In tegenstelling tot een DC-circuit dat slechts één type circuit heeft, kan een AC-circuit worden onderscheiden in eenfase-AC-circuits en drie fase-AC-circuits. De basisprincipes tussen deze twee blijven hetzelfde, maar we moeten drie fase-AC-circuits anders bouwen en analyseren.
Er zijn voor- en nadelen bij het vergelijken van deze twee. Een eenfase-AC-circuit is eenvoudig te bouwen en te analyseren, maar heeft een lagere efficiëntie vergeleken met drie fasen. Een drie fase-AC-circuit staat bekend om zijn grote vermogensoverdracht efficiëntie, maar is duur om te maken en moeilijker te analyseren.
What is Three Phase AC Circuits
Een eenvoudig antwoord op de vraag “wat is een 3-fase AC-circuit?” is een elektrisch circuit met drie oscillerende enkelfasige spannings- en stroom golfvormen. In een ideale toestand hebben alle drie de oscillerende golfvormen dezelfde grootte en frequentie, alleen zijn hun fases ten opzichte van elkaar verschoven.
Om te beantwoorden waarom een drie fase AC-circuit een betere vermogensoverdracht heeft, kunt u de golfvormen hierboven zien. Wanneer fase 1 0 is, zijn de andere twee dat niet. Dit vertelt ons dat het vermogen nooit nul bereikt op enig punt. We krijgen een continue toevoer van elektrische energie.
Omdat we drie elektrische spanningen en elektrische stromen hebben, hebben we drie of vier draden nodig om elektrische energie uit de voeding te halen. Waarom zijn het geen drie draden, maar ook vier draden? Het hangt af van onze drie fase AC-circuit configuratie. Er zijn delta configuraties en sterconfiguraties.
We zullen dit verder leren voor een volledig begrip.
Een driefasen circuit behoort tot het poly fasensysteem.
Poly Fasensysteem is een circuit of systeem waarbij AC-bronnen op dezelfde frequentie werken, maar met verschillende fasen. Het kan twee of drie fasen zijn. Net zoals hierboven vermeld, hebben zowel twee fasen- als driefasen circuits dezelfde grootte en frequentie voor elke lijn, maar hebben de andere een of twee verschillende fasen.
Waar:
VP = rms-grootte van bronspanning
∠𝝓 = fasehoek
ZL = belastingsimpedantie
Hieronder staat het circuit van een enkelfasig tweedraadssysteem
En dit is een twee fasen-wisselstroom circuit met twee identieke bronnen (beide met dezelfde grootte frequentie).
En ons hoofdonderwerp, een driefasen-wisselstroom circuit
We slaan de enkelfase over omdat deze al in een andere post is behandeld, en we leren het tweefasen circuit niet verder omdat dit niet vaak wordt gebruikt in vergelijking met het driefasen circuit.
We leren een driefasen circuit.
Hieronder ziet u het drie fase AC-voedingsschema waarbij het AC-circuit wordt gevoed door drie bronnen met dezelfde amplitude en frequentie, maar 120° uit fase met elkaar.
Belang van een driefasen-wisselstroomcircuit
We moeten de superioriteit van een driefasensysteem accepteren om het veelgebruikt te maken in ons leven, met name op industriële schaal en bij elektromotoren. Het heeft drie belangrijke redenen:
Ten eerste gebruikt bijna elke opwekking en distributie van elektriciteit een driefasensysteem met een frequentie van 50 Hz of 60 Hz.
Wanneer er een fase- of twee fase bronnen nodig zijn, kunnen we deze maken door deze uit een driefasensysteem te halen in plaats van ze onafhankelijk op te wekken.
Ten tweede kan het momentane vermogen in een driefasensysteem constant zijn (niet pulserend).
Dit resulteert in een uniforme vermogensoverdracht en minder trillingen van drie fasen machines.
Ten derde is het driefasensysteem voor dezelfde hoeveelheid vermogen zuiniger dan het eenfase systeem.
Configuratie van een driefasensysteem
Omdat we te maken hebben met drie bronnen in plaats van één, kunnen er gevallen zijn waarin de drie spanningen niet identiek zijn. Ze kunnen verschillende groottes of fasehoeken van elkaar hebben. Dit noemen we het ongebalanceerde driefasensysteem.
We zullen het nu hebben over een gebalanceerde driefasenspanning en gebalanceerde driefasenstroom om alle vier de configuraties van drie fasen wissel stroomcircuits te leren.
Zoals hierboven vermeld, hangt het af van onze configuratie of we drie of vier draden gebruiken. We zullen hier niet uitgebreid op ingaan, omdat ze in hun respectievelijke speciale berichten zijn behandeld.
Een gebalanceerd drie fasen circuit is wanneer alle bronnen dezelfde grootte en fasehoek van elkaar hebben. In dit geval 120° van elkaar.
Maar we zullen ze hier samenvatten.
Een gebalanceerde wye-wye-verbinding is een driefasensysteem met gebalanceerde wye-aangesloten bronnen en gebalanceerde wye-aangesloten belastingen.
Een gebalanceerde ster-driehoek verbinding is een driefasensysteem met gebalanceerde ster-aangesloten bronnen en gebalanceerde driehoek-aangesloten belastingen.
Een gebalanceerde delta-delta-aansluiting is een driefasensysteem met gebalanceerde delta-aangesloten bronnen en gebalanceerde delta-aangesloten belastingen.
Een gebalanceerde delta-ster-aansluiting is een driefasensysteem met gebalanceerde delta-aangesloten bronnen en gebalanceerde ster-aangesloten belastingen.
De drie fasen vermogensmeting is afhankelijk van onze configuratie en elke configuratie heeft zijn eigen unieke vergelijkingen. Zorg ervoor dat u ze allemaal begrijpt.
Conclusie
Driefasen-wisselstroom circuits gebruiken drie enkel fase wisselstroom die 120 graden van elkaar zijn verschoven. Dit levert ons een continue vermogensoverdracht en een betere efficiëntie op in vergelijking met het enkel fase-wisselstroom circuit.
Het driefasen-wisselstroom circuit maakt gebruik van drie onafhankelijke enkelfase bronnen die dezelfde grootte en frequentie hebben, maar een gelijke faseverschuiving ten opzichte van elkaar.
Het wordt voornamelijk gebruikt om een constanter vermogen te leveren in een industrieel aspect.
De voordelen van driefasen-wisselstroom circuits zijn:
- Lever constant vermogen en betere efficiëntie van vermogensoverdracht.
- Minimaal vermogensverlies bij transmissie over een lange afstand.
- Vereisen minder ruimte vergeleken met drie enkelfasige circuits voor het leveren van exact hetzelfde vermogen.
- Omdat er op geen enkel punt nul vermogen is, zal het geluid ook minimaal zijn vergeleken met een enkele fase systeem.
- Een enkele fase systeem kan worden afgeleid van een driefasensysteem, het is niet nodig om het onafhankelijk te bouwen.
- Vrijwel elke elektromotor op industriële schaal wordt bediend in een driefasensysteem, met name de inductiemotor.
De configuratie van het driefasensysteem bestaat uit ster- of driehoekschakelingen voor bronnen en belastingen.
Veelgestelde vragen
Wat zijn 3-fase AC-circuits?
AC-circuit met drie oscillerende enkelfasige spannings- en stroom golfvormen. In een ideale toestand hebben alle drie de oscillerende golfvormen dezelfde grootte en frequentie, alleen zijn hun fasen ten opzichte van elkaar verschoven met 120 graden.
Wat is het verschil tussen een driefase en een enkele fase AC-circuit?
Een enkele fase circuit heeft slechts één sinusvormige golfvorm die twee keer in een cyclus oscilleert tussen het maximale en minimale kruispunt van het nulpunt. Een driefase circuit heeft drie sinusvormige golfvormen met dezelfde grootte en frequentie, maar die ten opzichte van elkaar gelijkmatig zijn verschoven met 120 graden.