masoud-t
عضو جدید
در سالهاي آغازين استفاده از انرژي الکتريکي سيستم دو فاز بکار می رفت. در برخي از از این سیستم ها از چهار سيم براي انتقال دو فاز به موتورها استفاده می کردند. مزيت اصلي اين روش ها اين بود که نحوه ي سيم پيچي موتور، ساده و کاملا مشابه سيم پيچي موتور تک فاز با استارت خازني مي باشد و در عين حال استفاده از چهار سيم باعث مي شد که دو فاز کاملا مستقل از هم باشند و آناليز آنها (با توجه به ابزار هاي رياضي موجود در آن زمان) ساده تر مي گشت.
در حال حاضر سيستم هاي دو فاز با سيستم سه فاز جايگزين شده اند.
تغذيه ي دو فاز که هر فاز آن 90 درجه با ديگري اختلاف دارد را مي توان توسط اتصال اسکات در ترانس سه فاز معمولي بدست آورد.
يک سيستم چند فازه بايد يک جهت مشخص براي چرخش فازها ايجاد کند. بنابراين ولتاژهاي متقارن که داراي ترتيب ولتاژ نمي باشند، نمي توانند به عنوان سيستم چند فاز استفاده گردند.
يک سيستم سه سيمه که دو سيم آن فازهايي با اختلاف 180 درجه دارند همان سيستم تک فاز است. چنين سيستمي را گاها split phase (تک فاز سه سيمه) مي نامند.
سيستم هاي چند فازه به ويژه در موتور هاي جريان متناوب مفيدند، مانند موتور هاي القايي که ايجاد يک ميدان مغناطيسي گردان مي کنند.
وقتي تغذيه ي سه فاز، يک سيکل کامل خود را طي مي کند، ميدان مغناطيسي در يک ماشين دو قطب به اندازه ي 360 درجه ي فيزيکي گردش دارد.
هر چه تعداد قطب ها بيشتر باشد تعداد سيکل هاي بيشتري طول مي کشد تا ميدان در محيط موتور يک دور کامل بزند و بنابراين موتورهایی که قطب بیشتری دارند آهسته تر خواهند چرخيد.
نيکلا تسلا اولين کسي بود که موتور عملي القايي را ابداع کرد که اساس کار آن ميدان هاي معناطيسي گردان بود، تا قبل از آن همه ي موتور هاي تجاري از نوع DC با سيستم کموتاسيون ،که هزينه بسیار می برد، بودند. در اين موتور ها نگهداري و تعمير جاروبک ها و منحني مشخصه هاي نا مناسب براي کار در شبکه هاي متناوب، مشکلات زیادی را به همراه داشت.
ساخت موتورهاي چند فاز، ساده تر است و مي توانند به صورت خود راه انداز باشند و در مقايسه با سيستم هاي تک فاز داراي لرزش به مراتب کمتري هستند.
البته سيستم هاي با بیش از سه فاز نيز استفاده شده اند. از کاربردهاي معمول آنها مي توان به مبدل هاي سيستم هاي HVDC و نيز يک سو کننده هاي قدرت اشاره کرد که در آنها هر فاز با فاز ديگر 60 درجه اختلاف دارد. علت اصلي کاربرد آن نيز کاهش دادن هارمونيک در شبکه ي متناوب و ولتاژي نسبتا ثابت در شبکه ي جريان مستقيم است.
شبکه هاي دوازده فاز تحقيقاتي نيز ساخته شده اند. چنين شبکه هايي براي خطوط انتقال EHV مورد استفاده قرار مي گيرند که ثابت شده است با تعداد خطوط برابر قادرند توان بيشتري را انتقال دهند.
استفاده از سیستم دو فاز، در اوايل قرن بيستم در شبکه هاي توزيع رایج گشت. در اين شبکه هاي از دو مدار که ولتاژ آنها 90 درجه با هم اختلاف داشت استفاده مي شد. معمولا در مدرات آن زمان از چهار سيم (دو سيم براي هر فاز) و گاهي هم از سه سيم که يکي از آنها مشترک بوده (با قطر بيشتر) استفاده می کردند.
بعضي از ژنراتور هاي دو فاز اوليه دو روتور جدا داشتند که سيم پيچ هاي آنها با هم 90 درجه ي الکتريکي اختلاف فاز داشت. از آن جمله مي توان به ژنراتور آبشار نياگارا که در سال 1985 نصب شد اشاره کرد. اين ژنراتور بزرگترين ژنراتور زمان خود بوده و دو فاز دارد.
مزيت توان دو فاز اين بود که مي توانستند به وسيله ي آن موتور هاي خود راه انداز، طراحي کنند از طرف دیگر در آن روزگار تحليل و طراحي سيستم دو فازي که دو فاز آن کاملا از هم جدا بودند ساده تر بود. تا اينکه روش مولفه هاي متقارن در سال 1918 ابداع شد و توانستند بار نامتقارن در سيستم هاي چند فاز را با يک روش ساده ي رياضي مورد بررسي قرار دهند.
گردش ميدان مغناطيسيِ سيستم دو فاز در يک موتور القايي اجازه مي داد که موتور در حالتي که سرعتش صفر است گشتاور دوراني داشته باشد که در سيستم تک فاز بدون استفاده از ابزار هاي راه اندازي ممکن نبود.
موتور هاي القايي اي که براي دو فاز طراحي شده اند داراي سيم پيچي اي مشابه موتور هاي القايي تک فاز با راه انداز خازني هستند.
سيستم هاي دو فاز هنوز هم به ندرت در برخي سيستم هاي کنترل بخصوص ديده مي شوند.
جرم سيم هاي يک سيستم سه فاز کمتر از سیستم دو فاز مشابه است:
همان طور که گفتيم سيستم هاي دو فاز معمولا داراي دو فاز کاملا مجزا از هم بوده اند. بنابراين بايد از چهار سيم هادي استفاده مي کردند. البته مي توان به جاي چهار سيم از سه سيم هم استفاده کرد ولي هادي مشترک که حاصل جمع برداري جريان هاي دو فاز ديگر را حمل خواهد کرد نياز به قطر بيشتري خواهد داشت.
ولي در يک سيستم سه فاز جريان ها معمولا يکديگر را خنثي مي کنند و در بار متعادل حاصلجمع سه جريان صفر خواهد شد.
کم شدن يک فاز در خطوط انتقال منجر به کاهش چشم گير هزينه هاي انتقال انرژي مي شود.
سيستم دو فاز را مي توان با دو ترانسفورمر که به صورت اسکات بسته شده اند بدست آورد. يک ترانسفورمر را در اوليه به دو فاز سيستم سه فاز متصل مي کنيم و ترانسفورمر دوم را بايد به يک تپ مرکزي ترانسفورمر اول متصل کرد و براي 86.6% از ولتاژ فاز به فاز سيستم سه فاز سيم پيچي مي شود. ثانويه ي تراسفورمرها داراي 90 درجه اختلاف خواهند بود و يک بار دو فاز متعادل پس از اتصال به اين سيستم به صورت برابر بين سه فاز تقسيم خواهد شد.
در حال حاضر سيستم هاي دو فاز با سيستم سه فاز جايگزين شده اند.
تغذيه ي دو فاز که هر فاز آن 90 درجه با ديگري اختلاف دارد را مي توان توسط اتصال اسکات در ترانس سه فاز معمولي بدست آورد.
يک سيستم چند فازه بايد يک جهت مشخص براي چرخش فازها ايجاد کند. بنابراين ولتاژهاي متقارن که داراي ترتيب ولتاژ نمي باشند، نمي توانند به عنوان سيستم چند فاز استفاده گردند.
يک سيستم سه سيمه که دو سيم آن فازهايي با اختلاف 180 درجه دارند همان سيستم تک فاز است. چنين سيستمي را گاها split phase (تک فاز سه سيمه) مي نامند.
سيستم هاي چند فازه به ويژه در موتور هاي جريان متناوب مفيدند، مانند موتور هاي القايي که ايجاد يک ميدان مغناطيسي گردان مي کنند.
وقتي تغذيه ي سه فاز، يک سيکل کامل خود را طي مي کند، ميدان مغناطيسي در يک ماشين دو قطب به اندازه ي 360 درجه ي فيزيکي گردش دارد.
هر چه تعداد قطب ها بيشتر باشد تعداد سيکل هاي بيشتري طول مي کشد تا ميدان در محيط موتور يک دور کامل بزند و بنابراين موتورهایی که قطب بیشتری دارند آهسته تر خواهند چرخيد.
نيکلا تسلا اولين کسي بود که موتور عملي القايي را ابداع کرد که اساس کار آن ميدان هاي معناطيسي گردان بود، تا قبل از آن همه ي موتور هاي تجاري از نوع DC با سيستم کموتاسيون ،که هزينه بسیار می برد، بودند. در اين موتور ها نگهداري و تعمير جاروبک ها و منحني مشخصه هاي نا مناسب براي کار در شبکه هاي متناوب، مشکلات زیادی را به همراه داشت.
ساخت موتورهاي چند فاز، ساده تر است و مي توانند به صورت خود راه انداز باشند و در مقايسه با سيستم هاي تک فاز داراي لرزش به مراتب کمتري هستند.
البته سيستم هاي با بیش از سه فاز نيز استفاده شده اند. از کاربردهاي معمول آنها مي توان به مبدل هاي سيستم هاي HVDC و نيز يک سو کننده هاي قدرت اشاره کرد که در آنها هر فاز با فاز ديگر 60 درجه اختلاف دارد. علت اصلي کاربرد آن نيز کاهش دادن هارمونيک در شبکه ي متناوب و ولتاژي نسبتا ثابت در شبکه ي جريان مستقيم است.
شبکه هاي دوازده فاز تحقيقاتي نيز ساخته شده اند. چنين شبکه هايي براي خطوط انتقال EHV مورد استفاده قرار مي گيرند که ثابت شده است با تعداد خطوط برابر قادرند توان بيشتري را انتقال دهند.
استفاده از سیستم دو فاز، در اوايل قرن بيستم در شبکه هاي توزيع رایج گشت. در اين شبکه هاي از دو مدار که ولتاژ آنها 90 درجه با هم اختلاف داشت استفاده مي شد. معمولا در مدرات آن زمان از چهار سيم (دو سيم براي هر فاز) و گاهي هم از سه سيم که يکي از آنها مشترک بوده (با قطر بيشتر) استفاده می کردند.
بعضي از ژنراتور هاي دو فاز اوليه دو روتور جدا داشتند که سيم پيچ هاي آنها با هم 90 درجه ي الکتريکي اختلاف فاز داشت. از آن جمله مي توان به ژنراتور آبشار نياگارا که در سال 1985 نصب شد اشاره کرد. اين ژنراتور بزرگترين ژنراتور زمان خود بوده و دو فاز دارد.
مزيت توان دو فاز اين بود که مي توانستند به وسيله ي آن موتور هاي خود راه انداز، طراحي کنند از طرف دیگر در آن روزگار تحليل و طراحي سيستم دو فازي که دو فاز آن کاملا از هم جدا بودند ساده تر بود. تا اينکه روش مولفه هاي متقارن در سال 1918 ابداع شد و توانستند بار نامتقارن در سيستم هاي چند فاز را با يک روش ساده ي رياضي مورد بررسي قرار دهند.
گردش ميدان مغناطيسيِ سيستم دو فاز در يک موتور القايي اجازه مي داد که موتور در حالتي که سرعتش صفر است گشتاور دوراني داشته باشد که در سيستم تک فاز بدون استفاده از ابزار هاي راه اندازي ممکن نبود.
موتور هاي القايي اي که براي دو فاز طراحي شده اند داراي سيم پيچي اي مشابه موتور هاي القايي تک فاز با راه انداز خازني هستند.
سيستم هاي دو فاز هنوز هم به ندرت در برخي سيستم هاي کنترل بخصوص ديده مي شوند.
جرم سيم هاي يک سيستم سه فاز کمتر از سیستم دو فاز مشابه است:
همان طور که گفتيم سيستم هاي دو فاز معمولا داراي دو فاز کاملا مجزا از هم بوده اند. بنابراين بايد از چهار سيم هادي استفاده مي کردند. البته مي توان به جاي چهار سيم از سه سيم هم استفاده کرد ولي هادي مشترک که حاصل جمع برداري جريان هاي دو فاز ديگر را حمل خواهد کرد نياز به قطر بيشتري خواهد داشت.
ولي در يک سيستم سه فاز جريان ها معمولا يکديگر را خنثي مي کنند و در بار متعادل حاصلجمع سه جريان صفر خواهد شد.
کم شدن يک فاز در خطوط انتقال منجر به کاهش چشم گير هزينه هاي انتقال انرژي مي شود.
سيستم دو فاز را مي توان با دو ترانسفورمر که به صورت اسکات بسته شده اند بدست آورد. يک ترانسفورمر را در اوليه به دو فاز سيستم سه فاز متصل مي کنيم و ترانسفورمر دوم را بايد به يک تپ مرکزي ترانسفورمر اول متصل کرد و براي 86.6% از ولتاژ فاز به فاز سيستم سه فاز سيم پيچي مي شود. ثانويه ي تراسفورمرها داراي 90 درجه اختلاف خواهند بود و يک بار دو فاز متعادل پس از اتصال به اين سيستم به صورت برابر بين سه فاز تقسيم خواهد شد.
