İçerik
- Uyarılar
- Üç Fazlı Güç: Görsel Bir Analoji
- AC Devrelerinde Güç ve Gerilim
- Bir Fazlı Güç: Analojiyi Genişletmek
- Tek Fazlı Üç Fazlı Dönüşüm
Amerika Birleşik Devletleri'nde halkların evlerine giren güçlerin çoğu tek fazlı bir güçtür. Bununla birlikte, elektrik santralinde üretilen güç, üç fazlı güçtür. Bu, uzun kulelere bağlı gördüğünüz büyük iletim hatlarının arkasındaki fikir - bu hatların, bu güç "düşürülmeden" ve mahallelere büyük ölçüde azaltılmış bir voltajda teslim edilmeden önce, uzun mesafelerde mümkün olduğu kadar voltaj iletmesi gerekiyor.
Neredeyse tüm ev aletleri için tek fazlı güç yeterliyken, ağır donanıma sahip endüstriyel ortamlar üç fazlı güç gerektirir. Peki ya üç fazlı güce ihtiyacınız varsa ve elinizdeki tek şey evinize giren tek fazlı güçse?
Uyarılar
Üç Fazlı Güç: Görsel Bir Analoji
Kendinizi ve kuzeyde güneye doğru uzanan ve uçtan uca 60 metre mesafedeki bir yol boyunca saniyede 2 metrelik (saatte 4,5 mil) hızlı ileri geri yürüdüğünüz (açıkça sıkılmış) arkadaşlarınızdan ikisini hayal edin. Her biriniz bu yolun orta noktasında başlar, kuzey ucuna yürür, başlangıcına geri döner, karşı uca doğru yürümeye devam eder ve tekrar ortasına geri döner, böylece 120 metrelik bir "tur" ya da döngü tamamlanır. Her biriniz saniyede 2 metrede yüründüğü için, bir gidiş dönüş her insanı tam 60 saniye sürer.
Ayrıca başlangıç noktasında her birinizin "durum" un sıfır olduğunu varsayalım. Kuzeye yürüdüğünüz her metre için bir birim statü kazanır ve güneye girdiğiniz her metre için bir statü birimini kaybedersiniz. Böylece, ne zaman biriniz yolun kuzey ucuna ulaştığında, o kişi 30 statüsünde olurken, güney ucunda dönüş yapan herhangi biri -30 statüsündedir. Üçünüzün birbirinizi 20 saniyeden başlayarak birbirinizden en üst düzeyde ayırabildiğini kabul edersiniz, çünkü her bir devre 60 saniye sürer ve üçünüz var ve 60 bölü 3'e 20'dir. Cebir yaparsanız, bunu bulursunuz. biriniz kuzey statüsüne ulaşarak "statüsünüzü" 30 değerinde maksimize ettiğinde, diğer ikisi güney kesimi boyunca, biri kuzeye, diğeri güneye doğru ilerliyor. -15. Durum değerlerinizi böyle bir zamanda bir araya eklerseniz, bunlar 30 + (-15) + (-15) = 0 olur. Aslında, tüm durum değerlerinin toplamını herhangi bir zamanda göstermek mümkündür. üçünüz tarif edildiği gibi kusursuz bir şekilde şaşırtıldığı sürece 0'dır.
AC Devrelerinde Güç ve Gerilim
Bu, üç fazlı elektrik gücünün neye benzediğine dair bir model sunar, “voltaj” ın “durum” yerine kullanılması ve her 60 saniyede bir döngü yerine, her saniyede 60 voltaj döngüsü meydana gelmesi dışında. Ayrıca, başlangıç noktasını dakikada iki kez geçen her insan yerine, voltaj saniyede 120 kez sıfır noktasından geçer.
Güç, akım ve gerilimin matematiksel olarak ilişkili olmasından dolayı, üç fazlı güç herhangi bir zamanda sıfıra eklenmesine rağmen, 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 denilen birimlerde elektriksel dirençtir. Negatif voltajların güce katkıda bulunduğunu görebilirsiniz, çünkü negatif sayıların karesi pozitif 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 cevabınızı alırsınız. Gerilim hiçbir zaman tek fazlı veya üç fazlı sistemlerde sabit değildir ve sonuç olarak hiçbiri akım değildir; Bunlar V = IR olan Ohm yasasıyla ilgilidir, burada amperdeki akımı ("amp") gösterir.
Bir Fazlı Güç: Analojiyi Genişletmek
Arkadaşların yürüdükleri ileri geri analojiyi tek fazlı güce genişletmek için, yürümeye devam ederken arkadaşlarınızın ikisinin akşam yemeğine ev dendiğini hayal edin ve işte oradasınız. Yani, üç fazlı güç, kelimenin tam anlamıyla, sadece bir döngünün üçte biriyle (veya trigonometrik terimlerde, 120 derece) dengelenen üç tek fazlı güç kaynağıdır. Tek fazlı bir güç kaynağında, her bir voltaj kısa bir süre için sıfır olduğunda, güç çıkışı da artar. Şimdi, güç kesintilerinden çok fazla etkilenmeyen küçük ev aletlerinin neden tek fazlı güçle çalıştığını, ancak yüksek watt (güç) seviyelerinde çalışan büyük makinelerin yapamayacağını; büyük ve sabit bir güç kaynağına ihtiyaç duyarlar.
Yukarıdakilerin tümü, üç fazlı bir güç kaynağı için zamana karşı voltaj grafiğine bakarak daha kolay anlaşılır (Kaynaklara bakınız). Bu grafikte, bireysel fazlar kırmızı, mor ve mavi çizgilerle gösterilmiştir. Bunlar daima sıfıra toplanır, ancak karelerinin toplamı pozitif ve sabittir. Böylece R değişmez bir değer verilmişse, bu kurulumlardaki P gücü de P = V ilişkisi nedeniyle sabittir.2/ R.
Bir fazlı besleme için, toplanacak voltaj yoktur ve tek fazın voltajı sıfır noktasından saniyede 120 kez geçer. Bu instantlarda, güç sıfıra düşer fakat daha hızlı bir şekilde geri kazanılır, böylece daha küçük ışıklar, cihazlar vb. Gözle görülür kesintiler yaşamaz.
Tek Fazlı Üç Fazlı Dönüşüm
Endüstriyel boyutlu bir hava kompresörü gibi daha büyük bir cihazda üç fazlı bir motora sahipseniz ve yerel şebekenizin kurulum şekli sayesinde üç fazlı güce hazır erişemiyorsanız, almak için kullanabileceğiniz geçici çözümler vardır. ekipmanınız düzgün şekilde çalışıyor. (Bunlardan biri, üç fazlı motoru basitçe bir fazlı motorla değiştirmektir, ancak bu diğer çözümler kadar akıllı değildir.)
Çok sayıda üç fazlı dönüştürücü türü mevcuttur. Bunlardan biri, bir statik dönüştürücü üç fazlı bir motorun tek fazlı güçle başlatılamamasına rağmen, başlatıldıktan sonra tek fazlı güçle çalışmaya devam edebilmesi. Statik bir konvertör bunu, kapasitörlerin (yükü depolayabilen cihazlar) yardımıyla yapar, bu da statik konvertörün, motorların etkin ömrünü azaltma garantisi verilmiş olsa da, verimsiz bir şekilde olmasına rağmen, fazlardan biri için durmasını sağlar. bir döner faz dönüştürücüÖte yandan, ikame edilmiş üç fazlı bir motor ve bağımsız bir jeneratörün bir çeşit kombinasyonu olarak işlev görür. Bu cihaz, harekete geçirildikten sonra ana makinelerde herhangi bir hareketli parçayı döndürmeyen fakat bunun yerine tüm kurulumun üç fazlı bir güç sistemini oldukça iyi taklit edebilecek şekilde güç üreten bir rölanti motoru içerir. Sonunda, bir değişken frekans sürücüsü (VFD) Hemen hemen her istenen frekansta alternatif akım oluşturmak ve standart üç fazlı bir motorun içindeki koşulların çoğunu kopyalamak için kullanılabilen invertörler denilen bileşenleri kullanır.
Bu dönüştürücülerden hiçbiri mükemmel değildir, etleri kolayca kesmek için bir ekmek bıçağından daha fazlası kullanılabilir. Ancak bir ekmek bıçağı çıplak elinizden daha iyidir ve bu nedenle güç tüketen makinelerle ve aletlerle sık sık çalışıyorsanız, bu dönüştürücüler elinizde olması iyidir.