¿Por qué la compensación trifásica es de 120 grados?

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Para la electricidad trifásica, la onda se compensa en 120 grados (2 Rad). ¿Por qué las fases no están más juntas? ¿Es porque afectará la frecuencia de las fases? ¿Cómo se eligieron estos 120 grados?π/ /3

Forma de onda trifásica

Decano
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No estoy seguro de saber la respuesta oficial, así que solo estoy publicando como comentario. Con tres fases, el cambio de 120 grados entre dos fases es la forma natural de hacerlo, ya que 360/3 = 120. Esto hace que sea más fácil trabajar con él, controlarlo, etc. Pero puede haber más que eso ... por ejemplo, tal vez sea más fácil construir un generador de CA trifásico para producir formas de onda de salida separadas 120 grados ... pero no estoy seguro.
Adam P

Respuestas:

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Cuando hay 120 ° entre fases, la suma de los voltajes en cualquier momento será cero.

Diagrama vectorial trifásico

Esto significa que con una carga equilibrada no fluye corriente en la línea de retorno (neutral).

3 vectores actuales agregados

× 3

(imágenes de http://www.electrician2.com/electa1/electa3htm.htm )

stevenvh
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Esta es ciertamente la razón por la cual el sistema trifásico tal como está diseñado actualmente es agradable . Creo que la razón original de por qué es así es que es más fácil enrollar un motor con las fases de salida igualmente espaciadas.
Connor Wolf
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@Fake: la manera evidente de mantenerlo equilibrado mecánicamente es la misma separación. Pero también lo necesita de esa manera para que los voltajes sean iguales, de modo que la corriente neta sea cero en una carga equilibrada.
stevenvh
21

Estar separados 120 grados hace que las fases se equilibren de manera que la transferencia de energía en cualquier instante sea constante. Si tuviera fases 'más cercanas' como sugiere, no habría ninguna ventaja real sobre la potencia monofásica.

JustJeff
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por supuesto, si tiene un sistema con al menos dos fases únicas, puede derivar un equilibrio trifásico (utilizando transformadores adecuados) y, por lo tanto, poner una potencia constante en una carga, pero las corrientes de línea de transmisión resultantes serán asimétricas; con ángulos de fase desiguales tendría que (1) vivir con potencia instantánea variable en el tiempo, (2) subutilizar algunos de los conductores de la línea de transmisión o (3) tener conductores de diferentes tamaños. Ángulos de fase igualmente espaciados brindan la solución óptima con respecto al dimensionamiento del conductor frente a la utilización.
JustJeff
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la respuesta corta: porque tres fases espaciadas de manera uniforme son más fáciles de trabajar (los motores / generadores no tienen que lidiar con la asimetría) y son más viables económicamente (los 3 conductores pueden especificarse de la misma manera) que cualquier otro sistema de tres fases .
JustJeff
Esta es la respuesta correcta.
Jason S
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En principio, cualquier generador de energía tiene un rotor con magents y una bobina en la periferia, una rotación del rotor es un ciclo de 360 ​​grados.

Suponga que el generador tiene un imán y una bobina, luego, a medida que el imán / rotor gira una vuelta, el voltaje generado en la bobina aumenta gradualmente y alcanza el pico (máximo) cuando la bobina se acerca más al imán y se reduce gradualmente a medida que el imán se aleja .

Supongamos que conectamos la bombilla y la velocidad de parpadeo es claramente visible. Esto se llama 360 grados, CA monofásica.

Ahora, suponga que el generador tiene dos imanes y dos bobinas colocadas de manera equidistante, luego aumenta la velocidad de parpadeo, es de 2 fases, 360/2 = 180 grados AC.

Digamos que el generador tiene 3 imanes y 3 bobinas colocadas equidistantemente, entonces la velocidad de parpadeo aumenta mucho; Es trifásico con 360/3 = 120 grados AC.

si tenemos 4 imanes y 4 bobinas colocadas de manera equidistante, entonces la velocidad de parpadeo aumenta mucho (no es visible), entonces es de 4 fases con 360/4 = 90 grados, CA de 4 fases.

En la práctica, la fase 3 es mucho más adecuada para el diseño.

alex.forencich
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Creo que esto merece muchos más votos de los que ha tenido: físicamente es más conveniente (y supongo que es más eficiente) producir motores / generadores con 3 polos, lo que proporciona una entrega de potencia suave y eficiente. Pondría dinero en la elección del diseño, ya que es un compromiso de "suavidad" (más fases) Vs costo (menos devanados separados). Muy parecido a las compensaciones en los motores de los automóviles con respecto a la cantidad de cilindros que usan.
John U
Creo que vale la pena echar un vistazo a esta imagen de Wikipedia que muestra una animación de un generador trifásico
try-catch-finally
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Al separar las fases en 120 °, se mantienen los picos de voltaje (por ejemplo) uniformemente espaciados. Por ejemplo, 60 Hz tiene picos cada 16.66 ms, por lo que los picos de fase A, B, C se separarían un tercio de ese tiempo, en este patrón: A-5.55ms-B-5.55ms-C-5.55ms-A. Si uno separa las fases A y C de B, digamos 100 °, entonces las fases C y A se separarían en 160 °, y el patrón de picos sería A-4.63ms-B-4.63ms-C-7.40ms-A.

Tal conjunto de fases de tartamudeo (con, por ejemplo, 100 °, 100 °, 160 ° de separación) conllevaría muchas consecuencias ineficientes e innecesarias, entre las cuales se encontraría el diseño de un motor de CA que podría utilizar eficazmente los impulsos asombrosos de tal voltaje sincopado picos

mgkrebbs
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La mayor parte de la energía eléctrica está hecha por generadores de corriente alterna.

2/3 de la energía eléctrica es utilizada por motores eléctricos de CA (entrada de energía eléctrica - salida de energía mecánica), están construidos de manera muy similar a los generadores eléctricos (entrada de energía mecánica - salida de energía eléctrica).

Para crear una rotación en motores eléctricos de CA, debe tener devanados igualmente espaciados en el estator alimentados por campos magnéticos igualmente espaciados; campos magnéticos igualmente espaciados son creados por corrientes igualmente espaciadas (esto responde a su pregunta de los 120 grados para el sistema trifásico).

La razón de usar 3 fases en lugar de 2, 6 o 12 es porque es el sistema más eficiente (tener 2 significaría más pérdidas de energía durante la transmisión, tener 6 fases significaría transportar la energía con 6 cables en lugar de 3).

usuario103478
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esta y la otra como esta son la respuesta. Proviene de la separación física en el generador. no complicado.
old_timer
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También tenga en cuenta que el voltaje de fase a fase se reduciría enormemente con más fases. Solo podría usarlo de fase a tierra si agrega más fases. Con un transformador en estrella regular, aún podemos tener equipos con 208 voltios y 240 monofásicos. Agregue más fases, sería mucho más difícil agregar equipos trifásicos o más.

Vladimir Gusar
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Por ejemplo, con 90 grados con un sistema de 4 fases, en un transformador Why, 120v a tierra, obtendría 180v fase a fase. Tendría que usarlo solo para circuitos monofásicos, ya que fase a fase ya no sería tan eficiente.
Vladimir Gusar