Por que o deslocamento trifásico é 120 graus?

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Para eletricidade trifásica, a onda é deslocada em 120 graus (2 Rad). Por que as fases não estão mais próximas? É porque isso afetará a frequência das fases? Como esses 120 graus foram escolhidos?π/3

Forma de onda trifásica

reitor
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Não sei se sei a resposta oficial, por isso estou apenas postando como comentário. Com três fases, o deslocamento de 120 graus entre as duas fases é a maneira natural de fazer isso, uma vez que 360/3 = 120. Isso facilita o trabalho, o controle etc. Teoricamente, não há razão para que você não possa ter nenhum relacionamento arbitrário entre as três fases. Mas pode haver mais do que isso ... por exemplo, talvez seja mais fácil construir um gerador CA trifásico para produzir formas de onda de saída separadas por 120 graus ... mas não tenho certeza.
Adam P

Respostas:

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Quando houver 120 ° entre as fases, a soma das tensões a qualquer momento será zero.

Diagrama vetorial trifásico

Isso significa que, com uma carga balanceada, nenhuma corrente flui na linha de retorno (neutra).

3 vetores atuais adicionados

Além disso, se cada fase for 230V em relação ao neutro (operação em estrela), haverá 230V × = 400V entre duas fases (operação triângulo ou delta), e elas também são igualmente espaçadas, ou seja, em ângulos de 120 °. 3

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

stevenvh
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É certamente por isso que o sistema trifásico como é projetado atualmente é bom . Eu acho que a razão original por que é assim é que é mais fácil enrolar um motor com as fases de saída igualmente espaçadas.
Connor Wolf
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@ Fake - Igualmente espaçado é a maneira evidente de mantê-lo mecanicamente equilibrado. Mas você também precisa dessa maneira para que as tensões sejam iguais, de modo que a corrente líquida seja zero em uma carga balanceada.
Stevenvh 22/05/12
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A separação de 120 graus torna as fases equilibradas, de modo que a transferência de energia a qualquer instante seja constante. Se você tivesse fases "mais próximas", como sugere, não haveria nenhuma vantagem real sobre a energia monofásica.

JustJeff
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é claro, se você possui um sistema com pelo menos duas fases únicas, pode obter dele trifásico equilibrado (usando transformadores adequados) e, assim, colocar uma carga constante em uma carga, mas as correntes da linha de transmissão resultantes serão assimétricas; com ângulos de fase desiguais, você teria que (1) viver com energia instantânea variável no tempo, (2) subutilizar alguns dos condutores da linha de transmissão ou (3) ter condutores de tamanhos diferentes. Ângulos de fase igualmente espaçados fornecem a solução ideal em relação ao dimensionamento do condutor versus utilização.
JustJeff
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a resposta curta - porque três fases uniformemente espaçadas são mais simples de trabalhar (motores / geradores não precisam lidar com assimetria) e mais economicamente viáveis ​​(todos os três condutores podem ser especificados da mesma forma) do que qualquer outro sistema de três fases .
JustJeff
Essa é a resposta correta.
Jason S
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Em princípio, qualquer gerador de energia possui um rotor com magenta e bobina na periferia; uma rotação do rotor é um ciclo de 360 ​​graus.

Suponha que o gerador tenha um ímã e uma bobina; depois, à medida que o ímã / rotor gira uma volta, a tensão gerada na bobina aumenta gradualmente e atinge o pico (máximo) quando a bobina se aproxima do ímã e diminui gradualmente à medida que o ímã se afasta. .

Suponha que conectemos a lâmpada, então a taxa de oscilação é claramente visível. Isso é chamado de 360 ​​graus, CA monofásica.

Agora, suponha que o gerador tenha dois ímãs e duas bobinas colocadas equidistantemente, então a taxa de oscilação é aumentada, é bifásica, 360/2 = 180 graus CA.

Digamos que o gerador tenha 3 ímãs e 3 bobinas colocadas equidistantemente, então a taxa de oscilação aumenta muito; é trifásica com 360/3 = 120 graus CA.

se tivermos 4 ímãs e 4 bobinas posicionadas equidistantemente, a taxa de oscilação aumentará muito mais (não será visível), então será de 4 fases com 360/4 = 90 graus, AC de 4 fases.

Na prática, trifásico é muito mais adequado para o design.

alex.forencich
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Eu acho que isso merece muito mais votos do que teve - fisicamente é mais conveniente (e eu suponho que seja mais eficiente) produzir motores / geradores com 3 pólos, proporcionando uma entrega de energia suave e eficiente. Eu colocaria dinheiro na escolha do projeto, sendo um compromisso de "suavidade" (mais fases) versus custo (menos enrolamentos separados). Muito parecido com as vantagens e desvantagens dos motores de carros em relação ao número de cilindros que eles usam.
você
Eu acho que vale a pena dar uma olhada nesta imagem da Wikipedia mostrando uma animação de um gerador trifásico
try-catch-finalmente
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Ao separar as fases em 120 °, mantemos os picos de tensão (por exemplo) espaçados uniformemente. Por exemplo, 60 Hz tem picos a cada 16,66 ms, portanto os picos das fases A, B e C teriam um terço desse tempo, neste padrão: A-5.55ms-B-5.55ms-C-5.55ms-A. Se alguém separasse as fases A e C de B por, digamos 100 °, as fases C e A seriam separadas por 160 °, e o padrão de picos seria A-4,63ms-B-4,63ms-C-7,40ms-A.

Esse conjunto de fases gaguejante (com, digamos, separação de 100 °, 100 °, 160 °) acarretaria muitas conseqüências ineficientes e desnecessárias, dentre as quais o projeto de um motor de corrente alternada que poderia efetivamente usar os impulsos impressionantes de tal tensão sincopada picos.

mgkrebbs
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A maior parte da energia elétrica é produzida por geradores CA.

2/3 da energia elétrica é usada pelos motores elétricos CA (energia elétrica in - energia mecânica fora), eles são construídos de maneira muito semelhante aos geradores elétricos (energia mecânica in - energia elétrica).

Para criar uma rotação nos motores elétricos CA, você precisa ter enrolamentos igualmente espaçados no estator alimentados por campos magnéticos igualmente espaçados; campos magnéticos igualmente espaçados são criados por correntes igualmente espaçadas (isso responde à sua pergunta dos 120 graus para o sistema trifásico).

O motivo de usar 3 fases em vez de 2, 6 ou 12 é porque é o sistema mais eficiente (ter 2 significaria mais perdas de energia durante a transmissão, ter 6 fases significaria transportar a energia com 6 fios em vez de 3).

user103478
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este e o outro como a resposta. provém do espaçamento físico no gerador. Não é complicado.
old_timer
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Lembre-se também de que a tensão fase a fase cairia tremendamente com mais fases. Você só seria capaz de usá-lo fase a terra se adicionar mais fases. Com um transformador em estrela regular, ainda podemos ter equipamentos em 208 volts e 240 monofásicos. Adicionar mais fases, seria muito mais difícil adicionar equipamentos de 3 fases ou mais.

Vladimir Gusar
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Por exemplo, com 90 graus com um sistema de 4 fases, em um transformador de 120 V para terra, você obteria 180 V de fase para fase. Teria que usá-lo apenas para circuitos monofásicos, pois fase a fase não seria mais tão eficiente.
Vladimir Gusar