Что такое трехфазное питание?

Трехфазное питание — это метод передачи электроэнергии, в котором используются три провода для подачи трех независимых переменных электрических токов. Ток в каждом проводе отстает от других на одну треть полного цикла, при этом каждый ток соответствует одной фазе. Это означает, что устройство, работающее от этого типа источника питания, получает более стабильный поток электроэнергии, чем от однофазной распределительной системы. Некоторые трехфазные энергосистемы фактически имеют четыре провода; четвертый — нейтральный провод, позволяющий системе использовать более высокое напряжение.

Цель

Три тока вместе обеспечивают сбалансированную нагрузку, что невозможно при однофазном переменном токе. В переменном токе (AC) ток меняет направление, течет взад и вперед по цепи; это означает, что напряжение также чередуется, постоянно меняясь от максимума к минимуму. Трехфазное питание объединяет три провода для компенсации максимальных и минимальных колебаний, так что устройство, получающее этот тип питания, не испытывает таких больших колебаний напряжения. Это делает трехфазное питание очень эффективной формой распределения электроэнергии. Следовательно, трехфазный электродвигатель потребляет меньше электроэнергии и обычно работает дольше, чем однофазный двигатель того же напряжения и номинала.

Происхождение

Трехфазный поток энергии начинается на электростанции, где генератор электроэнергии преобразует механическую энергию в переменный электрический ток. После многочисленных преобразований в сети распределения и передачи мощность преобразуется в стандартное напряжение, подаваемое в дома и на предприятия, 230 вольт в Европе или 120 вольт в Северной Америке. Выход трансформатора обычно подключается к системе питания с помощью трех проводов под напряжением, соединенных с одним заземленным обратным проводом. Это называется звездным соединением.

Приложения

Этот тип системы обычно не обеспечивает электроэнергией жилые дома, но когда это происходит, главный распределительный щит разделяет нагрузку. В большинстве бытовых нагрузок используется однофазное питание из-за более низкой стоимости распределения. Трехфазное питание наиболее распространено в промышленных условиях или там, где требуется больше мощности для работы тяжелой техники, хотя есть и исключения.

Работающие электродвигатели наиболее часто используются для трехфазного питания. Трехфазный асинхронный двигатель сочетает в себе высокий КПД, простую конструкцию и высокий пусковой момент. Промышленные вентиляторы, воздуходувки, насосы, компрессоры и многие другие виды оборудования обычно используют этот тип электродвигателя. Другие системы, которые могут использовать трехфазное питание, включают оборудование для кондиционирования воздуха, электрические котлы и большие системы выпрямления, используемые для преобразования переменного тока в постоянный.

В то время как большинство двигателей, работающих от трехфазной сети, довольно большие, есть примеры очень маленьких двигателей, таких как те, которые питают компьютерные вентиляторы, которые работают от этого типа питания. Инверторная схема внутри вентилятора преобразует постоянный ток (DC) в трехфазный переменный ток. Это служит для снижения шума, так как крутящий момент трехфазного двигателя очень плавный.

Стандарты

Провода, называемые проводниками, используемые в трехфазной энергосистеме, обычно имеют цветовую маркировку, хотя цвета сильно различаются в зависимости от местоположения, и в большинстве стран есть свои собственные коды. Например, в Северной Америке для обозначения трех фаз традиционно используются черный, красный и синий цвета, а белый цвет представляет собой нейтральный провод. В Европе, напротив, коричневый, черный и серый цвета обозначают фазы, а нейтральный провод — синий. Даже с этими национальными стандартами в повседневных приложениях, как правило, бывает много несоответствий. Для тех, кто работает с трехфазным питанием, не рекомендуется делать предположения, не сверившись со схемой для отдельной рассматриваемой установки или системы.