Zergatik 3-faseko indarra? Zergatik ez 6, 12 edo gehiago indar transmitentzat?

Adinagunez, errenkada bakarra eta hiruren sistemaak dira indartzeko, banatzeko eta aplikazioen amaieran erabiltzeko konfigurazio gehienak. Bide bakoitzak oinarri gisa dabil, baina hiruren sistemaek abantaila espesifikoki dituzte errenkada bakarrarekin alderatuta.

Garrantzitsuenetan, errenkad askoko sistemat (adibidez, sei-renkada, hamar-renkada, etab.) aplikazio espesifikoetan aurkitzen dira elektronikaren indartzan—bereziki zirkuitu zuzendura eta maiztasun aldakorra duten propulsoiletan (VFD)—non DC irteerako pulsatzaileen ondooiak gutxitzen dituzten. Errenkad askoko konfigurazioak lortzeko (adibidez, 6, 9 edo 12 errenkada) historikoki fase-bihurtza teknikak edo motor-generator taldeak erabili dira, baina horiek ekonomikoki ez dira inplementagarriak eskala handiko indartzeko eta banatzeko distantzi luzeetarako.

Zergatik Hiruren Sistema Bakarraren Ordez?

Hiruren sistemaren baino errenkada bakarraren edo bi-renkadarreko sistemaren aukera nagusia da indar gehiago (konstante eta uniformea) transmititzea.

Errenkada Bakarraren Sistemako Indarra

• P =  V . I  . CosФ

Hiruren Sistemako Indarra

• P = √3 . V_L . I_L . CosФ … Edo

• P = 3 x. V_PH . I_PH . CosФ

Non:

• P = Indarra Watttan

• V_L = Lerro-tentsioa

• I_L = Lerro-intentsioa

• V_PH = Fase-tentsioa

• I_PH = Fase-intentsioa

• CosФ = Indar faktorea

Evidentzia bezala, hiruren sistemaren indar kapasitatea 1.732 (√3) aldiz handiagoa da errenkada bakarraren sistemarekin alderatuta. Aldiz, bi-renkadarreko indartza 1.141 aldiz gehiago transmititzen du errenkada bakarraren konfiguraziorako.

Hiruren sistemaren aukera garrantzitsu bat da magnetismo mugitza (RMF), hiruren motoreen hasieratzeko automatikoki ahalbidetzen baitu indar eta momientu konstanteak. Aldiz, errenkada bakarrak RMF falta dute eta indar pulsatzaileak dituzte, motoreen aplikazioetan prestazioak murriztuz.

Hiruren sistemak transmisio efizientzia handiagoa ere eskaintzen dute, indar galera eta tentsio gutxiagorako. Adibidez, resistenta zirkuitu tipikoan:

Errenkada Bakarraren Sistema

• Transmisio linean gertatzen den indar galera = 18I²r … (P = I²R)

• Transmisio linean gertatzen den tentsio gutxiegokiera = I.6r … (V = IR)

Hiruren Sistema

• Transmisio linean gertatzen den indar galera = 9I²r … (P = I²R)

• Transmisio linean gertatzen den tentsio gutxiegokiera = I.3r … (V = IR)

Hiruren sistemaren tentsio gutxiegokiera eta indar galera 50% txikiagoak dira errenkada bakarraren sistemarekin alderatuta.

Bi-renkadarreko indartza, hirurenak bezala, indar konstantea eman dezakete, RMF (magnetismo mugitza) sortu eta momientu konstantea. Hala ere, hirurenak bi-renkadarrekoen baino indar gehiago transmititzen dute fase gehigarriagatik. Hori planteatzen du galdera: zergatik ez 6, 9, 12, 24, 48, etab. errenkada gehiago erabili? Horixe azalduko dugu detaldatik, eta hiruren sistemak bi-renkadarrekoen baino indar gehiago transmititzen ditu landu berbera dituzten kableen kopuru berdinekin.

Zergatik Ez Bi-Renkada?

Bi-renkada eta hiruren sistema biak RMF (magnetismo mugitza) sortu eta indar eta momientu konstanteak emateko ahalmena dute, baina hiruren sistema abantaila garrantzitsu bat du: indar kapasitate handiagoa. Hiruren konfigurazioetako fase gehigarria bi-renkadarrekoen baino 1.732 aldiz gehiago transmititzen du indarra landu berbera dituzten kablekin.

Bi-renkadarreko sistemak ohikoa da lau kable behar izatea (bi fase-konduktore eta bi neutralak) zirkuitu osatzeko. Neutral komuna erabiliz hiru kableko sistema formatzeko kableak murriztu ahal dira, baina neutralak bi fasetik ituritzen diren korrienten batuketa kargatu behar du—neurri gehigarriak (adibidez, kobrea) beharrezkoak dira sobreegokitzea saihesteko. Aldiz, hiruren sistemak hiru kable erabiltzen ditu karga orekatuta (delta konfigurazioa) edo lau kable karga orekatugabe (izar konfigurazioa), indar transmititzea eta konduktore efizientzia optimizatuz.

Zergatik Ez 6-Renkada, 9-Renkada, edo 12-Renkada?

Errenkad gehiagoko sistemak indar galera murriztu ahal dituzte, baina ez dira orokorrean hartzen praktikan murrizketengatik:

• Konduktore Efizientzia: Hiruren sistemak konduktore gutxienez (3) erabiltzen ditu indar orekatua transmititzeko, 12-renkadarreko sistema 12 konduktore beharko lituzke—material eta instalazio kostuak lau aldiz handitu.

• Harmoinen Kontrola: Hiruren sistemetako 120° fase angeluak harmoniko hirugarrenak kendu egiten ditu, errenkad gehiagoko konfigurazioetan beharrezko filtro konplexuak eliminatuz.

• Sistema Komplexutasuna: Errenkad gehiagoko sistemak osagai berrekoitzea behar dute (transformadore, sakelariak, switchgear) eta subestazio handiagoak, diseinu komplexutasuna eta mantentzaioaren lanak handituz.

• Murrizketak Praktikan: Fase gehiagoko motore eta generatorrak zaharragoak dira eta trinkotasuna errazagoa, indartza-torretak konduktore gehiagorako altuera handiagoa beharko lukete.

Hiruren Abantaila

Hiruren sistemak orekatu egin dute:

• Errenkada bakarraren sistemarekin alderatuta, konduktore berberak dituzten hirurenak 50% gehiago transmititzen dute indarra, galderak minimizatuz.

• 120° fase konfigurazioak karga orekatzen ditu eta harmoinak kontrolatzen ditu, konplexutasun gehigarri gabe.

• Karga orekatutako (delta) eta karga orekatugabe (izar) konfigurazioetara egokitzen dira, indar beharrak anitz sustatuz.

Errenkad gehiagoko sistemak benetako balio txikiagoak ematen dituzte—fase bakoitzak kostuak eksponencialki handitzen ditu, batez ere abantaila marginaletan. Hortaz, hiruren teknologia indartza globalaren estandarra geratzen da, efizientzia, sinpletasuna eta ekonomiaren rentabilitasuna orekatuz.