Почему трехфазное смещение на 120 градусов?

Для трехфазного электричества волна смещена на 120 градусов (2 Rad). Почему фазы не ближе друг к другу? Это потому, что это повлияет на частоту фаз? Как были выбраны эти 120 градусов?$\pi/3$

Когда между фазами 120 °, сумма напряжений в любое время будет равна нулю.

Это означает, что при сбалансированной нагрузке ток не течет по обратной линии (нейтрали).

Кроме того, если каждая фаза составляет 230 В относительно нейтрали (работа в режиме «звезда»), то будет 230 В $\times$ $\sqrt{3}$ = 400 В между любыми двумя фазами (треугольник или треугольник), и они также расположены на одинаковом расстоянии, то есть под углом 120 °.

(изображения с http://www.electrician2.com/electa1/electa3htm.htm )

Разнесение на 120 градусов делает фазы сбалансированными так, что передача энергии в любой момент является постоянной. Если бы у вас были фазы «ближе друг к другу», как вы предлагаете, не было бы никакого реального преимущества по сравнению с однофазной мощностью.

В принципе, любой генератор энергии имеет ротор с магнитами и катушкой на периферии, один оборот ротора составляет один цикл 360 градусов.

Предположим, что генератор имеет один магнит и одну катушку, а затем, когда магнит / ротор вращается на один оборот, напряжение, генерируемое в катушке, постепенно увеличивается и достигает пика (max), когда катушка приближается к магниту и постепенно уменьшается по мере удаления магнита. ,

Предположим, что мы подключили лампочку, тогда скорость мерцания явно заметна. Это называется 360 градусов, однофазный переменный ток.

Теперь предположим, что генератор имеет два магнита и две катушки, расположенные на равном расстоянии, затем частота мерцания увеличивается, она двухфазная, 360/2 = 180 градусов переменного тока.

Скажем, генератор имеет 3 магнита и 3 катушки, расположенные на одинаковом расстоянии, тогда скорость мерцания значительно увеличивается; это 3 фазы с 360/3 = 120 градусов переменного тока.

если у нас есть 4 магнита и 4 катушки, расположенные на равном расстоянии, то скорость мерцания намного больше (не видно), тогда она 4-фазная с 360/4 = 90 градусов, 4-фазный переменный ток.

На практике 3-фазный гораздо больше подходит для проектирования.

Разделяя фазы на 120 °, можно удерживать пики напряжения (например) равномерно. Например, 60 Гц имеет пики каждые 16,66 мсек, поэтому пики фазы A, B, C будут разделяться на одну треть от этого времени, по следующей схеме: A-5,55 мс-B-5,55 мс-C-5,55 мс-A. Если отделить фазы A и C от B, скажем, на 100 °, то фазы C и A будут разделены на 160 °, и структура пиков будет A-4.63ms-B-4.63ms-C-7.40ms-A.

Такой набор фаз с заиканием (скажем, с разделением 100 °, 100 °, 160 °) повлечет за собой множество неэффективных, ненужных последствий, не в последнюю очередь из-за которых будет разработан двигатель переменного тока, который мог бы эффективно использовать ошеломляющие импульсы такого синкопированного напряжения пики.

Большая часть электроэнергии производится генераторами переменного тока.

2/3 электрической энергии используется электродвигателями переменного тока (электрическая энергия - механическая энергия), они очень похожи на электрические генераторы (механическая энергия - электрическая энергия).

Чтобы создать вращение в электродвигателях переменного тока, вам необходимо иметь одинаково разнесенные обмотки в статоре, питаемые одинаково разнесенными магнитными полями; Равномерно расположенные магнитные поля создаются одинаково расположенными токами (это отвечает на ваш вопрос о 120 градусах для 3-фазной системы).

Причина использования 3 фаз вместо 2, 6 или 12 в том, что это наиболее эффективная система (наличие 2 будет означать большие потери мощности при передаче, а 6 фаз будет означать передачу энергии с помощью 6 проводов вместо 3).

Также имейте в виду, что межфазное напряжение будет сильно падать с увеличением числа фаз. Вы сможете использовать его «фаза-земля», только если добавите больше фаз. С обычным тройным трансформатором у нас все еще может быть оборудование на 208 вольт и 240 однофазных. Добавьте больше фаз, было бы намного сложнее добавить трехфазное оборудование или больше.