องค์ประกอบสมมาตร

วิธีการของส่วนประกอบสมมาตร

ในระบบไฟฟ้าที่ไม่สมดุล แรงดันไฟฟ้า กระแสไฟฟ้า และความต้านทานเฟสมักจะไม่เท่ากัน เพื่อวิเคราะห์และแก้ปัญหาในระบบดังกล่าว วิธีการของส่วนประกอบสมมาตร หรือเรียกว่าวิธีการสามส่วน ให้วิธีการที่มีประสิทธิภาพ วิธีการนี้ทำให้ปัญหาที่ซับซ้อนที่เกี่ยวข้องกับระบบสามเฟสที่ไม่สมดุลได้ง่ายขึ้น แม้ว่าจะสามารถใช้ได้กับระบบที่มีจำนวนเฟสใดๆ ก็ตาม แต่โดยทั่วไปแล้วใช้ในระบบสามเฟส

กระบวนการนี้ประกอบด้วยการแยกระบบสามเฟสที่ไม่สมดุลออกเป็นส่วนประกอบสมมาตร จากนั้นแปลงผลลัพธ์กลับไปยังวงจรจริง ส่วนประกอบสมมาตรแบ่งออกเป็นสามประเภท คือ ส่วนประกอบลำดับบวก ส่วนประกอบลำดับลบ และส่วนประกอบลำดับศูนย์

ลองพิจารณาระบบเวกเตอร์แรงดันที่ไม่สมดุลดังแสดงในรูปด้านล่าง ให้เวกเตอร์เหล่านี้ระบุด้วย Va, Vb, และ Vc ตามลำดับเฟส Va, Vb, Vc สำหรับส่วนประกอบลำดับบวก ลำดับเฟสยังคงเหมือนเดิมคือ Va, Vb, Vc ในทางตรงกันข้าม ส่วนประกอบลำดับลบมีลำดับเฟสเป็น Va, Vc, Vb ซึ่งเป็นการกลับลำดับเฟสปกติ

ส่วนประกอบลำดับบวก ส่วนประกอบลำดับบวกประกอบด้วยชุดของเวกเตอร์สามตัว เวกเตอร์เหล่านี้มีคุณสมบัติสำคัญหลายประการ คือ มีขนาดเท่ากัน อยู่ห่างกัน 120° และมีลำดับเฟสเดียวกับเวกเตอร์ที่ไม่สมดุลเดิม นั่นคือ หากลำดับเฟสของระบบสามเฟสที่ไม่สมดุลเดิมเป็น Va, Vb, Vc ส่วนประกอบลำดับบวกจะมีลำดับ Va1, Vb1, Vc1 ในลำดับเดียวกัน แผนภาพด้านล่างแสดงส่วนประกอบลำดับบวกของระบบสามเฟสที่ไม่สมดุล แสดงให้เห็นถึงความเท่ากันของขนาดและความแตกต่างทางมุมของเวกเตอร์ ส่วนประกอบนี้มีบทบาทสำคัญในการวิเคราะห์ระบบไฟฟ้าโดยใช้วิธีการของส่วนประกอบสมมาตร เนื่องจากมันแสดงพฤติกรรมที่สมดุลและคล้ายกับระบบปกติภายในระบบที่ไม่สมดุล

ส่วนประกอบลำดับลบ

ส่วนประกอบลำดับลบประกอบด้วยชุดของเวกเตอร์สามตัว เวกเตอร์เหล่านี้มีคุณสมบัติเฉพาะ คือ มีขนาดเท่ากัน อยู่ห่างกัน 120° และมีลำดับเฟสที่กลับกับเวกเตอร์ที่ไม่สมดุลเดิม ตัวอย่างเช่น ถ้าลำดับเฟสของระบบสามเฟสเดิมคือ Va−Vb−Vc ส่วนประกอบลำดับลบจะมีลำดับ Va−Vc−Vb

การกลับลำดับเฟสนี้มีความหมายสำคัญในการวิเคราะห์ระบบไฟฟ้า เนื่องจากอาจทำให้โหลดไม่สมดุล การเพิ่มความร้อนในอุปกรณ์ไฟฟ้า และแรงกระแทกในเครื่องจักรหมุน แผนภาพด้านล่างแสดงส่วนประกอบลำดับลบ แสดงให้เห็นถึงขนาดที่เท่ากันและการจัดเรียงแบบทวนเข็มนาฬิกา (ตรงข้ามกับลำดับปกติ) ของเวกเตอร์ การเข้าใจพฤติกรรมของส่วนประกอบลำดับลบเป็นสิ่งจำเป็นในการวินิจฉัยและแก้ไขปัญหาในระบบไฟฟ้าสามเฟสที่ไม่สมดุล

ส่วนประกอบลำดับศูนย์

ส่วนประกอบลำดับศูนย์มีลักษณะเป็นชุดของเวกเตอร์สามตัว เวกเตอร์เหล่านี้มีขนาดเท่ากันและมีการเลื่อนเฟสเป็นศูนย์ นั่นคือ เวกเตอร์ทั้งสามในส่วนประกอบลำดับศูนย์อยู่ในแนวเดียวกัน ต่างจากส่วนประกอบลำดับบวกและลำดับลบซึ่งเวกเตอร์อยู่ห่างกัน 120° คุณสมบัตินี้ของส่วนประกอบลำดับศูนย์มีความหมายสำคัญในการวิเคราะห์ระบบไฟฟ้า โดยเฉพาะในสถานการณ์ที่เกี่ยวข้องกับการตรวจจับและป้องกันข้อผิดพลาด เนื่องจากสามารถบ่งบอกถึงสภาพที่ผิดปกติ เช่น ข้อผิดพลาดระหว่างสายเดียวและดิน

แผนภาพด้านล่างแสดงส่วนประกอบลำดับศูนย์ แสดงให้เห็นว่าเวกเตอร์เหล่านี้ที่มีขนาดเท่ากันอยู่ในแนวเดียวกันเนื่องจากไม่มีการแยกมุม การเข้าใจพฤติกรรมและคุณสมบัติของส่วนประกอบลำดับศูนย์เป็นสิ่งจำเป็นในการวิเคราะห์ระบบสามเฟสที่ไม่สมดุลโดยใช้วิธีการของส่วนประกอบสมมาตรอย่างครอบคลุม