотками, можно было бы подключить его таким образом, который бы ужасно вибрировал и вращался с половиной нормальной скорости, а не просто выбирал одно или другое направление. Это не плюс.

Но предположим, что ваш ротор имел три степени свободы вращения вместо одной. При шестифазном и соответствующем механическом расположении магнитных полюсов вы можете вызывать вращение (крен, наклон и рыскание) в плавающем сферическом роторе фиксированного положения. Поскольку, насколько мне известно, такой вещи не существует, это не может считаться полезным приложением. (Может быть, в среде с нулевой гравитацией, где магнитные полюсы вращаются вокруг какого-то тела? Но тогда как они все подключены к одной и той же шестифазной линии переменного тока?) Конечно, в четырехмерном пространстве, где мы могли бы такая система и все же переводить все три направления вращения на какую-то другую нагрузку за пределами нашего сферического расположения статор / ротор, это расположение может быть полезным.

Между тем, в пространстве 3 + 1 я работаю в области промышленной силовой электроники, и я видел системы, которые используют трансформаторы с фазовым сдвигом, о которых упоминали другие ответы. С точки зрения номенклатуры, никто из тех, с кем я говорил, не описал бы использование трансформатора с фазовым сдвигом для генерации еще трех несинфазных цепей переменного тока, которые создают «шестифазный». (По моей математике у вас было бы пятнадцать фаз, но этот язык все еще не использовался.) При трехфазном подключении через выпрямитель к крышке вы получаете шесть импульсов тока за цикл. Для системы такого типа вы получили бы двенадцать импульсов, поэтому такую ​​систему назвали бы двенадцатью импульсами.

(Как правило, двенадцатимпульсный выпрямитель — это два шестиимпульсных выпрямителя. Если у вас два электропривода, вы можете напрямую соединить их шины постоянного тока и питать каждый с различным трехфазным набором. Или вы можете получить автономный выпрямитель для одного комплекта и подает свой вход постоянного тока в оставшийся привод.)

Если вы сравниваете шестиимпульсный выпрямитель с двенадцатимпульсным выпрямителем с одинаковыми нагрузками, то каждый импульс тока должен быть меньше, чтобы компенсировать увеличение количества из них, приводящих одну и ту же нагрузку. Это делает общий ток вне линии более похожим на синусоидальную волну, то есть гармоники уменьшаются. Пульсация на колпачках также ниже, но я никогда не знал, чтобы кто-то был сильно обеспокоен этим.

Большие улучшения гармоник могут быть достигнуты с восемнадцати импульсной системой и тремя выпрямителями. (36-фазный!) При более высоких напряжениях и мощностях может существовать еще большее количество параллельных выпрямителей. В этом документе по линии ЧРП среднего напряжения упоминается 54-импульсный выпрямитель на 11 кВ!

TL; DR

Трехфазная мощность дает нам одну степень свободы вращения, которая является пределом того, что полезно в трехмерном пространстве.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector