Tại sao bù ba pha bằng 120 độ?

Đối với điện ba pha, sóng được bù 120 độ (2 Rad). Tại sao các pha không gần nhau hơn? Có phải vì nó sẽ ảnh hưởng đến tần số của các pha? Làm thế nào được 120 độ này được chọn?$\pi/3$

Khi có 120 ° giữa các pha, tổng điện áp bất cứ lúc nào sẽ bằng không.

Điều này có nghĩa là với một tải cân bằng, không có dòng điện trong dòng trở lại (trung tính).

Ngoài ra, nếu mỗi giai đoạn là 230V đối với các trung lập (hoạt động sao), sau đó sẽ có 230V $\times$ = 400V giữa hai pha bất kỳ (hoạt động tam giác hoặc delta) và chúng cũng cách đều nhau, tức là ở góc 120 °. $\sqrt{3}$

(hình ảnh từ http: // www. Electricalian2.com/electa1/electa3htm.htm )

Cách nhau 120 độ làm cho các pha cân bằng sao cho việc truyền năng lượng bất cứ lúc nào là một hằng số. Nếu bạn có các pha 'gần nhau hơn' như bạn đề xuất, sẽ không có bất kỳ lợi thế thực sự nào so với năng lượng một pha.

Về nguyên tắc, bất kỳ máy phát điện nào cũng có một rôto có ma thuật và cuộn dây ở ngoại vi, một vòng quay của rôto là một chu kỳ 360 độ.

Giả sử máy phát có một nam châm và một cuộn dây, sau đó khi nam châm / rôto quay một vòng, điện áp được tạo ra trong cuộn dây tăng dần và đạt cực đại (cực đại) khi cuộn dây đến gần nam châm nhất và giảm dần khi nam châm di chuyển đi .

Giả sử chúng ta kết nối bóng đèn thì tốc độ nhấp nháy rõ ràng. Đây được gọi là 360 độ, AC một pha.

Bây giờ, giả sử máy phát điện có hai nam châm và hai cuộn dây được đặt cách đều nhau, sau đó tốc độ nhấp nháy tăng lên, đó là 2 pha, 360/2 = 180 độ AC.

Nói máy phát điện có 3 nam châm và 3 cuộn dây được đặt cách đều nhau, sau đó tốc độ nhấp nháy tăng lên nhiều; đó là 3 pha với 360/3 = 120 độ AC.

Nếu chúng ta có 4 nam châm và 4 cuộn dây được đặt cách đều nhau thì tốc độ nhấp nháy tăng hơn nhiều (không nhìn thấy được), thì đó là 4 pha với 360/4 = 90 độ, AC 4 pha.

Trong thực tế, 3 pha phù hợp hơn nhiều cho thiết kế.

Bằng cách tách các pha bằng 120 °, người ta giữ cho các đỉnh điện áp (ví dụ) cách đều nhau. Ví dụ: 60 Hz có các đỉnh mỗi 16,66 ms, do đó, các đỉnh A, B, C sẽ cách nhau một phần ba thời gian đó, trong mẫu này: A-5,55ms-B-5,55ms-C-5,55ms-A. Nếu một pha tách A & C khỏi B bằng, giả sử 100 ° thì pha C và A sẽ cách nhau 160 ° và mô hình của các đỉnh sẽ là A-4,63ms-B-4,63ms-C-7,40ms-A.

Một tập hợp các pha lắp bắp như vậy (với sự phân tách 100 °, 100 °, 160 °) sẽ kéo theo nhiều hậu quả không cần thiết, không hiệu quả, nhất là trong đó sẽ thiết kế một động cơ xoay chiều có thể sử dụng hiệu quả các xung đáng kinh ngạc của điện áp được điều chế như vậy đỉnh núi.

Hầu hết năng lượng điện được tạo ra bởi máy phát điện xoay chiều.

2/3 năng lượng điện được sử dụng bởi động cơ điện xoay chiều (năng lượng điện trong - hết năng lượng cơ học), chúng được chế tạo rất giống với máy phát điện (năng lượng cơ học - năng lượng điện ra).

Để tạo ra một vòng quay trong động cơ điện xoay chiều, bạn cần phải có các cuộn dây cách đều nhau trong stato được cung cấp bởi các từ trường cách đều nhau; từ trường cách đều nhau được tạo ra bởi các dòng có khoảng cách đều nhau (điều này trả lời câu hỏi của bạn về 120 độ cho hệ 3 pha).

Lý do sử dụng 3 pha thay vì 2, 6 hoặc 12 vì đó là hệ thống hiệu quả nhất (có 2 sẽ có nghĩa là mất nhiều điện hơn trong quá trình truyền, có 6 pha sẽ có nghĩa là vận chuyển năng lượng bằng 6 dây thay vì 3).

Cũng nên nhớ rằng điện áp pha đến pha sẽ giảm rất nhiều với nhiều pha hơn. Bạn sẽ chỉ có thể sử dụng pha này xuống đất nếu bạn thêm nhiều pha. Với một máy biến áp wye thông thường, chúng ta vẫn có thể có các thiết bị ở mức điện áp 208 volt và 240 pha. Thêm nhiều pha sẽ khó hơn rất nhiều khi thêm thiết bị 3 pha trở lên.