Почему нет двухфазного тока
Перейти к содержимому

Почему нет двухфазного тока

  • автор:

Двухфазная система переменного тока

Двухфазная система переменного тока является одним из видов многофазных систем. Она была широко применена в начале XX века, но позже была вытеснена трехфазной системой, которая имеет меньшие потери и более простую конструкцию.

Двухфазная система была предшественницей сегодняшней трехфазной системы. Ее фазы были сдвинуты на 90° относительно друг друга, поэтому первая имела синусоидальную кривую напряжения, вторая — косинусоидальную.

Чаще всего ток распределялся по четырем проводам, реже по трем, причем один из них имел больший диаметр (его нужно было рассчитать на 141% тока отдельных фаз).

Первый из этих генераторов имел два ротора, повернутых относительно друг друга на 90°, поэтому они больше походили на два соединенных однофазных генератора, настроенных для создания двухфазного переменного напряжения. Генераторы, установленные в 1895 году на Ниагарском водопаде, были двухфазными и были крупнейшими в свое время.

Упрощенная схема двухфазного генератора

Упрощенная схема двухфазного генератора

Двухфазная система имела то преимущество, что позволяла работать асинхронным электродвигателям.

Вращающееся магнитное поле, которое создает двухфазный ток, обеспечивает ротор крутящим моментом, который способен вращать его из состояния покоя. Однофазная система не может этого сделать без использования пусковых конденсаторов. Конфигурация катушки двухфазного двигателя такая же, как и у однофазного двигателя с конденсаторным пуском.

Также было проще анализировать поведение системы с двумя полностью отдельными фазами. Фактически, так было до 1918 года, когда был изобретен метод симметричных составляющих, который позволил проектировать системы с несбалансированными нагрузками (в основном любая система, в которой по какой-либо причине невозможно сбалансировать нагрузки отдельных фаз, как правило, жилые).

Обмотка двухфазного электродвигателя около 1893 г.

Обмотка двухфазного электродвигателя около 1893 г.

Это был один из первых электродвигателей, изготовленных компанией Westinghouse Electric Corporation, основанной Джорджем Вестингаузом. Вестингауз был одним из пионеров в области электричества и конкурентом Томаса Эдисона. Вестингауз сторонником переменного тока, в то время как Эдисон защищал постоянный ток. В результате разгорелась так называемая «война токов», которая закончилась победой переменного тока, благодаря его преимуществам в передаче энергии на большие расстояния.

Обмотка двухфазного электродвигателя состояла из двух параллельных обмоток, расположенных на статоре и сдвинутых на 90° друг относительно друга. Каждая обмотка подключалась к своей фазе двухфазной системы переменного тока. Двухфазные электродвигатели применялись для различных целей, таких как подъемники, насосы, вентиляторы и другие.

Большинство шаговых двигателей также можно рассматривать как двухфазные двигатели, так как чаще всего они имеют два набора полюсов, образующих две фазы, которые вместе создают вращающееся магнитное поле. Это позволяет ротору поворачиваться на определенный угол при поступлении управляющего сигнала. Однако существуют также и многофазные шаговые двигатели, которые имеют больше двух фаз и обеспечивают более плавное и точное вращение.

Трехфазное распределение, по сравнению с двухфазным распределением, требует меньшего количества проводов при одинаковом напряжении и той же передаваемой мощности. Для этого требуется всего три провода, что значительно снижает затраты на установку системы.

В качестве источника двухфазного тока использовался специальный генератор, который имел два набора катушек, повернутых друг относительно друга на 90°.

Обе системы, то есть двухфазные и трехфазные, могут быть подключены напрямую, используя два трансформатора в так называемом соединении Скотта, решение дешевле и эффективнее, чем использование вращающихся преобразователей.

Схема Скотта

Схема Скотта: фазы Y1, Y2, Y3 трехфазной системы; R1, R2 — одна фаза двухфазной системы, R3, R4 — вторая фаза двухфазной системы

В то время, когда переходил от двухфазной системы к трехфазной, необходимо было решить, как равномерно распределить нагрузку двухфазных машин на трехфазную систему, чтобы сбалансировать ее, т.к. отдельные фазы нельзя регулировать отдельно.

Кроме того, он может преобразовывать электроэнергию не только из трехфазной системы в двухфазную, но и наоборот, обеспечивая таким образом взаимосвязь между более крупными электрическими блоками и обмен энергией между ними.

Предполагая, что напряжение на трех- и двухфазной стороне должно быть одинаковым, на одном из них формируется отвод точно посередине, катушка делится 50:50 и ее концы подключаются к двум фазам, а другой имеет всего 86,6% намотки, соответственно там создается ответвление.

Этот второй трансформатор подключается к центру первого, а ответвление подключается к оставшейся фазе. Тогда на вторичных обмотках получается ток, смещенный на 90° относительно друг друга.

К сожалению, это соединение не способно сбалансировать несимметричную нагрузку отдельных фаз, дисбаланс двухфазной системы переносится на трехфазную и наоборот, в зависимости от того, какой источник подключен.

В настоящее время система почти везде в мире заменена более современной трехфазной системой, однако в некоторых частях Соединенных Штатов система все еще используется, например, в Филадельфии и Южном Джерси в США (где она находится в упадке). Причины, по которым эта система все еще работает, являются историческими.

Однофазная трехпроводная сеть для коммунального электроснабжения, которая особенно широко распространена в Северной Америке, иногда и неправильно называется двухфазной системой, хотя в базовой установке это однофазная система.

Однофазная трехпроводная сеть состоит из двух фазных проводов, между которыми подается напряжение 240 В, и одного нулевого провода, который соединен с центральной точкой трансформатора. При подключении потребителей к одному фазному и нулевому проводу получается напряжение 120 В, а при подключении к двум фазным проводам — 240 В. Такая сеть позволяет питать как бытовые, так и промышленные приборы разной мощности.

Однако однофазная трехпроводная сеть имеет и недостатки, такие как неравномерность распределения нагрузки, большие потери мощности, низкая стабильность напряжения и другие. Поэтому она постепенно заменяется на более эффективную и надежную трехфазную систему, которая имеет три фазных провода, между которыми подается напряжение 380 В, и один нулевой провод, который соединен с нейтральной точкой звезды.

Трехфазная система обеспечивает более равномерное распределение нагрузки, меньшие потери мощности, высокую стабильность напряжения и другие преимущества.

Телеграмм канал для тех, кто каждый день хочет узнавать новое и интересное: Школа для электрика

Двухфазный Ток

ramon13

Вы можете написать сейчас и зарегистрироваться позже. Если у вас есть аккаунт, авторизуйтесь, чтобы опубликовать от имени своего аккаунта.
Примечание: Ваш пост будет проверен модератором, прежде чем станет видимым.

Поделиться

Последние посетители 0 пользователей онлайн

  • Ни одного зарегистрированного пользователя не просматривает данную страницу

Объявления

Сообщения

He3haika

Коллеги, давайте расставим все точки на И. При запараллеливании IGBT напряжение на сборке транзисторов остаётся примерно то же, а ток делится примерно пополам (не кидайте камнями, не для всех транзисторов, а только у ключей с положительным температурным коэффициентом насыщения). Поэтому при параллельном соединении IGBT мощность потерь проводимости на каждом ключе снижается примерно в 2 раза, полная же мощность потерь остаётся примерно той же. В любом случае, ключу при снижении тока и частоты переключения становится жить легче. См. скрин из «народных» полтинников, которые применялись в первых аппаратах.

Можно просто почитать описание работы пульта,там все описано-как передается код,сколько тактов и т д

Трансфрматор целый? КЗ по виткам нет? Уберите полевик, на ШИМ подайте напряжение питания с латра и смотрите импульсы на затворе транзистора

Kobanchic

Так то да, но аккумулятор у меня один, а не два

Нашёл тут в одном месте отзыв, один чел такую же ляльку запитал от +-70в, говорит, всё норм. А там кто его знает. Насчёт Ланзара подумаю, но конечно, лучший вариант этот допилить, уже столько сил на него потрачено. Щас главное синус выровнять. В принципе на tl082 синус ровный, вот только две этих ступеньки. Тут почитал ещё раз автора сей схемы. Пишет, что на выхлопе можно ставить что угодно. Кстати, это есть в этом чате выше. Автор kitafonchik

Виды подключений

В настоящее время типы подключений различаются по количеству фаз: одна, две или три. Отсюда и названия типов подключений:

однофазное;
двухфазное;
трехфазное.

Однофазное подключение предусматривает самый простой способ подключить нагреватель к источнику питания: на один из двух проводов, идущих от сердечника нагревателя, подается фаза, на другой провод – нейтраль или, как принято говорить, «ноль» (рис. 1).

Рисунок1.jpg

Рисунок 1. Однофазное подключение.

Однофазный тип подключения широко применяется в типичной электросети, где напряжение составляет 220 – 240 Вольт, и в других сетях, которые имеют такие значения напряжения: 12, 24, 36, 48, 60 и 110 Вольт.

На рисунке 2 показана схема подключения к однофазному источнику питания.

Рисунок2.jpg

Рисунок 2. Схема однофазного подключения.

В силу того, что нагреватель не предполагает наличие собственной полярности, фаза может подаваться на любой из проводов. Данный факт относится к преимуществам использования такого типа подключения: простота и универсальность.

Двухфазное подключение также используется с помощью двух проводов, идущих от нагревателя. Однако там, где в однофазном подключении подается «ноль», в двухфазном подается вторая фаза (рис. 3). Таким образом , данный вид подключения не предусматривает наличие нейтрали.

Рисунок3.jpg

Рисунок 3. Двухфазное подключение.

Двухфазное подключение используется в энергосетях, напряжение которых варьируется в пределах 380 – 400 Вольт.

На рисунке 4 показана схема подключения к двухфазному источнику питания. Как было сказано раннее, визуальных и конструктивных изменений, по сравнению с однофазным типом, данный тип подключения не имеет.

Рисунок4.jpg

Рисунок 4. Схема двухфазного подключения.

Преимуществом такого типа подключения является возможность получить больше мощности от нагревательного элемента. Повышение мощности оказывает негативное влияние на надежность и ресурс нагревателя – это является единственным недостатком использования двухфазного подключения

Трехфазное подключение может быть реализовано двумя способами. На рисунке 5 показаны две схемы исполнения трехфазного подключения: звезда и треугольник.

Рисунок5.jpg

Рисунок 5. Схемы исполнения трехфазного подключения.

Разница между этими схемами заключается только лишь в отличительном напряжении питания, которое будет подаваться нагревателю: либо фазные 220 вольт, либо линейные 380 вольт к источнику питания. Фазы будут иметь одинаковый ток, какой бы не была выбрана схема.

Трехфазное подключение по схеме звезда показано на рисунке 6.

Рисунок6.jpg

Рисунок 6. Трехфазное подключение по схеме звезда.

Подключение по схеме звезда предусматривает наличие нулевого провода, который для визуальной разницы имеет синий цвет. Существует возможность не использовать нулевой провод, если его наличие в схеме не было предусмотрено клиентом. Однако, мы настоятельно не рекомендуем использовать подключение по схеме звезда без использования нулевого контакта.

На рисунке 7 представлен принцип подключения по схеме звезда.

Рисунок7.jpg

Рисунок 7. Принцип подключения по схеме звезда.

Если нагреватель имеет вместо проводов для подключения контакты, то производитель отмечает нулевые контакты синим цветом так, как это показано на рисунке 8, 9.

Рисунок8.jpg

Рисунок 8. Подключение по схеме звезда без проводов в нагревателе.

Рисунок9.jpg

Рисунок 9. Подключение сухого ТЭНа по схеме звезда.

Преимуществом схемы звезда трехфазного подключения является повышение надежности и срока службы используемого нагревателя. Данный факт объясняется использованием фазного напряжения, которое составляет 220 -240 вольт, а также использованием резистора в цепи с более высокими показателями сечения. Недостатком такой схемы является обратная сторона преимущества – при использовании фазного напряжения показатели мощности не так велики, как при использовании другой схемы подключения – треугольной.

Трехфазное подключение по схеме треугольник показано на рисунке 10.

Рисунок10.jpg

Рисунок 10. Трехфазное подключение по схеме треугольник.

Подключение по схеме треугольник используется при работе с линейным напряжением порядка 380 вольт. Поэтому каждый участок цепи нагревателя получает две фазы, чем отличается от подключения по схеме звезда, где на каждый участок цепи приходится лишь одна фаза.

Треугольное подключение, которое принято считать классическим, имеет 3 провода, на которые подается три фазы. Наличие нулевого провода данная схема подключения не предусматривает. На рисунке 11 и 12 показаны принципы подключения нагревателя и сухого ТЭНа по схеме треугольник.

11-chem-1.jpg

Рисунок 11. Принцип подключения по схеме треугольник.

Рисунок12.jpg

Рисунок 12. Подключение сухого ТЭНа по схеме треугольник.

Преимуществом такой схемы подключения является более высокие значения мощности, по сравнению со схемой звезда, а также более удобное подключение без использования лишних проводов. Недостатком такой схемы является лишь недостаток использования высокого напряжения, которое снижет ресурс нагревателя.

Заземление предназначено для предотвращения несчастных случаев на производстве, а зануление предназначено для выравнивания потенциалов в цепи – не стоит данные понятия считать синонимами.

Оборудование должно быть изначально заземлено, что требует техника безопасности, тем ниже риск несчастного случая (рис. 13). Исключениями являются нагреватели без металлического корпуса, которые не нуждаются в заземлении.

Рисунок13.jpg

Рисунок 13. Влияние заземления на безопасность человека.

На рисунке 14 — 16 показаны различные схемы подключения с использование заземляющего провода.

Двухфазное короткое замыкание между проводами фазы

Двухфазное короткое замыкание между проводами фазы - 1

Значение тока двухфазного короткого замыкания в какой-либо точке сети рассчитывается по формуле:

В случае питания сети от трансформатора (повреждение, удаленное от источников питания) значение тока двухфазного короткого замыкания в какой-либо точке сети рассчитывается по формуле:

При этом ток двухфазного короткого замыкания является более слабым, чем ток трехфазного замыкания в соотношении 0,866 и составляет примерно 87%.

При коротком замыкании, возникающим в цепи близко к генератору (Zi и Zd), значение тока может быть больше тока трехфазного замыкания.

Двухфазное короткое замыкание между проводами фазы - 4

Двухфазное короткое замыкание проводов фазы на землю:

Двухфазное короткое замыкание между проводами фазы - 5 Двухфазное короткое замыкание на землю

В случае глухого короткого замыкания, удаленного от источников питания, значение тока двухфазного короткого замыкания на землю рассчитывается

Моделирование двухфазного короткого замыкания на землю в соответствии с симметричными составляющими

  • 8.Апр.2015 — Электроснабжение жилого дома д.Моссоляны
  • 8.Апр.2015 — Договор технологического присоединения к электрическим сетям. Время действия
  • 8.Апр.2015 — Последствия воздействия токов КЗ (короткого замыкания)
  • 8.Апр.2015 — Симметричные составляющие при проектировании трехфазных сетей
  • 31.Мар.2015 — Метод расчета и условие проверки сближения или схлестывания гибких шин РУ

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *