Il sistema AC tri-fasi è attualmente molto popolare e viene utilizzato in tutto il mondo per la produzione di energia, la trasmissione di energia, la distribuzione e per i motori elettrici.
Il sistema trifase ha i seguenti vantaggi rispetto al sistema monofase:
Il rapporto potenza-peso del alternatore trifase è più alto rispetto all'alternatore monofase. Ciò significa che per generare la stessa quantità di Energia Elettrica, la dimensione dell'alternatore trifase è più piccola rispetto all'alternatore monofase. Di conseguenza, il costo complessivo dell'alternatore si riduce per la generazione della stessa quantità di potenza. Inoltre, grazie alla riduzione del peso, il trasporto e l'installazione dell'alternatore diventano più comodi e richiedono meno spazio per ospitare l'alternatore nelle centrali elettriche.
Per la trasmissione e distribuzione di energia elettrica e la distribuzione della stessa quantità di potenza, la quantità di materiale conduttore necessario nel sistema trifase è inferiore rispetto al sistema monofase. Pertanto, il sistema di trasmissione e distribuzione trifase è economicamente più conveniente rispetto al sistema monofase.
Consideriamo la potenza prodotta da una fornitura monofase e trifase con un fattore di potenza unitario. La forma d'onda della potenza prodotta da una fornitura monofase con un fattore di potenza unitario è mostrata nella figura (C), e la figura (D) mostra la forma d'onda della potenza prodotta da una fornitura trifase.
Dalle forme d'onda di potenza mostrate nelle figure (C) e (D) sopra, è chiaro che nel sistema trifase, la potenza istantanea è quasi costante durante il ciclo, risultando in un funzionamento liscio e privo di vibrazioni della macchina. Mentre nel sistema monofase, la potenza istantanea è pulsante e quindi varia durante il ciclo, il che porta a vibrazioni nelle macchine.
Il rapporto potenza-peso del motore asincrono trifase è superiore rispetto al motore asincrono monofase. Cioè, per la stessa quantità di Potenza Meccanica, le dimensioni del motore asincrono trifase sono più piccole rispetto al motore asincrono monofase. Di conseguenza, il costo complessivo del motore asincrono si riduce. Inoltre, grazie alla riduzione del peso, il trasporto e l'installazione del motore asincrono diventano più comodi e richiedono meno spazio per ospitare il motore asincrono.
Il motore asincrono trifase si avvia automaticamente poiché il flusso magnetico prodotto dalla fornitura trifase è di natura rotante con una magnitudine costante. Mentre il motore asincrono monofase non si avvia automaticamente poiché il flusso magnetico prodotto dalla fornitura monofase è pulsante. Pertanto, dobbiamo predisporre qualche meccanismo per rendere il motore asincrono monofase autosufficiente, il che aumenta ulteriormente il costo del motore asincrono monofase.
Il motore trifase ha un migliore fattore di potenza
Il rapporto potenza-peso del trasformatore trifase è superiore rispetto al trasformatore monofase. Cioè, per la stessa quantità di Energia Elettrica, le dimensioni del trasformatore trifase sono più piccole rispetto al trasformatore monofase. Di conseguenza, il costo complessivo del trasformatore si riduce. Inoltre, grazie alla riduzione del peso, il trasporto e l'installazione del trasformatore diventano più comodi e richiedono meno spazio per ospitare il trasformatore.
Se si verifica un guasto in qualsiasi avvolgimento di un trasformatore trifase, gli altri due avvolgimenti possono essere utilizzati in delta aperto per servire il carico trifase. Lo stesso non è possibile con il trasformatore monofase. Questa capacità del trasformatore trifase aumenta ulteriormente l'affidabilità del trasformatore trifase.
Un sistema trifase può essere utilizzato per alimentare un carico monofase, mentre il contrario non è possibile.
La corrente continua rettificata da una fornitura trifase ha un fattore di onda del 4%, mentre la corrente continua rettificata da una fornitura monofase ha un fattore di onda del 48.2%. Cioè, la corrente continua rettificata da una fornitura trifase contiene meno onde rispetto alla corrente continua rettificata da una fornitura monofase. Di conseguenza, il requisito di filtro si riduce per la corrente continua rettificata da una fornitura trifase, il che riduce il costo complessivo del convertitore.
Dall'alto, è chiaro che il sistema trifase è più economico, efficiente, affidabile e comodo rispetto al sistema monofase.
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