Door Kevin Beck
Bijgewerkt op 24 maart 2022

teptong/iStock/GettyImages

In de Verenigde Staten ontvangen de meeste huizen enkelfasige stroom van het plaatselijke nutsbedrijf. De elektriciteit die in elektriciteitscentrales wordt opgewekt, wordt echter geproduceerd als driefasige stroom. Hoogspanningstransmissielijnen transporteren deze driefasige voeding over lange afstanden, waarna step-down-transformatoren de spanning verlagen voordat deze aan de wijken wordt geleverd.

Eenfasige stroom is voldoende voor alledaagse apparaten, maar industriële apparatuur zoals grote motoren en compressoren heeft vaak de constante, continue output van een driefasig systeem nodig. Als uw woning alleen eenfasige stroomvoorziening heeft, kunt u nog steeds driefasige machines laten draaien met de juiste omvormer.

⚠️ Veiligheidsmededeling

Dit artikel is alleen voor educatieve doeleinden. Wijzig of experimenteer nooit met elektrische bedrading, tenzij u een gekwalificeerde elektricien bent. Onjuiste omgang kan ernstig letsel of de dood tot gevolg hebben.

Driefasige stroom uitgelegd

Denk aan drie identieke oscillatoren die 120° uit fase zijn. Wanneer ze worden uitgezet, overlappen hun spanningen elkaar, zodat de algebraïsche som op elk moment nul is. Omdat het vermogen echter afhangt van het kwadraat van de spanning, levert het gecombineerde systeem een ​​constante vermogensafgifte die niet nul is. Daarom is driefasige voeding ideaal voor grote motoren die een soepel, ononderbroken koppel nodig hebben.

Wiskundig gezien wordt vermogen berekend als:

P =V ² /R

Hier is V de momentane spanning en R de belastingsweerstand. Zelfs als de momentane spanning negatief is, levert het kwadrateren ervan een positieve bijdrage aan het totale vermogen.

Eenfasige stroom en zijn beperkingen

Een eenfasige voeding oscilleert tussen positieve en negatieve spanningen en gaat 120 keer per seconde (60 Hz) door nul. Bij die nuldoorgangen daalt het momentane vermogen naar nul, maar het snelle herstel zorgt ervoor dat kleine apparaten soepel blijven werken. Grote motoren zijn echter afhankelijk van een continue stroomtoevoer en kunnen afslaan als de spanning kortstondig nul wordt.

Conversie van eenfasig naar driefasig

Wanneer u een driefasige motor moet gebruiken, maar alleen eenfasige service heeft, zijn er verschillende conversiemogelijkheden. Elk heeft zijn eigen afwegingen op het gebied van kosten, efficiëntie en levensduur van de motor.

Statische faseconverter

Een statische converter gebruikt condensatoren om een synthetische derde fase te genereren. De motor kan starten op eenfasige stroom, waarna de omvormer de ontbrekende fase levert om hem draaiende te houden. Hoewel het goedkoop is, verkort het de levensduur van de motor met wel 20% vanwege de vraag naar reactief vermogen.

Roterende faseconverter

Dit apparaat combineert een vrijloopmotor en een geïntegreerde generator. Zodra de spanrol draait, ontstaat er een echte driefasige uitgang die de belasting met minimaal verlies van stroom kan voorzien. Roterende omvormers zijn robuuster dan statische omvormers, maar zijn omvangrijker en vereisen een afzonderlijke onderhoudsroutine.

Variabele frequentieaandrijving (VFD)

Een VFD maakt gebruik van stroominvertertechnologie om AC op elke gewenste frequentie en spanning te synthetiseren. Door de uitgangsgolfvorm aan te passen, kan het een echte driefasige voeding nabootsen, waardoor de beste motorprestaties en energie-efficiëntie worden geboden. VFD's zijn de meest geavanceerde oplossing, maar hebben een hogere prijs.

Elke conversiemethode heeft zijn eigen voordelen, en de beste keuze hangt af van de stroombehoefte van uw toepassing, het budget en de gewenste levensduur van uw apparatuur.