Fundering: Varför inte tvåfas istället för en fas + nolla

[GK100]

Nej. Syftet med flerfassystem är att kunna skapa ett roterande magnetfält utan rörliga delar. Det går med två faser med 90graders förskjutning. Men trefassystemet är bättre, varför tvåfassystemet var ett snabbt övergående fenomen. Jag har en bok om wäxelström från 30talet. Där är tvåfas det första flerfassystemet som tas upp. Men tyngdpunkten ligger på trefas.

Med 180grader mellan ”faserna” kan man inte få ett roterande magnetfält. Det är enfas med mittpunktsuttag.

Syftet är förutom ett pulsationsfritt flöde för motorer att kunna överföra max vid min antal ledare kanske det främsta skälet. Även i fallet med roterande maskiner är trefas det med lägst ordning som är "pulsationsfritt" på alla sätt inte bara momentet även strömmarnas summa ingen snedbelastad nolla. Vill man hålla på med mittpunktjordad distribution "enfas" är det 180 grader som gäller för att undvika problem eller kanske något likt "hotleg delta" för att förvirra på riktigt.

 

[lnilsson]

Överens; Jag har sedan länge det åsikten att vi inte kan basera alltför mycket teknik på trådlösa system. Det blir lätt ”telekonflikt”. Jag förordat trådande system kombinerat med en bra potentialutjämning.

Jag är helt överens också, kul att fler tycker så när de flesta verkar tycka att trådlöst är så fantastiskt och man själv är bakåtsträvare!
Inte bara på grund av störningsrisken, utan också att utrymmet i etern är begränsat; ifall man ska streama film till tv:n samtidigt som man laddar hem nåt och kör backup, kan utrymmet ta slut och filmen börjar hacka (vilket gör mig vansinnig...). Och man är sällan ensam på ett wifi, utrymmet delas med grannar och en aldrig sinande ström av hörlurar, högtalare, trådlösa styrningar och sensorer.
Med lite risk att låta som en sur gammal gubbe, allt som står stilla och kan använda fast anslutning är (och ska vara) fast anslutet i mitt hem.

 

[Millox]

Om du med "signalen" avser spänningsskilnaden mellan två fasspänningar, utan hänsyn till spänning relativt systemreferens ("origo") så utgör signalen mellan två fasspänningar i ett 3-fasssytem "bara en sinusfunktion, men med en annan amplitud", så det är väl då också ett specialfall av enfasen ???

Vad jag avsåg var att definitionen av olika faser är att huvudspänningen dem mellan har en fasvinkel som avviker från båda fasspänningarna. Det förefaller vara den normala definitionen, eftersom det innebär att det finns ett roterande fält mellan dessa.

Exempel:
"A polyphase system must provide a defined direction of phase rotation, so mirror image voltages do not count towards the phase order. A 3-wire system with two phase conductors 180 degrees apart is still only single phase. Such systems are sometimes described as split-phase." https://en.wikipedia.org/wiki/Polyphase_system

Var kom några fysiska trådar in i den analytiska teoridiskussionen?
Självklart har varje lindning 2 ändar, så självklart har ett 3-fas-system 6 ledningar. (och ett 2-fas-sytem har 4 ledningar).

Jag trodde det skulle förenkla förståelsen, uppenbarligen hjälper det inte.

Däremot kan man (analytiskt!) visa att vid exempelvis 3-fas blir summan av lika stor fasström i varje fas = 0, och därför kan man låta ena änden av vardera faslindning sammankopplas i en gemensam ledning, dvs det går åt 4 ledningar för 3-fas med utdragen neutralpunkt.

Däremot fungerar inte "noll-tricket" för 4-fasen, med 90 graders fasvinkel, så om de 4 ledningarna prutas till 3 genom sammankoppling kommer strömmen genom den sammankopplade ledningar att orsaka spänningsfall och därigenom förvanska de två fasspänningarna i ledningens yttre ände.

Ja, det är trivialt att visa det, lika som det är trivialt att visa att tvåfassystemet har en definierad rotationsriktning, medan enfassystemet inte har det. Då frågar jag, vilken rotationsriktning har du i din "tvåfas"?

"Mina" definitioner binder samman antalet faser genom deras innebördes rotationsvinkelavstånd.
"Mina" definitioner nämner inte ett ord om antal ledare, mittuttag eller något sådant. Hur har Du kunnat läsa in det i definitionen?

Med två lindningsuttag kommer inbördes rotationsvinkelavstånd mellan dem att vara 0. De utgör alltså två olika amplituder av samma fas. Det är inte jag som kallar 2-fas för 1-fas med mittuttag...

Fast det stämmer inte. Egentligen är fasvinkeln av underordnad betydelse, du får flerfassystem oavsett vilka fasvinklar du har, bortsett från just två specialfall nämligen 0 och 180 grader.

pi / 4 grader = 0,78 grader, dvs ungefär 0. Om Du menar pi/4 radianer, 1/8 varv eller 22,5 grader så skriv det.

Radianer är bra om man vill visa sig på styv lina, men för att det skall fungera måste man vara vaken och och ha förstått vinkelstorhetens funktion väl. ;-)

jaja... skrivfel, det förstod du också ... egentligen

Ett system med fasvinkel 22,5 grader är ett 16-fasssytem. 8-fassytem har 45 grader i fasvinkel, men du ser det säkert som ett 4-fassystem eftersom vissa faser ligger inbördes 180 grader isär. Men ett 4-fassystem ser Du ju som ett specialfall av ett 2-fassystem, som i sin tur är ett specialfall av ett 1-fassystem, så varför diskutera frågan?

Nej, det jag säger är att två olika faser ska ha en fasvinkel mellan som avviker från 0 och pi, det är det enda. Det du beskriver som ett 4-fassystem, med pi/2 mellan fasspänningarna är i själva verket ett mittavtappat tvåfas-system.

Däremot blir det mer intressant när du börjar ta upp 8-fas-systemet, då får du två stycken 4-fassystem (enligt din definition) vilket jag menar är två mittavtappade tvåfassystem, MEN: dessa två tvåfassystem kan inte vidare reduceras, för de avviker inte mot varandra med pi/2 utan med pi/4. Du har fasvinklarna (0, pi/2, 3pi/4 och 5pi/4) i detta system, inte praktiskt men fullt rimligt då samtliga huvudspänningar avviker i fasvinkel mot samtliga faser.

För mig är det solklart. N=16 är något annat än N=8 är något annat än N=4 ...

För fyrfas-system (N=4) är fasvinkeln 360 / 4 = 90 grader, påstå inget annat. (Definitionen!) Försök framför allt inte räkna på ett system med N=4 som om det vore N=2 med motiveringen att två av faserna skulle vara "samma fas men tvärtom". Med den logiken skulle ju ett 6-fassystem egentligen bara vara ett specialfall av ett 3-fassystem, eftersom fas 1 och 4 även i det systemet ligger 180 grader från varandra.

Den logiken ger ingen bra matematik...

Med symmetriska fasvinklar är detta precis resultatet. Är ett system med två avtappningar på en lindning ett trefassystem?

Jag kommenterar inte antalet ledare - den praktiska implementeringen har inget med växelströmsteori att göra.

Om man håller sig till det enkla och raka: N = antalet faser, utan att tro att man har några specialfall där N=2 (liksom N=1) skall kallas enfas, N=4 skall kallas 2-fas medan N=3 verkligen får kallas 3-fas så fungerar logiken/matematiken fläckfritt. Sedan kan det språkligt kanske kännas lite udda under vissa omständigheter, men låt teorin vinna så blir det inga fallgropar i beräkningarna.

Det finns de som har avvikande åsikter:
https://en.wikipedia.org/wiki/Two-phase_electric_power
https://en.wikipedia.org/wiki/Split-phase_electric_power


Det jag egentligen försöker förmedla är citatet från Wikipedia, att speglade spänningar gälls inte när man räknar faser. Det spelar ingen roll för matematiken, endast för hur vi betraktar det. Det finns ingen sanning i att det måste vara symmetriska fasvinklar mellan faserna i ett system, det är därför din enkla formel är fel. Det är minst lika ok att ha ett trefassystem med fasvinklarna 0, pi/2 och -pi/2, du får ett roterande magnetfält likväl, men däremot inte övriga tekniska fördelar som gjort att trefas är dominerande.

GAH, hoppas jag gjort rätt på citeringarna nu, det blev lite konstigt när mina svar försvann...

 

[Fotografen]

I (moderna) flygplan använder man växelspänning vid 400 Hz, utan nolledare inbillar jag mig.

Kanske vore det ett bra system om man vill ha störningsfritt vid 50Hz, alltså att använda flygutrustning. Om man lägger patienten och utrustningen i ett metallrör (exempelvis ett utrangerat flygplan) så borde det skärma av en hel del yttre störningar också!

Om Du kan utveckla "ambulansflyget" av detta vill jag bli omnämnd i rapporten ;-)

[/QUOTE]
Flygmaskiner använder 400 Hz trefas, TN-C-system 115/200 V.
Kablarna är lite udda, två fasledare per fas, använder man en vanlig fyrledare blir det förluster, jag har inte fördjupat mig i teorin bakom detta.

 

[Daniel 109]

Var har du sett de kablarna? Jag har inte sett något sådant.

Det är nominellt 400Hz, men de flesta flygplan har en vildfrekvens som varierar med motorns varvtal.

 

[Fotografen]

Jag ser dem varje dag, men de är ett hyfsat nytt påfund. Förr användes 4-ledare. Även fyra lösa ledare, hopbuntade, förekommer.
Vildfrekvens eller fast varierar, ibland är det vildfrekvens mellan generator och någon form av omformare eller converter som tillverkar fast 400 Hz, ibland används vildfrekvens i delar av flygplanet.

 

[Martin Lundmark]

Hur har du upplevt det i fallen med matningar i form av ren IT som inte är ovanligt i vissa sjukhusmiljöer? Och fallen där matning sker via UPS i större avsnitt de är normalt inte speciellt bra sett till elkvalite?

Hej GK100

Som metod för att hantera störningar så föredrar jag att ha systemen jordade, använda stora utbredda jordplan där man förlägger kablar..

Den främsta uppgiften för ett IT-system är att höja driftsäkerheten vid ”livskritiska” anläggningar

Så här skriver Bender om IT-system:

”Grundläggande för en säker hantering av elektriska installationer i vårdinrättningar

· Isolationsfel får inte leda till strömavbrott.

· Felströmmar i ett elsystem måste reduceras till en ofarlig nivå.

· En permanent övervakning av strömförsörjningen för medicinska platser måste kunna garanteras.

· Reparationer måste kunna planeras i förväg för att passa patientens behov och underhåll.

· Entydig märkning av eluttag och distributionsväxlar med lätt tillgänglig dokumentation.”


https://beving.se/images/files/products/datasheets/medicinkatalog.pdf

Man får använda IT-system för följande;

”710.413.1.5 I medicinska grupp 2 utrymmen skall ett medicinska IT-system användas för:

· Kretsar som matar medicinsk-elektrisk utrustning och system avsedda för livsuppehållande eller kirurgiska tillämpningar

· Annan teknisk utrustning i patientmiljö”

Det finn säkert tillfällen då man behöver ”isolera” av störningsskäl eller läckströmsskäl. Men oftast så föredrar jag en stark jordning och potentialutjämning. Man bör bygga elanläggningar liknande som man bygger datorer.

 

[Daniel 109]

Okej, då ser jag antagligen inte samma flygplan som du. Det är inte mycket som kräver fast 400Hz, men visst finns det fast 400Hz även i flygplan med vildfrekvens. Men det är en liten del av effekten.

 

[Fotografen]

Var har du sett de kablarna? Jag har inte sett något sådant.

Det är nominellt 400Hz, men de flesta flygplan har en vildfrekvens som varierar med motorns varvtal.

Lite otydliga bilder men under "Performance Features listas 6 "power conductors", 1 "nerutral" och ett antal "control conductors" för förregling av markströmaggregat osv.
https://itwgse.com/products/cables/400-hz-single-jacket-cable-assemblies-modular-400-hz-cable/

 

[Fotografen]

Okej, då ser jag antagligen inte samma flygplan som du. Det är inte mycket som kräver fast 400Hz, men visst finns det fast 400Hz även i flygplan med vildfrekvens. Men det är en liten del av effekten.

Installationer i flygplanet utförs med lösa ledare i kabelbuntar, kabeln mellan markaggregat och flygplan är däremot allt som oftast 6+1+ett antal styrledare.

 

[GK100]

Vad jag avsåg var att definitionen av olika faser är att huvudspänningen dem mellan har en fasvinkel som avviker från båda fasspänningarna. Det förefaller vara den normala definitionen, eftersom det innebär att det finns ett roterande fält mellan dessa.

Exempel:
"A polyphase system must provide a defined direction of phase rotation, so mirror image voltages do not count towards the phase order. A 3-wire system with two phase conductors 180 degrees apart is still only single phase. Such systems are sometimes described as split-phase." [länk]




Jag trodde det skulle förenkla förståelsen, uppenbarligen hjälper det inte.



Ja, det är trivialt att visa det, lika som det är trivialt att visa att tvåfassystemet har en definierad rotationsriktning, medan enfassystemet inte har det. Då frågar jag, vilken rotationsriktning har du i din "tvåfas"?



Fast det stämmer inte. Egentligen är fasvinkeln av underordnad betydelse, du får flerfassystem oavsett vilka fasvinklar du har, bortsett från just två specialfall nämligen 0 och 180 grader.



jaja... skrivfel, det förstod du också ... egentligen



Nej, det jag säger är att två olika faser ska ha en fasvinkel mellan som avviker från 0 och pi, det är det enda. Det du beskriver som ett 4-fassystem, med pi/2 mellan fasspänningarna är i själva verket ett mittavtappat tvåfas-system.

Däremot blir det mer intressant när du börjar ta upp 8-fas-systemet, då får du två stycken 4-fassystem (enligt din definition) vilket jag menar är två mittavtappade tvåfassystem, MEN: dessa två tvåfassystem kan inte vidare reduceras, för de avviker inte mot varandra med pi/2 utan med pi/4. Du har fasvinklarna (0, pi/2, 3pi/4 och 5pi/4) i detta system, inte praktiskt men fullt rimligt då samtliga huvudspänningar avviker i fasvinkel mot samtliga faser.



Med symmetriska fasvinklar är detta precis resultatet. Är ett system med två avtappningar på en lindning ett trefassystem?



Det finns de som har avvikande åsikter:
[länk]
[länk]


Det jag egentligen försöker förmedla är citatet från Wikipedia, att speglade spänningar gälls inte när man räknar faser. Det spelar ingen roll för matematiken, endast för hur vi betraktar det. Det finns ingen sanning i att det måste vara symmetriska fasvinklar mellan faserna i ett system, det är därför din enkla formel är fel. Det är minst lika ok att ha ett trefassystem med fasvinklarna 0, pi/2 och -pi/2, du får ett roterande magnetfält likväl, men däremot inte övriga tekniska fördelar som gjort att trefas är dominerande.

GAH, hoppas jag gjort rätt på citeringarna nu, det blev lite konstigt när mina svar försvann...

Allt som krävs år nog bara att vi inför och enas kring begreppet symmetriskt "N-fassystem" så faller fördelarna och nackdelarna för både distribution och rotation på plats för varje N.

 

[GK100]

Hej GK100

Som metod för att hantera störningar så föredrar jag att ha systemen jordade, använda stora utbredda jordplan där man förlägger kablar..

Den främsta uppgiften för ett IT-system är att höja driftsäkerheten vid ”livskritiska” anläggningar

Så här skriver Bender om IT-system:

”Grundläggande för en säker hantering av elektriska installationer i vårdinrättningar

· Isolationsfel får inte leda till strömavbrott.

· Felströmmar i ett elsystem måste reduceras till en ofarlig nivå.

· En permanent övervakning av strömförsörjningen för medicinska platser måste kunna garanteras.

· Reparationer måste kunna planeras i förväg för att passa patientens behov och underhåll.

· Entydig märkning av eluttag och distributionsväxlar med lätt tillgänglig dokumentation.”


[länk]

Man får använda IT-system för följande;

”710.413.1.5 I medicinska grupp 2 utrymmen skall ett medicinska IT-system användas för:

· Kretsar som matar medicinsk-elektrisk utrustning och system avsedda för livsuppehållande eller kirurgiska tillämpningar

· Annan teknisk utrustning i patientmiljö”

Det finn säkert tillfällen då man behöver ”isolera” av störningsskäl eller läckströmsskäl. Men oftast så föredrar jag en stark jordning och potentialutjämning. Man bör bygga elanläggningar liknande som man bygger datorer.

Jo jag känner väl till det och tänkte på om du vid diverse praktiska tester, lab berört även såna fall sett till störningar.

 

[Daniel 109]

Installationer i flygplanet utförs med lösa ledare i kabelbuntar, kabeln mellan markaggregat och flygplan är däremot allt som oftast 6+1+ett antal styrledare.

Aha, det var GPU kabeln du pratade om. Jag gissar att det kan ha med hanterbarheten att göra. Men jag har inte sett den varianten där heller.

 

[anders07]

Som tidigare elmaskinist som jobbade på fartyg så har man där trefas (ibland tvåfas) 220V, trefas 400V och 600V som tas ut direkt från generatorerna.
Finns ingen nolla (bara skyddsjord) och ett evigt jagande av jordfel...

Den största fördelen är ju att man bara får 110V stöt när man klantar...

 

[Martin Lundmark]

Jo jag känner väl till det och tänkte på om du vid diverse praktiska tester, lab berört även såna fall sett till störningar.

Hej, GK100,

Jag har provat att koppla transformatorer på olika sätt för att begränsa störningar. En transformator kan t.ex. hindra en störström att vandra vidare i ett system. Har man en störspänning med högre frekvens så kan förlusterna i en transformator ”begränsa amplituden” och därigenom filtrera.

När det gäller en störström är det ibland bättre att ”sluta störströmmen” tillbaka till källan än att enbart hindra den att vandra vidare. Kombinationen hindra/möjliggöra, en störström att vandra vidare i ett system är ofta bäst.

Utan att bli långrandig så förordar jag att utnyttja jordning och jordplan just för att det även inbegriper att sluta ev. störströmmar på ett kontrollerat sätt till störkällan.

Transformatorn i systemet tar då delen att isolera strömmen att vandra vidare i elsystemet samtidigt som förlusterna dämpar amplituden på störspänningen. Men man kan få svårigheter om systemet man har "flyter" utan referenspunkt.

Vill man arbeta så, då innebär det att IT- nät handlar om att ”isolera” en enskild last.

Vid ett mätuppdrag vid ABB Corporate Research för ca 30 år sedan hade jag drygt 10 isolertransformatorer, för att isolera, och en central jordpunkt, för att sluta störströmmar och skapa en referenspunkt för mätsystemet.