Mengapa tiga fase diimbangi oleh 120 derajat?


21

Untuk listrik tiga fase, gelombang diimbangi oleh 120 derajat (2 Rad). Mengapa fase-fase itu tidak saling berdekatan? Apakah karena akan mempengaruhi frekuensi fase? Bagaimana 120 derajat ini dipilih?π/3

Bentuk Gelombang 3 Fasa


2
Tidak yakin saya tahu jawaban resmi, jadi saya hanya memposting sebagai komentar saja. Dengan tiga fase, pergeseran 120 derajat antara dua fase adalah cara alami untuk melakukannya, karena 360/3 = 120. Ini membuatnya lebih mudah untuk bekerja dengan, mengendalikan dll. Secara teoritis, tidak ada alasan Anda tidak dapat memiliki hubungan sewenang-wenang antara ketiga fase. Tetapi mungkin ada lebih dari itu ... misalnya, mungkin lebih mudah untuk membangun generator AC tiga fase untuk menghasilkan bentuk gelombang keluaran terpisah 120 derajat ... tapi saya tidak tahu pasti.
Adam P

Jawaban:


40

Ketika ada 120 ° antara fase, jumlah tegangan setiap saat akan menjadi nol.

Diagram vektor 3 fase

Ini berarti bahwa dengan beban seimbang tidak ada arus yang mengalir di jalur balik (netral).

3 vektor saat ini ditambahkan

Juga, jika setiap fase adalah 230V sehubungan dengan netral (operasi bintang), maka akan ada 230V = 400V antara dua fase (operasi segitiga atau delta), dan mereka juga berjarak sama, yaitu pada sudut 120 °. × 3

(gambar dari http://www.electrician2.com/electa1/electa3htm.htm )


3
Inilah sebabnya mengapa sistem tiga fase seperti saat ini dirancang bagus . Saya pikir alasan asli di balik mengapa ini adalah karena paling mudah untuk memutar motor dengan fase output yang sama-sama berjarak.
Connor Wolf

2
@ Palsu - Jarak yang sama adalah cara yang jelas untuk menjaga keseimbangan secara mekanis. Tetapi Anda juga membutuhkannya untuk memiliki tegangan yang sama, sehingga arus bersih adalah nol dalam beban seimbang.
stevenvh

21

Menjadi 120 derajat terpisah membuat fase seimbang sehingga transfer daya setiap saat adalah konstan. Jika Anda memiliki fase 'lebih dekat bersama' seperti yang Anda sarankan, tidak akan ada keuntungan nyata dari kekuatan fase tunggal.


3
tentu saja, jika Anda memiliki sistem dengan setidaknya dua fase unik, Anda dapat memperoleh keseimbangan 3-fase dari itu (menggunakan transformator yang sesuai) dan dengan demikian menempatkan daya konstan ke dalam beban, tetapi arus jalur transmisi yang dihasilkan akan asimetris; dengan sudut fase yang tidak sama, Anda harus (1) hidup dengan daya sesaat yang bervariasi waktu, (2) kurang memanfaatkan beberapa konduktor saluran transmisi, atau (3) memiliki konduktor berukuran berbeda. Sudut fase dengan jarak yang sama memberikan solusi optimal tanpa memperhatikan pemanfaatan konduktor-vs-pemanfaatan.
JustJeff

3
jawaban singkat - karena tiga fase dengan jarak yang sama lebih mudah untuk dikerjakan (motor / generator tidak harus berurusan dengan asimetri) dan lebih layak secara ekonomi (ketiga konduktor dapat ditentukan sama) daripada sistem lainnya dari tiga fase .
JustJeff

Ini jawaban yang benar.
Jason S

11

Pada prinsipnya, setiap pembangkit listrik memiliki rotor dengan magents dan kumparan di pinggiran, satu putaran rotor adalah satu siklus 360 derajat.

Misalkan generator memiliki satu magnet dan satu koil, maka ketika magnet / rotor berputar satu putaran, tegangan yang dihasilkan dalam koil secara bertahap naik dan mencapai puncak (maks) ketika kumparan mendekati magnet dan mengurangi secara bertahap ketika magnet bergerak menjauh .

Misalkan kita menghubungkan bohlam maka tingkat flicker jelas terlihat. Ini disebut 360 deg, AC fase tunggal.

Sekarang, misalkan generator memiliki dua magnet dan dua kumparan ditempatkan dengan sama, maka tingkat flicker meningkat, itu adalah 2 fase, 360/2 = 180 derajat AC.

Katakanlah generator memiliki 3 magnet dan 3 kumparan ditempatkan dengan sama, maka laju flicker jauh meningkat; itu adalah 3 fase dengan 360/3 = 120 derajat AC.

jika kita memiliki 4 magnet dan 4 kumparan ditempatkan dengan sama maka laju flicker jauh lebih meningkat (tidak terlihat), maka itu adalah 4 fase dengan 360/4 = 90 derajat, 4 fase AC.

Dalam praktiknya, 3 fase jauh lebih cocok untuk desain.


Saya pikir ini layak mendapat lebih banyak suara daripada yang dimilikinya - secara fisik lebih mudah (dan saya anggap paling efisien) untuk memproduksi motor / generator dengan 3 kutub, memberikan pengiriman daya yang lancar & efisien. Saya akan menempatkan uang pada pilihan desain sebagai kompromi "kelancaran" (lebih banyak fase) biaya Vs (belitan terpisah lebih sedikit). Sangat mirip pengorbanan dalam mesin mobil mengenai jumlah silinder yang mereka gunakan.
John U


7

Dengan memisahkan fase dengan 120 ° satu menjaga puncak tegangan (misalnya) merata. Sebagai contoh, 60 Hz memiliki puncak setiap 16,66 msec, sehingga fase A, B, C puncak akan datang sepertiga dari waktu terpisah, dalam pola ini: A-5.55ms-B-5.55ms-C-5.55ms-A. Jika satu fase dipisahkan A & C dari B oleh, katakan 100 ° maka fase C dan A akan dipisahkan oleh 160 °, dan pola puncak akan menjadi A-4.63ms-B-4.63ms-C-7.40ms-A.

Seperangkat fase gagap yang demikian (dengan, katakanlah, pemisahan 100 °, 100 °, 160 °) akan memerlukan banyak konsekuensi yang tidak efisien dan tidak perlu, yang paling tidak akan merancang motor AC yang secara efektif dapat menggunakan impuls mengejutkan dari tegangan yang disinkronkan tersebut. puncak.


4

Sebagian besar energi listrik dibuat oleh generator AC.

2/3 dari energi listrik digunakan oleh motor listrik AC (energi listrik dalam - energi keluar), mereka dibangun sangat mirip dengan generator listrik (energi mekanik dalam - energi keluar).

Untuk membuat rotasi pada motor listrik AC, Anda harus memiliki lilitan dengan jarak yang sama di stator yang diberi makan oleh medan magnet yang sama-sama berjarak; medan magnet spasi sama diciptakan oleh arus spasi sama (ini menjawab pertanyaan Anda dari 120 derajat untuk sistem 3 fase).

Alasan menggunakan 3 fase bukan 2, 6 atau 12 itu karena itu sistem yang paling efisien (memiliki 2 akan berarti lebih banyak kehilangan daya selama transmisi, memiliki 6 fase akan berarti untuk mengangkut energi dengan 6 kabel daripada 3).


ini dan yang lain seperti itu adalah jawabannya. itu berasal dari jarak fisik di generator. tidak rumit.
old_timer

0

Juga perlu diingat bahwa tegangan fase ke fase akan turun drastis dengan lebih banyak fase. Anda hanya dapat menggunakannya fase ke tanah jika Anda menambahkan lebih banyak fase. Dengan transformator wye biasa, kita masih bisa memiliki peralatan berada di 208 volt dan 240 fase tunggal. Tambahkan lebih banyak fase akan jauh lebih sulit untuk menambahkan peralatan 3 fase atau lebih.


Misalnya, dengan 90 derajat dengan sistem 4 fase, pada transformator mengapa, 120v ke ground, Anda akan mendapatkan 180v fase ke fase. Harus menggunakannya hanya untuk sirkuit fase tunggal karena fase ke fase tidak lagi efisien.
Vladimir Gusar
Dengan menggunakan situs kami, Anda mengakui telah membaca dan memahami Kebijakan Cookie dan Kebijakan Privasi kami.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.