Tek Fazlı 3 Fazlı Güç Nasıl Dönüştürülür

Amerika Birleşik Devletleri'nde insanların evlerine giren güçlerin çoğu tek fazlı güçtür. Ancak elektrik santralinde üretilen güç üç fazlı güçtür. Yüksek kulelere bağlı gördüğünüz büyük iletim hatlarının arkasındaki fikir budur - bu hatların Bu güç "dokunmadan" ve mahallelere büyük ölçüde azaltılmış bir şekilde iletilmeden önce, uzun mesafelerde mümkün olduğu kadar fazla voltaj Voltaj.

Tek fazlı güç hemen hemen tüm ev aletleri için yeterlidir, oysa ağır ekipman içeren endüstriyel ortamlar üç fazlı güç gerektirir. Peki ya üç fazlı güce ihtiyacınız varsa ve sahip olduğunuz tek şey evinize giren tek fazlı güçse?

• Buradaki bilgiler yalnızca akademik amaçlıdır – öğretim amaçlı değildir. İş için özel olarak eğitilmedikçe, evinizde veya başka bir yerde asla elektrik kablolarıyla deneme yapmayın veya bunları değiştirmeyin.

Kendinizi ve (belli ki sıkılmış) iki arkadaşınızı 2 metrelik hızlı bir hızla ileri geri yürüdüğünüzü hayal edin. kuzey-güney yönünde uzanan ve uçtan uca 60 metre ölçen bir yol boyunca saniyede (saatte yaklaşık 4,5 mil) son. Her biriniz bu yolun ortasından başlıyor, kuzey ucuna doğru yürüyor, başlangıca geri dönüyor, devam ediyor. karşı uca yürür ve tekrar ortaya döner, böylece 120 metrelik bir "tur" tamamlanır veya döngü. Her biriniz saniyede 2 metre yürüdüğünüz için, bir gidiş dönüş her bir kişi için tam olarak 60 saniye sürer.

Ayrıca başlangıç ​​noktasında her birinizin "durumunun" sıfır olduğunu varsayın. Kuzeye yürüdüğünüz her metre için bir statü birimi kazanırsınız ve güneye yürüdüğünüz her metre için bir statü birimi kaybedersiniz. Böylece, biriniz yolun kuzey ucuna ulaştığında, o kişi 30 statüsüne sahipken, güney ucundan dönüş yapan herkes -30 statüsüne sahiptir. Üçünüzün 20'den başlayarak kendinizi birbirinden maksimum düzeyde ayırabileceğinizin farkındasınız. saniye arayla, çünkü her devre 60 saniye sürüyor ve siz üçünüz var ve 60 bölü 3 20. Cebiri yaparsanız, biriniz kuzey ucuna ulaşarak "durumunuzu" 30 değerinde maksimize ettiğinde, diğer ikisinin biri kuzeye, diğeri güneye yönelen güney kesim boyunca yarı yolda birbirlerini geçiyorlar, burada her yürüyen -15 statüsünde. Durum değerlerinizi böyle bir zamanda toplarsanız 30 + (-15) + (-15) = 0 olur. Aslında, herhangi bir zamanda tüm durum değerlerinizin toplamının, üçünüz açıklandığı gibi mükemmel bir şekilde kademelendirildiğiniz sürece 0 olduğunu göstermek mümkündür.

Bu, üç fazlı elektrik gücünün neye benzediğinin bir modelini sunar, ancak "voltaj" "durum" yerine geçer ve her 60 saniyede bir meydana gelen bir döngü yerine, 60 voltaj döngüsü meydana gelir her saniye. Ayrıca, her bir kişinin başlangıç ​​noktasından dakikada iki kez geçmesi yerine, voltaj sıfır noktasından saniyede 120 kez geçer.

Güç, akım ve voltajın matematiksel olarak ilişkilendirilme şekli nedeniyle, üç ayrı voltaj herhangi bir zamanda sıfıra eklese bile üç fazlı güç sabit, sıfır olmayan bir seviyede kalır. Bu ilişki:

P = V²/R

Burada P, watt cinsinden güç, V volt cinsinden voltaj ve R, ohm adı verilen birimlerdeki elektrik direncidir. Negatif voltajların güce katkıda bulunduğunu görebilirsiniz çünkü negatif bir sayının karesini almak pozitif bir değer verir. Üç fazlı bir sistemdeki toplam güç, her fazın üç ayrı güç değerinin gücünün toplamıdır.

Ayrıca, alternatif akımın (AC) adını nasıl aldığını merak ettiyseniz, şimdi cevabınız sizde. Ne tek fazlı ne de üç fazlı sistemlerde voltaj asla sabit değildir ve sonuç olarak akım da değildir; bunlar, V = IR olan Ohm yasası ile ilişkilidir, burada I amper ("amper") cinsinden akımı temsil eder.

Arkadaş-ileri-yürüme benzetmesini tek fazlı güce genişletmek için, siz yürümeye devam ederken iki arkadaşınızın eve yemeğe çağrıldığını ve işte orada olduğunu hayal edin. Yani, üç fazlı güç, kelimenin tam anlamıyla, bir çevrimin üçte biri (veya trigonometrik terimlerle, 120 derece) ile karşılıklı olarak dengelenmiş üç tek fazlı güç kaynağıdır. Tek fazlı bir güç kaynağında, tek voltaj her kısa süre sıfır olduğunda, güç çıkışı da sıfırlanır. Çok kısa süreli kesintilerden çok fazla etkilenmeyen küçük ev aletlerinin neden şimdi anlamışsınızdır belki. güç, tek fazlı güçle çalışabilirken, yüksek watt (güç) seviyelerinde çalışan büyük makineler olumsuz; büyük ve sabit bir güç kaynağı gerektirirler.

Yukarıdakilerin tümü, voltaja karşı voltaj grafiğine danışılarak daha kolay anlaşılır. üç fazlı bir güç kaynağı için zaman (bkz. Kaynaklar). Bu grafikte, bireysel fazlar kırmızı, mor ve mavi çizgilerle gösterilmektedir. Bunların toplamı her zaman sıfıra eşittir, ancak karelerinin toplamı pozitif ve sabittir. Böylece değişmeyen bir R değeri verildiğinde, bu kurulumlardaki P gücü de P = V ilişkisi nedeniyle sabittir.²/R.

Tek fazlı bir besleme için özetlenecek voltaj yoktur ve tek fazın voltajı saniyede 120 kez sıfır noktasından geçer. Bu anlarda güç sıfıra düşer, ancak daha küçük ışıkların, cihazların vb. fark edilir kesintiler yaşamaması için yeterince hızlı bir şekilde düzelir.

Endüstriyel boyutlu bir hava kompresörü gibi daha büyük bir cihazda üç fazlı bir motorunuz varsa ve bunlara hazır erişiminiz yoksa yerel şebekenizin kurulma şekli nedeniyle üç fazlı güç, ekipmanınızı doğru şekilde almak için kullanabileceğiniz geçici çözümler vardır güç. (Bunlardan biri, üç fazlı motoru tek fazlı bir motorla değiştirmektir, ancak bu, diğer çözümler kadar akıllıca değildir.)

Çok sayıda üç fazlı dönüştürücü mevcuttur. Bunlardan biri, bir statik dönüştürücü, üç fazlı bir motor tek fazlı güçte başlayamasa da, çalıştırıldıktan sonra tek fazlı güçte çalışmaya devam edebilmesinden yararlanır. Statik bir dönüştürücü bunu kapasitörler (yük depolayabilen cihazlar) yardımıyla yapar, bu da statik dönüştürücünün motorun etkin ömrünü azaltmayı garanti eden verimsiz bir şekilde de olsa, fazlardan birini temsil eder. açıklık. bir döner faz dönüştürücü, diğer yandan, bir yedek üç fazlı motor ve bağımsız bir jeneratörün bir tür kombinasyonu olarak işlev görür. Bu cihaz, bir kez harekete geçirildiğinde ana gövdedeki hiçbir hareketli parçayı döndürmeyen bir avara motoru içerir. Bunun yerine tüm kurulumun makul bir şekilde üç fazlı bir güç sistemini taklit edebilmesi için güç üretir. iyi. Son olarak, bir değişken frekanslı sürücü (VFD) hemen hemen her istenen frekansta alternatif akım oluşturmak için kullanılabilen ve standart bir üç fazlı motorun içindeki koşulların çoğunu kopyalayan invertör adı verilen bileşenleri kullanır.

Bu dönüştürücülerin hiçbiri mükemmel değildir, eti kolayca kesmek için ekmek bıçağından daha fazlası kullanılamaz. Ancak bir ekmek bıçağı çıplak ellerinizden daha iyidir ve bu nedenle, sık sık güce aç makineler ve aletlerle çalışıyorsanız, bu dönüştürücülerin elinizde olması gerçekten iyidir.