מטרת מוליך ניטרלי במערכות תלת פאזיות
אחת הבעיות הכלכליות החשובות ביותר של אספקת החשמל היא הפחתת משקל החוטים של רשת החשמל עבור כוח משודר נתון ואחוז מסוים של הפסדים ברשת. ניתן להשיג זאת לא רק על ידי הגדלת המתח ברשת, אלא גם על ידי שילוב של מספר רשתות עצמאיות, ובחלק מהחוטים ניתן ליצור זרמים המפצים זה את זה. זה מאפשר להפחית את מספר החוטים או את חתך הרוחב שלהם.
כבר בשנים הראשונות להתפתחות הנדסת החשמל, כאשר העברת האנרגיה בוצעה במתח קבוע, נעשה שימוש ברעיון זה במה שנקרא. מערכת שלושה חוטים, הוצע על ידי דוליבו-דוברובולסקי.
שיהיו שני מקורות זהים (במונחים של מתח והספק) של מתח קבוע U, שכל אחד מהם משרת את המשתמשים שלו.
הרשת מורכבת מארבעה חוטים.אם תשלבו שני חוטים בחוט השוואתי (נייטרלי), אזי הזרמים המכוונים המנוגדים יסוכמו בו, כך שניתן להקטין את החתך של החוט באופן משמעותי.
מערכת תלת חוטים
עם עומס סימטרי (I1 = I2), חוט השוויון מיותר, והחיסכון בחוטים מגיע ל-50 מעלות. כאשר העומסים משתנים (ללא חוט שוויון), המתח יחולק מחדש ביניהם, וזה לא רצוי.
מוליך השוויון מקטין באופן משמעותי את חלוקת המתח האסימטרית. אם אפשר להתעלם מההתנגדות הפנימית של המקורות ומהתנגדות הקו, הא-סימטריה מתבטלת כמעט לחלוטין. רעיון דומה עומד בבסיס הבנייה של מערכות זרם חילופין רב-פאזי.
מערכת סימטרית רב-פאזית היא קבוצה של מספר מתחים מתחלפים בעלי משרעת ותדר שווים, באופן סימטרי מחוץ לפאזה עם הזמן. מערכת תלת פאזית צברה שכיחות מעשית (ראה - מערכת EMF תלת פאזי).
למערכת תלת פאזית (ולכל פוליפאזית) יש מספר יתרונות בהשוואה למערכת חד פאזית: היא מאפשרת להוסיף משקל לחוטי רשת החשמל, מספקת עומס אחיד יותר על המנוע, סיבוב חשמלי תלת-פאזי. מחולל מתח פאזה, ולבסוף מאפשר לך ליצור שדה מגנטי מסתובב רחב משמש במנועים חשמליים.
אם נעשה שימוש במערכת חד פאזית (עם אותו הספק ואותו מתח) במקום מערכת תלת פאזית, אז יהיה צורך בשני חוטים בלבד, אבל החתך שלהם יצטרך להסתמך על פי שלושה מהזרם.בהשוואה למערכת חד פאזית, מערכת תלת פאזית חוסכת 30-40% במשקל החוטים.
ראה גם כאן: זרם תלת פאזי עדיף על חד פאזי
ללא קשר למעגל המיתוג של הגנרטור (לרוב לא ידוע למשתמש), ניתן לחבר את העומס של מערכת תלת פאזית גם בשתי דרכים - דלתא או כוכב.
במקרה הראשון, המתח בכל אחד מהמשתמשים שווה למתח הקו ואינו משתנה כאשר נשברת הסימטריה של העומסים, הזרם במשתמש (פאזה) שונה מהזרם בקו.
כאשר הצרכנים מחוברים לכוכב, הזרם בכל עומס שווה לזרם הקו המתאים, אך המתח בכל עומס (פאזה) שונה מהקו.
ראה גם -ערכי מתח, זרם והספק עבור חיבורי כוכב ודלתא
כאשר העומסים משתנים, הזרמים מתחלקים מחדש אוטומטית והסכום שלהם (שמתקבל בנקודה המשותפת של העומסים) תמיד נעלם. יחד עם זאת, יש חלוקה מחדש מקבילה של מתחים בין העומסים הלא אחידים.
חסרון זה מתבטל אם יש מוליך נייטרלי (מחובר לנקודה המשותפת של העומסים), שכן הוא מאפשר לסכום של זרמי שלושת הפאזים להישאר לא אפס, כלומר. בעומס לא מאוזן, המוליך הנייטרלי של המערכת התלת פאזית עוזר לשמור על מתח עומס קבוע.