İçeriğe atla

Çok fazlı sistem

Üç fazlı bir sistemin bir voltaj döngüsü

Çok fazlı sistem, her elektrik döngüsü sırasında güç aktarımının sabit olduğu alternatif akım (AC) elektrik gücünü dağıtmanın bir yoludur. AC fazı, birden çok iletken kabloda AC arasındaki faz ofset değerini (derece olarak) ifade eder. Fazlar, renk kodlarında olduğu gibi ilgili terminallere ve iletkenlere de atıfta bulunabilir. Çok fazlı sistemler, her iletkendeki voltaj dalgaları arasında belirli bir faza sahip alternatif akımlar taşıyan üç veya daha fazla enerjili elektrik iletkenine sahiptir; üç fazlı voltaj için faz açısı 120° veya 2π/3 radyandır (önceki sistemlerde 4 telli iki faz kullanılmasına rağmen).[1] Çok fazlı sistemler, döndürmek için alternatif akıma dayanan elektrik motorlarına güç iletmek için özellikle kullanışlıdır. En yaygın örnek, endüstriyel uygulamalar ve güç iletimi için kullanılan üç fazlı güç sistemidir. Tek fazlı, iki telli bir sistemle karşılaştırıldığında, üç fazlı üç telli bir sistem, aynı iletken boyutu ve voltajı için üç kat daha fazla güç iletir.

Üçten fazla fazlı sistemler genellikle doğrultucu ve güç dönüştürme sistemleri için kullanılır ve güç aktarımı için çalışılmıştır.

Faz sayısı

Ticarî elektrik gücünün ilk günlerinde, bazı tesisler motorlar için iki fazlı dört telli sistemler kullanıyordu. Bunların başlıca avantajı, sarma konfigürasyonunun tek fazlı bir kapasitör marş motoruyla aynı olması ve dört telli bir sistem kullanılarak kavramsal olarak fazlar bağımsız olması ve o sırada mevcut olan matematiksel araçlarla analiz edilmesinin kolaylığı idi.[2]

İki fazlı sistemler, üç kablo (iki "sıcak" artı ortak bir nötr) kullanılarak da uygulanabilir. Ancak bu asimetriyi ortaya çıkarır; nötrdeki voltaj düşüşü, fazları tam olarak 90 derece ayırmaz.

İki fazlı sistemler, üç fazlı sistemlerle değiştirildi. Fazlar arasında 90 derece olan iki fazlı bir besleme, Scott bağlantılı bir transformatör kullanılarak üç fazlı bir sistemden türetilebiliyordu.

Çok fazlı bir sistem, tanımlı bir faz dönüşü yönü sağlamalıdır, böylece ayna görüntüsü voltajları, faz sırasına göre sayılmaz. 180 derece aralıklı iki fazlı iletkene sahip 3 telli bir sistem hâlâ yalnızca tek fazlıdır. Bu tür sistemler bazen bölünmüş faz olarak tanımlanır.

Motorlar

Dönen manyetik alanlara sahip üç fazlı elektrik makinesi

Çok fazlı güç, dönen bir manyetik alan oluşturduğu endüksiyon motoru gibi AC motorlarda özellikle kullanışlıdır. Üç veya daha fazla fazlı bir tam bir döngüyü tamamladığında, faz başına iki kutuplu bir motorun manyetik alanı fiziksel uzayda 360° dönmüştür. Faz başına ikiden fazla kutba sahip motorlar, manyetik alanın bir fiziksel dönüşünü tamamlamak için daha fazla güç kaynağı döngüsü gerektirir ve bu nedenle bu motorlar daha yavaş çalışır. Dönen bir manyetik alan kullanan asenkron motorlar, Galileo Ferraris ve Nikola Tesla tarafından bağımsız olarak icat edilmiş ve 1889 yılında Mikhail Dolivo-Dobrovolsky tarafından üç fazlı biçimde geliştirilmiştir.[3] Daha önce tüm ticarî motorlar, pahalı komütatörleri, yüksek bakım gerektiren fırçaları ve alternatif akım şebekesinde çalışmaya uygun olmayan özellikleri olan doğru akım idi. Çok fazlı motorların yapımı basittir, kendi kendine çalışır ve tek fazlı motorlara kıyasla çok az titreşime sahiptir.

Daha yüksek faz sırası

Çok fazlı güç mevcut olduğunda, uygun bir transformatör düzenlemesi ile istenilen sayıda faza dönüştürülebilir. Bu nedenle, üçten fazla faza duyulan ihtiyaç olağandışıdır, ancak üçten daha yüksek faz numaraları kullanılmıştır.

1992 ve 1995 yılları arasında New York State Electric & Gas, çift devreli 3 fazlı 115KV iletim hattından 93KV 6 fazlı iletim hattına dönüştürülmüş 1,5 mil işletti. Birincil sonuç, mevcut bir çift devreli 115KV 3 fazlı hattı 23-28 milden daha büyük mesafeler için 6 fazlı bir hat olarak çalıştırmanın ekonomik olarak uygun olmasıydı.[4]

Rüzgar türbinleri tarafından çalıştırılan çok fazlı asenkron jeneratörler (MPIG'ler) ile bağlantılı olarak 5, 7, 9, 12 ve 15 fazlı çok fazlı güç üretim tasarımları önerilmiştir. Bir asenkron jeneratör, rotoru senkron hızdan daha hızlı döndürüldüğünde elektrik gücü üretir. Çok fazlı bir asenkron jeneratörün daha fazla kutbu vardır ve bu nedenle daha düşük bir senkron hızı vardır. Bir rüzgar türbininin dönüş hızı, çalışmasının önemli bir kısmı için tek fazlı veya hatta üç fazlı AC güç üretmek için çok yavaş olabileceğinden, daha yüksek faz sıraları, sistemin dönme enerjisinin daha büyük bir bölümünü elektrik gücü olarak yakalamasına izin verir.[]

Yüksek faz sırası (HPO) enerji iletimi genellikle sınırlı bir genişlikte geçiş hakkı olan iletim kapasitesini artırmak için bir yol olarak önerilmiştir.[5] Gerekli iletken aralığı, fazdan faza voltajlarla belirlenir ve altı fazlı güç, bitişik fazlar arasında faz ve nötr arasındaki voltajla aynı voltaja sahiptir. Ancak komşu olmayan faz iletkenleri arasındaki gerilimler, iletkenlerin faz açıları arasındaki fark arttıkça artar. İletkenler, bitişik olmayan fazlar, bitişik fazlardan daha uzağa yerleştirilecek şekilde düzenlenebilir.

Bu, mevcut bir çift devreli iletim hattının, mevcut kablo tesisinde minimum değişiklikle daha fazla güç taşımasını sağlar.

Kaynakça

  1. ^ The first polyphase system: a look back at two-phase power for AC distribution, IEEE Power and Energy Magazine ( Volume: 2, Issue: 2, Mar-Apr 2004)
  2. ^ Terrell Croft, American Electricians' Handbook, Sixth Edition, McGraw Hill, 1948, ss. 54-57
  3. ^ "Ion Boldea, Syed Abu Nasar, The Induction Machine Handbook - CRC Press, 2002, page 2". 2 Ağustos 2021 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 2 Ağustos 2021. 
  4. ^ "High Phase Order Transmission Demonstration" (PDF). CERC-Reactors.com. NY State Electric & Gas. 7 Kasım 2017 tarihinde kaynağından (PDF) arşivlendi. 
  5. ^ Longo (1 Temmuz 2011). "High-Phase What?". Transmission & Distribution World. 28 Temmuz 2016 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 2 Ağustos 2021. 

Dış bağlantılar

İlgili Araştırma Makaleleri

<span class="mw-page-title-main">Elektrik</span> elektrik yükünün varlığı ve akışı ile ilgili fiziksel olaylar

Elektrik, elektrik yüklerinin akışına dayanan bir dizi fiziksel olaya verilen isimdir. Elektrik sözcüğü Türkçeye Fransızcadan geçmiştir. Elektriğin Türkçe eş anlamlısı çıngı sözcüğüdür. Ayrıca Anadolu ağızlarında elektrik anlamında yaldırayık sözcüğü tespit edilmiştir. Elektrik, pek çok farklı şekillerde var olabilir. Örneğin, yıldırımlar, durgun elektrik, elektromanyetik indüksiyon ve elektrik akımı gibi. Ek olarak, elektriğin elektromanyetik radyasyon, radyo dalgaları gibi oluşumları olduğu bilinmektedir.

<span class="mw-page-title-main">Transformatör</span> Elektrik-elektronik devre elemanı

Transformatör ya da kısa adıyla trafo iki veya daha fazla elektrik devresini elektromanyetik indüksiyonla birbirine bağlayan bir elektrik aletidir. Bir elektrik devresinden diğer elektrik devresine, enerjiyi elektromanyetik alan aracılığıyla nakletmektedir. Transformatörler elektrik enerjisinin belirli gücünde gerilim ve akım değerlerinde istenilen değişimi yapan makinelerdir. Transformatör, elektrik enerjisini bir elektrik devresinden başka bir devreye veya birden fazla devreye aktaran bileşendir. Transformatörün herhangi bir bobinindeki değişen akım, transformatörün çekirdeğinde değişken bir manyetik akı üretmektedir. Oluşan akım, aynı çekirdek etrafına sarılmış diğer bobinler boyunca değişen bir elektromotor kuvveti indüklemektedir. Elektrik enerjisi, iki devre arasında metalik (iletken) bir bağlantı olmadan ayrı bobinler arasında aktarılabilmektedir.

<span class="mw-page-title-main">Elektrik motoru</span> Elektrik enerjisini mekanik enerjiye çeviren aygıt.

Elektrik motoru, elektrik enerjisini mekanik enerjiye dönüştüren aygıttır. Her elektrik motoru biri sabit (stator) ve diğeri kendi çevresinde dönen iki ana parçadan oluşur. Bu ana parçalar, sargılar gibi elektrik akımını ileten parçalar, manyetik akıyı ileten parçalar ve vidalar ve yataklar gibi konstrüksiyon parçaları olmak üzere tekrar kısımlara ayrılır.

<span class="mw-page-title-main">Elektrik akımı</span> elektrik yükü akışı

Elektrik akımı, elektriksel akım veya cereyan, en kısa tanımıyla elektriksel yük taşıyan parçacıkların hareketidir. Bu yük genellikle elektrik devrelerindeki kabloların içerisinde hareket eden elektronlar tarafından taşınmaktadır. Ayrıca, elektrolit içerisindeki iyonlar tarafından ya da plazma içindeki hem iyonlar hem de elektronlar tarafından taşınabilmektedir.

<span class="mw-page-title-main">Alternatör</span> Mekanik enerjiyi alternatif akıma çeviren aygıt.

Alternatör, mekanik enerjiyi alternatif akım biçiminde elektrik enerjisine dönüştüren bir elektrik jeneratörüdür. Maliyet ve basitlik nedenleriyle, çoğu alternatör sabit armatürle dönen manyetik alan kullanır. Bazen, sabit bir manyetik alanlı doğrusal bir alternatör veya dönen bir armatür kullanılır. Prensipte, herhangi bir AC elektrik jeneratörüne alternatör denebilir, ancak genellikle terim otomotiv ve diğer içten yanmalı motorlar tarafından tahrik edilen küçük dönen makineleri ifade eder.

<span class="mw-page-title-main">Elektrik üreteci</span> Mekanik enerjiyi elektrik enerjisine dönüştüren aygıt

Elektrik üretiminde jeneratör, harekete dayalı gücü veya yakıta dayalı gücü harici bir devrede kullanılmak üzere elektrik gücüne dönüştüren bir cihazdır. Mekanik enerji kaynakları arasında buhar türbinleri, gaz türbinleri, su türbinleri, içten yanmalı motorlar, rüzgar türbinleri ve hatta el krankları bulunur. İlk elektromanyetik jeneratör olan Faraday diski, 1831 yılında İngiliz bilim adamı Michael Faraday tarafından icat edildi. Jeneratörler elektrik şebekeleri için neredeyse tüm gücü sağlar.

<span class="mw-page-title-main">Senkron motor</span>

Bir senkron elektrik motoru, sabit durum'da milin dönüşü besleme akımının frekans ile senkronize edildiği bir AC elektrik motoru’dur; dönüş periyodu tam olarak AC çevrimlerinin tam sayısına eşittir.

<span class="mw-page-title-main">Alternatif akım</span>

Alternatif akım, genliği ve yönü periyodik olarak değişen elektriksel akımdır. En çok kullanılan dalga türü sinüs dalgasıdır. Farklı uygulamalarda üçgen ve kare gibi değişik dalga biçimleri de kullanılmaktadır. Bütün dalgalar birbirlerine elektronik devreler aracılığı ile çevrilebilir. Devrede kondansatör, diyotlar, röleler ile bu çevrim yapılabilir.

Elektrik dağıtımı elektriğin son kullanıcıya ulaştırılmasıdır. Bir dağıtım sisteminin şebekesi elektriği iletim sisteminden tüketiciye ulaştırır. Örnek olarak, şebeke; trafo merkezleri, orta gerilim hatları, dağıtım merkezleri, dağıtım transformatörleri, alçak gerilim dağıtım hatları ve bazen ölçü devrelerini kapsar.

<span class="mw-page-title-main">AC motor</span>

AC motor, alternatif akım (AC) kullanılarak sürülen bir elektrik motorudur. Rotor ve Stator olmak üzere iki temel kısımdan oluşmaktadır. Stator, makinenin sabit kısmıdır ve makinenin çalışması için gerekli olan manyeto-motor kuvveti oluşturur. Üç fazlı asenkron motorların statorlarında her 3 faz için birer ayrı sargı bulunmaktadır Rotor ise hareket eden kısımdır ve statorda oluşan manyeto-motor kuvvetinden etkilenerek manyetik enerjiyi mekaniksel enerjiye çevirir. Senkron ve asenkron makineler olmak üzere iki çeşit AC makine vardır. Senkron motorlar statora verilen akımla aynı frekansta çalışabilirken asenkron motorlar indüksiyon akımı ile çalıştıkları için verilen akımla aynı frekansa çıkamazlar. AC motorlar genellikle üç fazlı elektrik sistemiyle çalışırlar. Fakat bazı özel uygulamalar için tek fazlı motorlar da vardır.

Kablosuz enerji ya da kablosuz enerji transferi, insan yapımı iletken olmadan güç kaynağından elektriksel alana elektrik transferidir. Kablosuz transfer kabloların bağlantısının uygunsuz, tehlikeli ve imkânsız olduğu durumlarda kullanışlıdır. Kablosuz enerji transferindeki problem kablosuz telekomünikasyondan örneğin radyo gibi farklıdır. İkinci olarak, alınan enerjinin yayılması sadece sinyal çok az olduğunda kritik olur. Kablosuz enerji için yeterlilik çok önemli bir parametredir. Enerjinin büyük çoğunluğu üretilen kaynak tarafından alıcı ya da alıcılara sistemi ekonomik yapmak için ulaşmasında gönderildi. En yaygın kablosuz elektrik transfer şekli manyetik resonator tarafından direkt indüksiyon olarak kullanılmasıdır. Mikrodalgalar ya da lazer formunda elektromanyetik radyasyon ve doğal medya sayesinde elektriksel iletkenlik düşündüğümüz metotlardır.

Elektromanyetik indüksiyon, değişen bir alana maruz kalmış bir iletkenin üzerindeki potansiyel fark (voltaj) üretimidir.

<span class="mw-page-title-main">Güç mühendisliği</span>

Güç sistemleri mühendisliği olarak da adlandırılan güç mühendisliği, elektrik gücünün üretimi, aktarımı, dağıtımı ve kullanımı ile bu tür sistemlere bağlı elektrikli aparatlarla ilgilenen elektrik mühendisliğinin bir anabilim dalıdır. Her ne kadar alanın büyük bir kısmı üç fazlı AC gücünün sorunlarıyla ilgili olsa da, alanın önemli bir kısmı AC ve DC gücü arasındaki dönüşüm ve uçaklarda veya elektrikli demiryolu ağlarında kullanılanlar gibi özel güç sistemlerinin geliştirilmesiyle ilgilidir. Enerji mühendisliği teorik temelinin çoğunu elektrik mühendisliği ve makine mühendisliğinden alır.

<span class="mw-page-title-main">Korona deşarjı</span>

Korona deşarjı; yüksek gerilimli bir iletkenin, etrafını saran hava gibi akışkanların iyonlaşmasıyla oluşan elektriksel bir deşarjdır. Havanın elektriksel bir kırılım geçirip iletkenleşmesi ve yükün iletkenden akışkana sızmasını sağlar. Korona deşarjı, iletkenin etrafındaki elektrik alanın, havanın dielektrik dayanımını aştığı yerlerde oluşur. Genellikle nemli ve sisli havalarda görülen bu deşarj işlemi radyal olarak dışarıya mor renkli ışık halkaları emite eder. Kendiliğinden meydana gelen korona deşarjı doğal olarak eğer elektrik alanı şiddetinin limiti sonsuza gitmiyorsa yüksek voltajlı sistemlerde açığa çıkar. Genellikle yüksek voltaj taşıyan iletkenlerin havaya bitişik sivri noktalarında, mavimsi bir parıltı olarak görülür ve bir gaz deşarj lambasıyla aynı özellikte ışık yayar.

<span class="mw-page-title-main">Asenkron motor</span>

Endüksiyon motoru veya asenkron motor, rotordaki torku oluşturan elektrik akımının stator sargısının manyetik alanından elektromanyetik indüksiyonla elde edildiği bir AC elektrik motorudur. Bu nedenle endüksiyon motorunun rotora elektrik bağlantısına ihtiyacı yoktur. Endüksiyon motorunun rotoru, sarılı tip veya sincap kafesli tip olabilir.

<span class="mw-page-title-main">Yüzey katmanı etkisi</span>

Yüzey katmanı etkisi ; akım yoğunluğu iletkenin yüzeyinin yakınında en büyük olacak şekilde bir iletken içinde dağıtılan bir alternatif elektrik akımı (AC) eğilimidir ve iletkenin derinliklerinde azalır. Elektrik akımı, iletkenin dış yüzeyi ile yüzey derinliği denilen bir derinlik arasında ağırlıklı olarak akar. Yüzey etkisi yüzey derinliğinin küçük olduğu yerlerde yüksek frekanslar için iletkenin direncinin artmasına sebep olur. Böylece, iletkenin kesitinin etkisini azaltır. Deri etkisi alternatif akımdan kaynaklanan değişen manyetik alanın neden olduğu Eddy akımına karşıt kaynaklanmaktadır. 60 Hz'de bakır'ın yüzey derinliği yaklaşık 8,5 mm. Yüksek frekanslarda yüzey derinliği çok daha küçük olur. Yüzey etkisi nedeniyle artan AC direnç özel dokuma litz tel kullanılarak hafifletilebilir. Çünkü büyük bir iletkenin iç akımını çok az taşır. Ayrıca bu tür boru gibi boru şeklinde iletkenler ağırlık ve maliyet tasarrufu için kullanılabilir.

<span class="mw-page-title-main">Alternatör (otomotiv)</span>

Alternatör modern otomobillerde aküyü doldurmak ve motor çalışırken elektrik sistemine elektrik vermek için kullanılan bir tür elektrik jeneratörüdür.

Kondansatörlü motor, tek fazlı alternatif akım AC ile beslenen, asenkron motor ve endüksiyon motoru grubuna ait bir AC motorudur. Diğer asenkron motorlar gibi genellikle sincap kafesli rotor biçiminde bir rotoru vardır burada stator tarafından oluşturulan döner alan tork üretir. Dönen alan, motora adını veren ve motorun çalışması için gerekli ek bir kondensatör tarafından oluşturulur.

Motor kontrol cihazı, bir elektrik motorunun performansını önceden belirlenmiş bir şekilde koordine edebilen bir cihaz veya cihazlar grubudur. Motor kontrolörü, motoru başlatmak ve durdurmak, ileri veya geri dönüşü seçmek, hızı seçmek ve düzenlemek, torku düzenlemek veya sınırlamak ve aşırı yüklere ve elektrik arızalarına karşı korumak için elle veya otomatik kumanda eden bir araç içerebilir. Motor kontrolörleri elektromekanik anahtarlama kullanabilir veya motor hızını ve yönünü düzenlemek için güç elektroniği cihazları kullanabilir.

<span class="mw-page-title-main">Yüksek voltajlı doğru akım</span>

Yüksek voltajlı doğru akım elektrik enerjisi iletim sistemi, daha yaygın olan alternatif akım (AC) iletim sistemlerinin aksine, elektrik enerjisi iletimi için doğru akımı (DC) kullanır.


Bu sayfa, bu Vikipedi makalesine dayanmaktadır.
Metin, CC BY-SA 4.0 lisansı altında mevcuttur; ek koşullar uygulanabilir.
Görseller, videolar ve sesler kendi lisansları altında mevcuttur.