Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Электр қуатын тарату жүйесі, 90° фазалық айырмашылықты электр жүйелері
Electric power distribution system
electric systems with 90° phase difference
Екі фазалы электр қуаты – 20 ғасырдың басындағы көп фазалы айнымалы ток электр қуатын тарату жүйесі. Екі тізбек қолданылды, кернеу фазалары циклдің төрттен бір бөлігіне, яғни 90°-қа айырмашылық танытты. Әдетте тізбектер әр фаза үшін екі сымнан тұратын төрт сымды пайдаланды. Кемдеу түрінде үш сым қолданылды, олардың бірі үлкен диаметрлі өткізгішпен ортақ сым болды. Кейбір алғашқы екі фазалы генераторларда екі толық ротор және өріс жиынтығы болды, орамдары екі фазалы қуатты қамтамасыз ету үшін физикалық түрде ығыстырылды. 1895 жылы орнатылған Ниагара сарқылындағы генераторлар сол кездегі әлемдегі ең ірі генераторлар болып есептелді және екі фазалы машиналар еді. Үш фазалы жүйелер ақырында электр қуатын беру және пайдалану үшін бастапқы екі фазалы қуат жүйелерін ығыстырды. Екі фазалы тарату жүйелері Филадельфия қаласының орталық бөлігінде, көптеген коммерциялық ғимараттар екі фазалы жүйеге тұрақты түрде қосылған және Коннектикут штатының Хартфорд қаласында әлі де қолданыста.
Two phase electrical power was an early 20th century polyphase alternating current electric power distribution system. Two circuits were used, with voltage phases differing by one quarter of a cycle, 90°. Usually circuits used four wires, two for each phase. Less frequently, three wires were used, with a common wire with a larger diameter conductor. Some early two phase generators had two complete rotor and field assemblies, with windings physically offset to provide two phase power. The generators at Niagara Falls installed in 1895 were the largest generators in the world at that time, and were two phase machines. Three phase systems eventually replaced the original two phase power systems for power transmission and utilization. Active two phase distribution systems remain in Center City Philadelphia, where many commercial buildings are permanently wired for two phase, and in Hartford, Connecticut.
Бір фазалы қуатпен салыстыру
Екі фазалы электр қуатының бір фазалы электр қуатына қарағанда артықшылығы – қарапайым, өздігінен іске қосылатын электр моторларын пайдалану мүмкіндігі болды. Электротехниканың бастапқы кезеңдерінде фазалары толық бөлінген екі фазалы жүйелерді талдау және жобалау оңайырақ еді. 1918 жылы симметриялық компоненттер әдісі ойлап табылғанға дейін көп фазалы қуат жүйелерінде теңгерімсіз жүктеме жағдайларын сипаттауға қолайлы математикалық құрал болған жоқ. Екі фазалы жүйеде туындаған айналмалы магниттік өріс электр моторларына мотордың жылдамдығы нөлге тең болғанда да айналу моментін беруге мүмкіндік берді, бұл бір фазалы индукциялық моторда (қосымша іске қосу құралысыз) мүмкін емес еді. Екі фазалы жұмысқа арналған индукциялық моторлар конденсаторлық іске қосылатын бір фазалы моторлар сияқты орама конфигурациясын қолданады. Дегенмен, екі фазалы индукциялық моторда екі ораманың да кедергісі бірдей болады. Екі фазалы тізбектерде идеалды жүктемеде тұрақты біріктірілген қуат болады, ал бір фазалы тізбекте қуат кернеу мен ток нөлге өтетін кезде желі жиілігінен екі есе жиі импульстар түзеді.
The advantage of two phase electrical power over single phase was that it allowed for simple, self starting electric motors. In the early days of electrical engineering, it was easier to analyze and design two phase systems where the phases were completely separated. It was not until the invention of the method of symmetrical components in 1918 that polyphase power systems had a convenient mathematical tool for describing unbalanced load cases. The revolving magnetic field produced with a two phase system allowed electric motors to provide torque from zero motor speed, which was not possible with a single phase induction motor (without an additional starting means). Induction motors designed for two phase operation use a similar winding configuration as capacitor start single phase motors. However, in a two phase induction motor, the impedances of the two windings are identical. Two phase circuits also have the advantage of constant combined power into an ideal load, whereas power in a single phase circuit pulsates at twice the line frequency due to the zero crossings of voltage and current.
Үш фазалы қуатпен салыстыру
Үш фазалы электр қуаты, бірдей кернеу мен жалпы қуат үшін екі фазалы төрт сымдық тізбекпен салыстырғанда, аз өткізгіш массасын қажет етеді. Ол электр энергиясын коммерциялық таратуда екі фазалы қуатты ығыстырды, бірақ екі фазалы тізбектер кейбір басқару жүйелерінде әлі де кездеседі. Екі фазалы тізбектер әдетте ток жүргізетін екі бөлек сымды пайдаланады. Балама ретінде үш сым қолданылуы мүмкін, бірақ ортақ сым фазалық токтардың векторлық қосындысын жүзеге асырады, бұл үлкен сымды талап етеді. Дегенмен, теңдестірілген үш фазалы токтардың векторлық қосындысы нөлге тең, бұл бейтарап сымдарды алып тастауға мүмкіндік береді. Электр қуатын таратуда үш сымды, төрт емес, пайдалану талабы, сымдар мен орнатудың қымбаттығына байланысты тарату сымдарының шығындарын айтарлықтай азайтты. Екі фазалы және үш фазалы тізбектердің екеуі де идеалды жүктеме үшін тұрақты біріктірілген қуатқа ие болса да, моторлар сияқты нақты құрылғылар екі фазалы жүйелерде қуат импульстарын бастан кешіруі мүмкін. Бұл қуат импульстары, генератор және мотордың жетек біліктеріндегі магнитострикция мен бұрылу тербелісіне байланысты, трансформатор мен мотор ламинаттарында механикалық шудың күшеюіне әкеледі. Екі фазалы қуатты үш фазалы көзден Скотт қосылысындағы екі трансформаторды қолдану арқылы алуға болады: Бір трансформатордың бірінші жағы, қуат көзінің екі фазасына қосылады. Екінші трансформатор бірінші трансформатордың орталық нүктесіне қосылады және үш фазалы жүйедегі фазалық кернеудің 86,6% -ына оралады. Трансформаторлардың екінші жақтары 90 градусқа қарама-қарсы екі фазаны құрайды, ал теңдестірілген екі фазалы жүктеме үш қуат көзінің фазаларында тең бөлінеді.
Three phase electric power requires less conductor mass for the same voltage and overall power, compared with a two phase four wire circuit of the same carrying capacity. It has replaced two phase power for commercial distribution of electrical energy, but two phase circuits are still found in certain control systems. Two phase circuits typically use two separate pairs of current carrying conductors. Alternatively, three wires may be used, but the common conductor carries the vector sum of the phase currents, which requires a larger conductor. The vector sum of balanced three phase currents, however, is zero, allowing for the neutral wires to be eliminated. In electrical power distribution, a requirement of only three conductors, rather than four, represented a considerable distribution wire cost savings due to the expense of conductors and installation. While both two phase and three phase circuits have a constant combined power for an ideal load, practical devices such as motors can suffer from power pulsations in two phase systems. These power pulsations tend to cause increased mechanical noise in transformer and motor laminations due to magnetostriction and torsional vibration in generator and motor drive shafts. Two phase power can be derived from a three phase source using two transformers in a Scott connection: One transformer primary is connected across two phases of the supply. The second transformer is connected to a center tap of the first transformer, and is wound for 86.6% of the phase to phase voltage on the three phase system. The secondaries of the transformers will have two phases 90 degrees apart in time, and a balanced two phase load will be evenly balanced over the three supply phases.