Неге 3-фазалық энергия? Неге 6, 12 же одан да көп фаза энергия өткізуде болмайды?

Бір фазалы және үш фазалы системалар электр энергиясын тасымалдау, тарату және пайдалану үшін ең кең таралған конфигурациялар болып табылады. Екеуі де негізгі энергия беру құрылымдары ретінде қызмет етеді, бірақ үш фазалы системалар өзінің бір фазалы аналогтарына қарағанда айырмашылықты таңдайды.

Ескертуге шектеулі, көптеген фазалы системалар (мысалы, алты фазалы, он екі фазалы және т.б.) энергетикалық электроникада - әсіресе диоддық схемаларда және деңгейі өзгеретін инверторларда (VFDs) - дыбыстың DC шығысындағы толқынды азайту үшін қолданылады. Көптеген фазалы конфигурацияларды (мысалы, 6, 9 немесе 12 фаза) қамтамасыз ету өткендегі тапсырмалы фазалы орналастыру әдістері немесе мотор-генераторлық комплекстері арқылы жасалған, бірақ бұл әдістер аралық еңгізілуі мен таратуы үшін экономикалық ыңғайсыз болып табылады.

Неге үш фазалы системаны қолдану қажет, ол қандай әрекеттерге ықпал етеді?

Үш фазалы системаның бір немесе екі фазалы системадан қолдануының негізгі артықшылығы - біз көбірек (тоқтаусыз және теңсіздігі жоқ) энергия өткізе аламыз.

Бір фазалы системадағы энергия

• P =  V . I  . CosФ

Үш фазалы системадағы энергия

• P = √3 . V_L . I_L . CosФ … Не

• P = 3 x. V_PH . I_PH . CosФ

Мұнда:

• P = Ватттағы энергия

• V_L = Линиялық напряжение

• I_L = Линиялық ағым

• V_PH = Фазалы напряжение

• I_PH = Фазалы ағым

• CosФ = Энергия коэффициенті

Үш фазалы системаның энергия қабілеті бір фазалы системадан 1.732 (√3) есе жоғары болып табылады. Салыстыру үшін, екі фазалы система бір фазалы системадан 1.141 есе көбірек энергия өткізе алады.

Үш фазалы системалардың маңызды артықшылығы - айналу магниттік алаң (RMF), бұл үш фазалы моторларда өздік басталуын және тоқтаусыз моменттік гүлдену мен табиғатты қуатты қамтамасыз ету. Бірақ, бір фазалы системалар RMF-ге ие болмайды және дыбыстың толқындылығына ықпал етеді, бұл олардың моторлық қолданыстарында өнімділігін шектейді.

Үш фазалы системалар өзінің артықшылығына қоса, өткізу өнімділігін жақсартады, энергия жойылуы мен напряжение төмендейтінін азайтады. Мысалы, типтік терезелі цепьде:

Бір фазалы системада

• Өткізу сызығындағы энергия жойылуы = 18I²r … (P = I²R)

• Өткізу сызығындағы напряжение төмендейтіні = I.6r … (V = IR)

Үш фазалы системада

• Өткізу сызығындағы энергия жойылуы = 9I²r … (P = I²R)

• Өткізу сызығындағы напряжение төмендейтіні = I.3r … (V = IR)

Үш фазалы системадағы напряжение төмендейтіні және энергия жойылуы бір фазалы системадан 50% төмен болып табылады.

Екі фазалы системалар, үш фазалы системалар сияқты, тоқтаусыз энергия беру, RMF (айналу магниттік алаң) жасау және тоқтаусыз моменттік гүлдену үшін қолданылады. Бірақ, үш фазалы системалар екі фазалы системалардан артық энергия өткізе алады, себебі оларда қосымша фаза бар. Бұл сұрақты қояды: неге 6, 9, 12, 24, 48 және т.б. сияқты көбірек фазалы системаларды қолданбаған? Біз бұл сұраққа толық жауап беріп, үш фазалы системаның екі фазалы системадан өзгешеліктерін түсіндіреміз.

Неге екі фазалы системаны қолданбаймыз?

Екі фазалы және үш фазалы системалар RMF (айналу магниттік алаң) жасау, тоқтаусыз энергия және моменттік гүлдену үшін қолданылады, бірақ үш фазалы системалар қолдануының маңызды артықшылығы - жоғары энергия қабілеті. Үш фазалы системалардағы қосымша фаза үшін үш фазалы системадан 1.732 есе көбірек энергия өткізе алады.

Екі фазалы системаларда адатта төрт жол (екі фазалы жол және екі нейтраль) қолданылады. Ортақ нейтраль арқылы үш жолдық система құрастыру жолдарын азайтады, бірақ нейтраль екі фазадан қайтарылатын ағымдарды қамтамасыз ету үшін қалыптастырылуы керек - мысалы, міндетті толқынды азайту үшін толқынды қалыптастыру. Сол сияқты, үш фазалы системалар үш жол (дельта конфигурациясы) немесе төмен қозғалыс (стар конфигурациясы) үшін төрт жол қолданылады, бұл энергия өткізілуін және жол қолдану өнімділігін жақсартады.、

Неге 6-фазалы, 9-фазалы немесе 12-фазалы системаны қолданбаймыз?

Жоғары фазалы системалар өткізу жойылуын азайтуға ықпал ете алады, бірақ практикалық шектеулерінің себептерінен қолданылмайды:

• Жол өнімділігі: Үш фазалы системалар үш жол (3) қолданылады, қатысқан энергиян өткізуге, ал 12-фазалы система 12 жол қажет болады - материалдар мен орнату құнын төрт есе арттырады.

• Гармониялық басқару: Үш фазалы системадағы 120° фазалы бұрышы өзінің үшінші гармониялық ағымдарын өшіреді, бұл жоғары фазалы системаларда қажет болатын татаң фильтрлерді қолдану қажеттілігін азайтады.

• Системаның татаңдығы: Жоғары фазалы системалар қайта құрылған компоненттерге (трансформаторлар, автоматтық выключатели, коммутациялық аппараттар) және үлкен станцияларға қажет болады, бұл дизайн татаңдығын және қызмет көрсету өнімділігін арттырады.

• Практикалық шектеулер: Төтенше үштен артық фазасы бар моторлар және генераторлар үлкен және жылуында қиын, ал өткізу телдерін қолдану үшін телдер үшін жоғары биіктікке қажет болады.

Үш фазалы системаның артықшылығы

Үш фазалы системалар оптималды баланс жасайды:

• Олар бір фазалы системалардан 50% көбірек энергия өткізе алады, жойылуын минималдау.

• 120° фазалы конфигурациясы жаңартылған тағамдарды және гармониялық ағымдарды өшіруді қолдану үшін қосымша татаңдық қажет болмайды.

• Олар өзара қатысу (балансыз тағамдар) және звездочка (балансыз тағамдар) конфигурацияларын қолдану арқылы арнайы энергия талаптарын қамтамасыз етеді.

Жоғары фазалы системалар өзінің артықшылықтарын экспоненциалды түрде арттыратын әрбір қосымша фаза үшін қызмет етеді, бірақ өзінің артықшылықтарын өзгертпейді. Сондықтан, үш фазалы технология әлемдегі стандартты өткізу ықтималдығы, өнімділік, татаңдық және экономикалық ыңғайлылықты балансызда қолданылады.