مزیت برق سه فاز نسبت به تکفاز

سرویس آموزش و آزمون برق نیوز، ایجاد توان سه فاز نسبت به توان تکفاز مزایای کاملا اشکاری دارد. همچنین انتقال سه فاز از لحاظ اقتصادی بصرفه‌تر است.

اجازه دهید نگاهی به متداول‌ترین سیستم سه فاز یعنی سیستم سه فاز متعادل بیندازیم.

منبع سه پایانه دارد (بدون احتساب پایانه خنثی یا زمین) و اگر با ولتمتر اندازه بگیریم خواهیم دید که دامنه ولتاژ بین هر دو پایانه‌ای یکسان است. البته این ولتاژ‌ها هم فاز نیستند. به سادگی می‌توان نشان داد که هر یک از این سه ولتاژ نسبت به دو تای دیگر ۱۲۰ درجه اختلاف فاز دارند. علامت فاز به جهت ولتاژ بستگی دارد. بار متعادل از هر فاز توان یکسانی می‌کشد. رابطه فاز‌ها نشان می‌دهد که وقتی مقدار لحظه‌ای ولتاژ یکی از فاز‌ها صفر است دو فازدیگر باید نصف دامنه ماکزیمم خود را داشته باشند. هیچ لحظه‌ای نیست که توان لحظه‌ای کل بار صفر شود؛ در حقیقت توان لحضه‌ای کل ثابت است. از نظر ماشین‌های چرخان چنین مسئله‌ای یک مزیت به شمار می‌اید، زیرا گشتاور وارد بر روتور تقریبا ثابت می‌ماند، بسیار ثابت‌تر از وقتی که منبع تکفاز به کار می‌رود؛ در نتیجه ارتعاش و لرزش ماشین کمتر می‌شود.

تعداد فاز زیادتر مثلا ۶ فاز و ۱۲ فاز، تقریبا تنها در تامین توان یکسو ساز‌های بزرگ کاربرد دارد. یکسوساز جریان متناوب را به جریان مستقیم لازم برای بعضی فرایند‌ها، مثلا الکترولیز تبدیل می‌کند. خروجی یکسو ساز مجموع یک جریان مستقیم و یک مؤلفه متناوب موسوم به تموج یا ریپل است. هر چه تعداد فاز بیشتر باشد تموج کمتر می‌شود. تقریبا تمام سیستم‌های چند فاز عملی را بدون استثنا می‌توان با منابع ولتاژ ایده ال با امپدانس داخلی خیلی کم، نشان داد. منابع جریان سه فاز بسیار نادرند.

سرانجام مدار‌های سه فاز به دلایل اقتصادی و مهندسی مورد استفاده قرار میگیرند. ازجمله این دلایل عبارتند از:

الف) تحت بار متعادل، گشتاور روی مولد ثابت است و بنابراین ارتعاشی وجود ندارد.

ب) ایجاد میدان مغناطیسی دوار با سه فاز راحت‌تر است و بنابراین امکان ساخت موتور‌های القائی ارزان‌تر فراهم می‌شود.

پ) با سیستم سه فاز ac می‌توان در مقدار الومینیوم خطوط انتقال صرفه جوئی کرد. تحت بار متعادل مشاهده خواهیم کرد که به جای شش سیم فقط سه سیم مورد نیاز است.

 

منبع: اموزش برق قدرت