为什么三相偏移120度?


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对于三相电,该波偏移120度(2 Rad)。为什么各阶段之间的关系不那么紧密?是因为它会影响相的频率吗?如何选择120度?π/3

三相波形


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不确定我知道官方的答案,所以我只是发表评论。对于三相,因为360/3 = 120,所以在任何两个相之间进行120度转换是自然的方法。从理论上讲,这没有理由在三个阶段之间没有任何任意关系。但是可能还不止这些。例如,构造三相交流发电机以产生相距120度的输出波形会更容易...但是我不确定。
亚当P

Answers:


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当相位之间存在120°时,任何时候的电压总和将为零。

三相矢量图

这意味着在负载平衡的情况下,没有电流流过回路(中性线)。

添加了3个当前向量

另外,如果每相相对于中性点为230V(星型操作),则任意两相之间将有230V = 400V(三角形或三角形操作),并且它们之间的间距也是相等的,即以120°角。 × 3

(图片来自http://www.electrician2.com/electa1/electa3htm.htm


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这当然就是为什么目前设计的三相系统很好。我认为其背后的原由是因为以相同的输出相距缠绕电机是最容易的。
康纳·沃尔夫

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@Fake-等距间隔是保持其机械平衡的明显方法。但是您还需要这种方式以使电压相等,以便在平衡负载下净电流为零。
stevenvh 2012年

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相隔120度可以使各相平衡,从而在任何瞬间功率传输都是恒定的。如果您建议将各相“更紧密地结合在一起”,那么单相电源将没有任何真正的优势。


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当然,如果您的系统具有至少两个唯一的相,则可以使用适当的变压器从中获得平衡的三相(并使用适当的变压器),从而将恒定功率输入负载,但是由此产生的传输线电流将是不对称的;在相角不相等的情况下,您要么必须(1)承受时变的瞬时功率,要么(2)某些传输线导体的利用率不足,或者(3)导体尺寸不同。相对于导体尺寸-相对于利用率,等距相角可提供最佳解决方案。
JustJeff 2011年

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简短的答案-因为与其他任何三相系统相比,三个均匀分布的相更易于使用(电动机/发电机不必处理不对称性)并且在经济上可行(所有三个导体都可以指定为相同) 。
JustJeff 2011年

这是正确的答案。
詹森·S

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原则上,任何发电机在其外围都具有带磁化剂和线圈的转子,转子的旋转为360度的一个周期。

假设发电机有一个磁铁和一个线圈,然后随着磁铁/转子旋转一圈,当线圈最靠近磁铁时,线圈中产生的电压逐渐升高并达到峰值(max),随着磁铁移开,电压逐渐降低。

假设我们连接了灯泡,则闪烁率明显可见。这称为360度单相交流电。

现在,假设发电机有两个磁铁和两个线圈等距放置,则闪烁率增加了,它是2相,360/2 = 180度AC。

假设发电机有3个磁铁和3个线圈等距放置,则闪烁率大大提高了;三相,交流电360/3 = 120度。

如果我们等距放置4个磁体和4个线圈,则闪烁率会增加很多(不可见),则它是4相,360/4 = 90度,4相AC。

实际上,三相更适合于设计。


我认为这应该获得比以往更多的选票-从物理上讲,生产3极电动机/发电机最方便(我认为是最高效的),从而可以实现平稳高效的电力输送。我会花钱在设计选择上,以兼顾“平滑度”(更多的相位)和成本(更少的独立绕组)。非常类似于汽车发动机在使用气缸数方面的权衡。
John U


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通过将各相分开120°,可以使电压峰值(例如)保持均匀间隔。例如,60 Hz每16.66毫秒就有一个峰值,因此A,B,C相位峰值将相隔该时间的三分之一,在这种模式下:A-5.55ms-B-5.55ms-C-5.55ms-A。如果一个相A和C与B相隔100°,则相C和A将相隔160°,并且峰的模式将为A-4.63ms-B-4.63ms-C-7.40ms-A。

这种错开的相位集(相隔100°,100°,160°)将带来许多低效的不必要的后果,其中最重要的是设计一种交流电动机,该交流电动机可以有效地使用这种电压的交错脉冲高峰。


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大部分电能由交流发电机产生。

交流电动机使用2/3的电能(电能输入-机械能输出),它们的构造与发电机非常相似(机械能输入-电能输出)。

为了在交流电动机中产生旋转,您需要在定子中具有由等距磁场供电的等距绕组。等间隔的磁场是由等间隔的电流产生的(这回答了三相系统120度的问题)。

使用3相而不是2、6或12的原因是因为它是最有效的系统(拥有2相将意味着在传输过程中出现更多的功率损耗,具有6相将意味着通过6条线而不是3条线传输能量)。


答案就是这样。它来自发生器中的物理间距。不复杂。
old_timer '16

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还请记住,更多相将使相间电压急剧下降。如果您添加了更多阶段,则只能将其用于地面。使用常规的星形变压器,我们仍然可以使设备处于208伏和240单相的状态。添加更多的相,添加三相或更多相的设备将变得更加困难。


例如,对于90度的4相系统,为什么将变压器120v接地,则将获得180v相间电压。由于相间效率将不再那么高,因此只能将其用于单相电路。
弗拉基米尔·古萨尔
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