Dlaczego przesunięcie trójfazowe jest o 120 stopni?

Dla prądu trójfazowego fala jest przesunięta o 120 stopni (2 Rad). Dlaczego fazy nie są bliżej siebie? Czy to dlatego, że wpłynie to na częstotliwość faz? Jak wybrano to 120 stopni?$\pi/3$

Kiedy między fazami jest 120 °, suma napięć w dowolnym momencie wyniesie zero.

Oznacza to, że przy zrównoważonym obciążeniu w przewodzie powrotnym nie płynie prąd (neutralny).

$\times$ $\sqrt{3}$

(zdjęcia z http://www.electrician2.com/electa1/electa3htm.htm )

Rozstawienie 120 stopni sprawia, że ​​fazy są zrównoważone, dzięki czemu przenoszenie mocy w dowolnym momencie jest stałe. Gdybyście mieli fazy bliżej siebie, jak sugerujecie, nie byłoby żadnej rzeczywistej przewagi nad mocą jednofazową.

Zasadniczo każdy generator prądu ma na obwodzie wirnik z magnesami i cewką, jeden obrót wirnika to jeden cykl 360 stopni.

Załóżmy, że generator ma jeden magnes i jedną cewkę, a następnie, gdy magnes / wirnik obraca się o jeden obrót, napięcie generowane w cewce stopniowo rośnie i osiąga wartość szczytową (maks.), Gdy cewka zbliża się do magnesu i zmniejsza się stopniowo w miarę oddalania się magnesu .

Załóżmy, że podłączymy żarówkę, a następnie szybkość migania będzie wyraźnie widoczna. Nazywa się to 360 stopni, jednofazowy prąd przemienny.

Załóżmy teraz, że generator ma dwa magnesy i dwie cewki umieszczone w jednakowych odległościach, a następnie szybkość migania wzrasta, jest to 2-fazowy, 360/2 = 180 stopni AC.

Powiedzmy, że generator ma 3 magnesy i 3 cewki rozmieszczone w równych odległościach, wtedy szybkość migania jest znacznie zwiększona; jest 3-fazowy z 360/3 = 120 stopni AC.

jeśli mamy 4 magnesy i 4 cewki umieszczone w jednakowej odległości, wówczas tempo migotania jest znacznie bardziej zwiększone (niewidoczne), to jest 4-fazowe z 360/4 = 90 stopni, 4-fazowe AC.

W praktyce trójfazowy jest znacznie bardziej odpowiedni do projektowania.

Rozdzielając fazy o 120 °, utrzymuje się równomiernie rozłożone szczyty napięcia (na przykład). Na przykład, 60 Hz ma piki co 16,66 ms, więc piki fazy A, B, C byłyby oddalone o jedną trzecią tego czasu, w tym wzorze: A-5.55ms-B-5.55ms-C-5.55ms-A. Gdyby oddzielić fazy A i C od B o, powiedzmy 100 °, wówczas fazy C i A byłyby oddzielone o 160 °, a wzór pików byłby A-4,63 ms-B-4,63 ms-C-7,40 ms-A.

Taki jąkający się zestaw faz (z, powiedzmy, 100 °, 100 °, 160 ° separacją) pociągałby za sobą wiele nieefektywnych, niepotrzebnych konsekwencji, z których przynajmniej zaprojektowałby silnik prądu przemiennego, który mógłby skutecznie wykorzystywać impulsy o takim zsynchronizowanym napięciu szczyty

Większość energii elektrycznej wytwarzana jest przez generatory prądu przemiennego.

2/3 energii elektrycznej jest zużywane przez silniki elektryczne prądu przemiennego (wejście energii elektrycznej - wyjście energii mechanicznej), są one zbudowane bardzo podobnie do generatorów elektrycznych (wejście energii mechanicznej - wyjście energii elektrycznej).

Aby wytworzyć obrót w silnikach elektrycznych prądu przemiennego, konieczne jest, aby uzwojenie w stojanie w równych odstępach było zasilane przez równo rozmieszczone pola magnetyczne; pola magnetyczne o równej odległości są wytwarzane przez prądy o równej odległości (odpowiada to na pytanie o 120 stopni dla układu 3-fazowego).

Powodem zastosowania 3 faz zamiast 2, 6 lub 12 jest to, że jest to najbardziej wydajny system (posiadanie 2 oznaczałoby większe straty mocy podczas transmisji, posiadanie 6 faz oznaczałoby transport energii za pomocą 6 przewodów zamiast 3).

Należy również pamiętać, że napięcie międzyfazowe gwałtownie spadłoby wraz z większą liczbą faz. Będziesz mógł użyć tej fazy do uziemienia, jeśli dodasz więcej faz. Przy zwykłym transformatorze trójnikowym nadal możemy mieć sprzęt o napięciu 208 woltów i 240 jednofazowych. Dodaj więcej faz, byłoby znacznie trudniej dodać sprzęt 3-fazowy lub więcej.