¿Por qué la trifásica está compensada en 120 grados?

Para la electricidad trifásica, la onda se compensa en 120 grados (2 π / 3 Rad). ¿Por qué las fases no están más juntas? ¿Es porque afectará la frecuencia de las fases? ¿Cómo se eligió este 120 grados?

Forma de onda trifásica

No estoy seguro de saber la respuesta oficial, así que solo estoy publicando como comentario. Con tres fases, un cambio de 120 grados entre dos fases es la forma natural de hacerlo, ya que 360/3=120. Esto hace que sea más fácil trabajar con él, controlarlo, etc. Teóricamente, no hay ninguna razón por la que no pueda tener una relación arbitraria entre las tres fases. Pero puede haber más que eso... por ejemplo, tal vez sea más fácil construir un generador de CA trifásico para producir formas de onda de salida con una separación de 120 grados... pero no estoy seguro.

Respuestas (6)

Cuando hay 120° entre fases la suma de los voltajes en cualquier momento será cero.

Diagrama vectorial trifásico

Esto significa que con una carga equilibrada no fluye corriente en la línea de retorno (neutro).

3 vectores actuales añadidos

Además, si cada fase es de 230V con respecto al neutro (funcionamiento en estrella), entonces habrá 230V × 3 = 400 V entre dos fases cualesquiera (operación triangular o delta), y también están igualmente espaciadas, es decir, en ángulos de 120°.

(imágenes de http://www.electrician2.com/electa1/electa3htm.htm )

Esta es sin duda la razón por la que el sistema trifásico tal como está diseñado actualmente es agradable . Creo que la razón original detrás de por qué es así es que es más fácil enrollar un motor con las fases de salida igualmente espaciadas.
@Fake: igualmente espaciado es la forma evidente de mantenerlo mecánicamente equilibrado. Pero también lo necesita para que los voltajes sean iguales, de modo que la corriente neta sea cero en una carga balanceada.

La separación de 120 grados hace que las fases estén equilibradas de manera que la transferencia de energía en cualquier instante sea una constante. Si tuviera fases 'más juntas' como sugiere, no habría ninguna ventaja real sobre la energía monofásica.

por supuesto, si tiene un sistema con al menos dos fases únicas, puede derivar trifásico balanceado (usando transformadores adecuados) y así poner potencia constante en una carga, pero las corrientes de línea de transmisión resultantes serán asimétricas; con ángulos de fase desiguales, tendría que (1) vivir con potencia instantánea variable en el tiempo, (2) subutilizar algunos de los conductores de la línea de transmisión o (3) tener conductores de diferentes tamaños. Los ángulos de fase igualmente espaciados brindan la solución óptima con respecto al tamaño del conductor frente a la utilización.
la respuesta corta: porque tres fases espaciadas uniformemente son más simples para trabajar (los motores/generadores no tienen que lidiar con la asimetría) y más económicamente viables (los 3 conductores pueden especificarse de la misma manera) que cualquier otro sistema de tres fases .
Esta es la respuesta correcta.

En principio, cualquier generador de energía tiene un rotor con imanes y una bobina en la periferia, una rotación del rotor es un ciclo de 360 ​​grados.

Supongamos que el generador tiene un imán y una bobina, luego, a medida que el imán/rotor gira una vuelta, el voltaje generado en la bobina aumenta gradualmente y alcanza el pico (máximo) cuando la bobina se acerca al imán y se reduce gradualmente a medida que el imán se aleja. .

Supongamos que conectamos la bombilla, entonces la tasa de parpadeo es claramente visible. Esto se llama CA monofásica de 360 ​​grados.

Ahora, supongamos que el generador tiene dos imanes y dos bobinas colocadas equidistantemente, entonces la tasa de parpadeo aumenta, es bifásico, 360/2 = 180 grados AC.

Digamos que el generador tiene 3 imanes y 3 bobinas colocadas equidistantemente, entonces la tasa de parpadeo aumenta mucho; es trifásico con 360/3=120 grados AC.

si tenemos 4 imanes y 4 bobinas colocados equidistantemente, la tasa de parpadeo aumenta mucho más (no es visible), entonces es de 4 fases con 360/4 = 90 grados, CA de 4 fases.

En la práctica, la trifásica es mucho más adecuada para el diseño.

Creo que esto merece muchos más votos de los que ha tenido: físicamente es más conveniente (y supongo que más eficiente) producir motores/generadores con 3 polos, lo que brinda una entrega de energía suave y eficiente. Apostaría dinero a que la elección del diseño sea un compromiso de "suavidad" (más fases) Vs costo (menos devanados separados). Muy parecido a las compensaciones en los motores de los automóviles con respecto a la cantidad de cilindros que utilizan.

Separando las fases 120° se mantienen los picos de tensión (por ejemplo) espaciados uniformemente. Por ejemplo, 60 Hz tiene picos cada 16,66 ms, por lo que los picos de las fases A, B y C estarían separados por un tercio de ese tiempo, en este patrón: A-5,55 ms-B-5,55 ms-C-5,55 ms-A. Si se separaran las fases A y C de B, digamos 100°, entonces las fases C y A estarían separadas 160°, y el patrón de picos sería A-4.63ms-B-4.63ms-C-7.40ms-A.

Un conjunto de fases tan intermitente (con, digamos, 100°, 100°, 160° de separación) implicaría muchas consecuencias innecesarias e ineficientes, entre las cuales se encontraría el diseño de un motor de CA que podría utilizar efectivamente los asombrosos impulsos de tal voltaje sincopado. picos

La mayor parte de la energía eléctrica es producida por generadores de corriente alterna.

2/3 de la energía eléctrica es utilizada por los motores eléctricos de CA (entrada de energía eléctrica - salida de energía mecánica), están construidos de manera muy similar a los generadores eléctricos (entrada de energía mecánica - salida de energía eléctrica).

Para crear una rotación en los motores eléctricos de CA, debe tener devanados igualmente espaciados en el estator alimentados por campos magnéticos igualmente espaciados; Los campos magnéticos igualmente espaciados son creados por corrientes igualmente espaciadas (esto responde a su pregunta de los 120 grados para el sistema de 3 fases).

La razón de usar 3 fases en lugar de 2, 6 o 12 es porque es el sistema más eficiente (tener 2 significaría más pérdidas de energía durante la transmisión, tener 6 fases significaría transportar la energía con 6 cables en lugar de 3).

este y el otro igual son la respuesta. proviene del espacio físico en el generador. no complicado.

También tenga en cuenta que el voltaje de fase a fase caería tremendamente con más fases. Solo podrá usarlo de fase a tierra si agrega más fases. Con un transformador en estrella regular, todavía podemos tener equipos en 208 voltios y 240 monofásicos. Agregue más fases, sería mucho más difícil agregar equipos trifásicos o más.

Por ejemplo, con 90 grados con un sistema de 4 fases, en un transformador de 120 V a tierra, obtendría 180 V fase a fase. Tendría que usarlo solo para circuitos monofásicos ya que fase a fase ya no sería tan eficiente.
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