الكهرباء هي إحدى نِعَم الاختراعات في أواخر القرن الثامن عشر. تم اكتشاف عدادات أحادية الطور ومزدوجة الطور وثلاثية الطور في الوقت المناسب بعد ظهور الكهرباء لتزويد كمية مناسبة من الطاقة في الهياكل.
يشير مصطلح المرحلة إلى توزيع حمولة من الأجهزة الكهربائية المتصلة بمقياس. وفقًا للأسماء ، توجد الأسلاك في موزع الطاقة.
على سبيل المثال ، هناك أسلاك ثلاثية الطور في أسلاك ثلاثية الطور وثنائية الطور في مرحلتين.
الوجبات السريعة الرئيسية
- تستخدم الأنظمة ثلاثية الطور ثلاثة تيارات متناوبة ، بينما تستخدم الأنظمة ثنائية الطور اثنين ، مما يجعل الأنظمة ثلاثية الطور أكثر كفاءة لتوزيع الطاقة.
- تستخدم الأنظمة ثلاثية الطور على نطاق واسع في التطبيقات الصناعية والتجارية ، في حين أن الأنظمة ثنائية الطور أقل شيوعًا وتوجد أساسًا في التركيبات القديمة.
- توفر المحركات ثلاثية الطور عزم دوران أكثر سلاسة واتساقًا ، مما يجعلها مفضلة للتطبيقات الشاقة مقارنة بالمحركات ثنائية الطور.
3 طور مقابل 2 طور
يحتوي النظام ثلاثي الطور على ثلاثة موصلات ، حيث تحمل الموصلات الثلاثة تيارات متساوية ومتوازنة تكون 3 درجة خارج الطور مع بعضها البعض ، مما يوفر طاقة أكثر كفاءة تحويل، وتستخدم أكثر في التطبيقات الصناعية. النظام ثنائي الطور له موصلين.
في القرن التاسع عشر ، وجد Mikhail Dolivo-Dobrovolsky نظام طاقة ثلاثي الطور. يقوم بجميع المهام (نقل وتوليد وتوزيع) الطاقة البديلة.
حمولة من الكهرباء تزويد يتم تقسيمها بين المراحل الثلاث لتجنب أي سوء تشكيل متعلق بالطاقة. علاوة على ذلك ، تعد الطاقة الكهربائية ثلاثية الطور أكثر كفاءة من حيث التكلفة من عدادات أحادية وثنائية الطور.
تتكون الطاقة الكهربائية ثنائية الطور من مرحلتين (توفران الكهرباء في المبنى). ظهر موزعو الطاقة هؤلاء في أواخر القرن التاسع عشر.
في الغالب ، توجد أربعة أسلاك في هذا النظام. كل مرحلة تحتوي على سلكين. توجد ثلاثة أسلاك في بعض أنظمة المرحلة الثانية. واحد لكل مرحلة ، والثالث للسلك المشترك.
جدول المقارنة
| معلمات المقارنة | 3 المرحلة | 2 المرحلة |
|---|---|---|
| تعريف | العداد ثلاثي الأطوار هو مقياس يتم فيه توزيع الطاقة عبر ثلاث مراحل. | يوزع عداد الطور 2 الطاقة إلى مرحلتين. |
| اخترعها | اخترعها المهندس الروسي ميخائيل دوليفو دوبروفولسكي. | تقف مجموعة من الخبراء (Charles Proteus Steinmetz و Elihu Thomson) وراء اختراع مرحلتين. |
| زاوية الطور | زاوية المرحلة لنظام الطاقة ثلاثي الأطوار هي 3 درجة كهربائية. | زاوية المرحلة للنظام ثنائي الطور هي 2 درجة كهربائية. |
| متى يتم التثبيت | يتم تركيب نظام طاقة ثلاثي الأطوار عندما يكون استهلاك الكهرباء للمباني أكثر من 3 كيلووات. | يُفضل النظام الكهربائي ثنائي الطور عندما يكون استهلاك الكهرباء أقل من 2 كيلووات. |
| التكلفة | النظام الكهربائي ثلاثي الطور رخيص نسبيًا. | نظام الطاقة الكهربائية ثنائي الطور أغلى من نظام ثلاثي الطور. |
ما هي المرحلة الثالثة؟
اكتشف ميخائيل دوليفو دوبروفولسكي القوة ثلاثية الطور في القرن التاسع عشر. لنقل وتوليد وتوزيع الطاقة البديلة.
يندرج تحت فئة النظام متعدد الأطوار (الذي اخترعه عدة أشخاص (جاليليو فيراريس ، ميخائيل دوليفو-دوبروفولسكي ، جوناس وينستروم ، جون هوبكنسون ، ويليام ستانلي جونيور، ونيكولا تيسلا).
يتم وضع المراحل الثلاث بشكل متماثل وتتكون من ثلاثة موصلات. تحمل الموصلات نفس التردد والجهد نحو نفس المرجع. تتباعد هذه العبارات عند زوايا الطور.
مجموع التيارات اللحظية للموصلات الثلاثة يساوي صفرًا. هذا يعني أن كمية التيار الكهربائي في أحد الموصلات تعادل إجمالي التيار في الموصلين الآخرين.
العلامة الرياضية للموصل الواحد ومجموع الموصل معاكسين. المرحلة 1 ، على سبيل المثال ، لديها تيار +240 فولت. سيكون التيار في المرحلتين الأخريين (-120 فولت) لكل منهما.
المجموع = + 240 + (-120) + (-120) = 0
إذا كان النظام ثلاثي الطور يميل إلى الحصول على سلك رابع ، فهو سلك محايد. توفر الطاقة الكهربائية ثلاثية الطور كثافة طاقة أكبر من أحادية الطور أو مرحلتين عند نفس التيار.
نظرًا لأنه يمكنه التعامل مع حمولة عالية ، يتم تثبيته في الغالب للأغراض التجارية.
علاوة على ذلك ، في المنازل الضخمة أيضًا ، يقوم الناس بتركيب طاقة ثلاثية الطور لإدارة حمل جميع الأجهزة. باختصار ، يتم توزيع حمولة جميع أنواع المعدات الكهربائية بالتساوي بين المراحل الثلاث.
نظرًا لأن حمل التيار متوازن ، فإن الاهتزازات في الطاقة منخفضة أيضًا.
ما هي المرحلة الثالثة؟
ظهر النظام الكهربائي ثنائي الطور عندما أصبح نظام الطاقة أحادي الطور قديمًا. يقوم النظام الكهربائي ثنائي الطور أيضًا بتوزيع الطاقة على محركات التشغيل الذاتي.
يمكن لكلتا المرحلتين التعامل مع حمولة الأجهزة التي تقل عن 10 كيلووات. إذا تم توفير جهد أعلى ، فقد يفشل عداد الطور. في معظم الحالات ، لا يمكن للنظام ذي المرحلتين استيعاب أكثر من مكيفين متوسطي الحجم.
أكبر المولدات التي تم تركيبها في القرن التاسع عشر في شلالات نياجرا تعمل بنظام طاقة ثنائي الطور. يتم استخدام دائرتين في نظام مرحلتين ، وتوجد ثلاثة أو أربعة أسلاك في نظام مرحلتين.
في عدد قليل من الأنظمة ثنائية الطور ، تحتوي كل مرحلة على سلكين ، بينما في أنظمة أخرى ، تحتوي كل مرحلة على سلك واحد وسلك مشترك أسفل الدائرة.
تم ترتيب المراحل (حاملات الكهرباء) بشكل متماثل عند 90 درجة. أصبحت عدادات قديمة الطراز وموزعات طاقة باهظة الثمن.
ومع ذلك ، هناك ميزة واحدة هي أنها يمكن أن تزود الكهرباء بمعدل ثابت مثل عدادات المرحلة 3.
عندما يتم توصيل نظام طاقة ثلاثي الطور بمحولين بحيث يكون الطوران مع محول واحد ونظام أحادي الطور مع محول آخر.
ثم يعمل مقياس الطور 3 كمقياس طور 2 ومقياس طور واحد على محولات مختلفة.
الاختلافات الرئيسية بين المرحلة الثالثة والمرحلة الثانية
- قدم ميخائيل دوليفو دوبروفولسكي مفهوم عداد الكهرباء ثلاثي الطور. من ناحية أخرى ، تم تقديم عداد المرحلة الثانية من خلال ثلاث خبراء.
- الأسلاك في دارة من نظام طاقة ثلاثي الطور هي 3. على العكس من ذلك ، في حالة نظام الطاقة ثنائي الطور ، قد تكون الأسلاك ثلاثة أو أربعة ، حسب الدائرة.
- يمكن للمقياس الكهربائي 3 مراحل التعامل مع المزيد من الحمل الكهربائي بالمقارنة مع عدادات المرحلة 2.
- عند توصيله بمحولين ، يمكن أن تعمل المرحلة الثالثة كمقياس كهربائي ثنائي الطور. ومع ذلك ، لا يمكن أن يعمل مقياس الطور 3 كموزع طاقة ثلاثي الطور.
- يعد العداد الكهربائي ثلاثي الطور أكثر تكلفة مقارنةً بعدادات الطور 3.
مراجع حسابات
- https://pubs.rsc.org/en/content/articlehtml/2012/cp/c1cp23367j
- https://pubs.rsc.org/en/content/articlehtml/2012/cp/c2cp40745k
آخر تحديث: 25 يوليو 2023
لقد بذلت الكثير من الجهد في كتابة منشور المدونة هذا لتقديم قيمة لك. سيكون مفيدًا جدًا بالنسبة لي ، إذا كنت تفكر في مشاركته على وسائل التواصل الاجتماعي أو مع أصدقائك / عائلتك. المشاركة هي ♥ ️
أمضى بيوش ياداف السنوات الخمس والعشرين الماضية في العمل كفيزيائي في المجتمع المحلي. إنه فيزيائي شغوف بجعل العلم في متناول قرائنا. وهو حاصل على بكالوريوس في العلوم الطبيعية ودبلوم دراسات عليا في علوم البيئة. يمكنك قراءة المزيد عنه على موقعه صفحة بيو.
