Hauptunterschied zwischen einphasiger & dreiphasiger Stromversorgung

Die Stromerzeugung und -verteilung begann Mitte der 1880er Jahre, und seither wird die Wechselstromversorgung für die Stromversorgung von Haushaltsgeräten, Bürogeräten und Industriemaschinen verwendet. Die Wechselstromversorgung existiert und wird in zwei Formen verwendet, d.h. sie ist entweder einphasig oder dreiphasig.

Eine zweiphasige Stromversorgung gibt es nicht. In beiden Formen wird er für die Versorgung von Wechselstromgeräten und -maschinen verwendet. Im Allgemeinen wird dreiphasiger Strom verwendet, um schwere Lasten in der Industrie zu versorgen, während einphasiger Strom für kleine Lasten in Haushalten und kleinen Unternehmen verwendet wird. Es gibt jedoch verschiedene Unterschiede zwischen der einphasigen und der dreiphasigen Stromversorgung, die in diesem Artikel anhand einer Vergleichstabelle detailliert erläutert werden.

Bevor wir uns mit den Unterschieden zwischen einphasigem und dreiphasigem Wechselstrom befassen, sollten wir die Grundlagen der Phasen in der Elektrizität erörtern.

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Unterschied zwischen einphasiger und dreiphasiger Stromversorgung

Phase in der Elektrizität

Im Gegensatz zum Gleichstrom DC schwankt der Wechselstrom AC zwischen Null und seinem Spitzenwert. Der Strom schwankt ständig und bildet eine sinusförmige Wellenform, wie in der Abbildung unten dargestellt.

Phase in der ElektrizitätIn elektrischen Signalen sind Frequenz und Phase eines periodischen Signals wie folgt definiert: Die Frequenz eines Signals ist die Anzahl der Zyklen pro Sekunde. Die Phase ist der Punkt oder die Position in der Zeit der Wellenform und wird immer in Grad, ° oder Radiant angegeben. Im elektrischen System bezieht sich die Phase auf die Anzahl der verschiedenen sinusförmigen Wechselstromwellenformen, die die gleiche Frequenz, aber eine gemeinsame Phasendifferenz haben.

Die Wechselstromversorgung hat normalerweise eine Frequenz von 50/60 Hz, je nach Region. Die Phase des Systems hängt von der Art des verwendeten elektrischen Systems ab. In einem Zyklus gibt es 360°. Eine einphasige Stromversorgung hat nur eine Wechselstromwelle.

Während die dreiphasige Stromversorgung drei gleichmäßig getrennte Wellenformen mit derselben Frequenz hat. Die 360° der Phase pro Zyklus sind gleichmäßig in drei Teile aufgeteilt. Daher beträgt die Phasendifferenz zwischen zwei beliebigen Phasen 120°.

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Einphasige Stromversorgung

Die Art der Wechselstromversorgung, bei der alle Spannungen im System in einem gleichen sinusförmigen Muster schwanken, wird als einphasige Stromversorgung bezeichnet. Sie wird mit nur zwei Drähten geliefert, nämlich dem Stromdraht, der auch als heißer Draht oder stromführender Draht oder Leitungs- oder Phasendraht bezeichnet wird, und einem Nullleiter.

Der Strom fließt zwischen dem Phasen- und dem Nullleiter durch die Last. Der Phasendraht wird für die Stromversorgung der Last verwendet, während der Nullleiter einen Rückweg für den durch die Last fließenden Strom bietet. Manchmal wird es auch als „Split-Phase“ bezeichnet.

Einphasige Stromversorgung

Die Abbildung zeigt die Wechselspannungs- und Stromwellenform für eine einphasige Stromversorgung. Die Spannung schwankt zwischen Null- und Spitzenwerten. Der maximale Scheitelpunkt liegt bei 90° und der minimale Scheitelpunkt liegt bei 270°. Manchmal geht die Spannung auch auf Null zurück. Aus diesem Grund ist einphasiger Strom im Vergleich zu dreiphasigem Strom nicht sehr gleichmäßig und kann nicht für den Betrieb von Maschinen mit hoher Leistung verwendet werden. Er wird meist für Geräte unter 1000 Watt verwendet.

Da nur zwei Leitungen erforderlich sind, ist die einphasige Stromversorgung recht einfach und die Kosten für die Konstruktion sind sehr niedrig. Sie ist jedoch nicht so zuverlässig wie die dreiphasige, da ein Stromausfall aufgrund eines Fehlers in der Leitung auftreten kann. Die Anwendungsmöglichkeiten sind vielfältig und reichen von jedem Haushaltsgegenstand bis hin zu Büros und kleinen Geräten in der Industrie. Es ist effizient für den Betrieb von Kleingeräten unter 1000 W.

Der Nachteil einer einphasigen Stromversorgung ist, dass sie keine Motoren allein betreiben kann, da sie kein rotierendes Magnetfeld (RMF) in einem Induktionsmotor erzeugen kann. sie erfordert eine zusätzliche Motorstartschaltung für den ordnungsgemäßen Betrieb.

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Dreiphasennetzteil

Dreiphasennetzteil enthält drei Spannungen, die 120° voneinander entfernt sind und eine individuelle sinusförmige Wellenform haben. Die dreiphasige Stromversorgung besteht aus drei einzelnen Stromleitern, d.h. 3 unterschiedlich farbcodierten Drähten für die einzelnen Phasen. Die Spannung und der Strom zwischen zwei beliebigen Stromleitern sind um 120° phasenverschoben. Dreiphasige Stromversorgungen sind auch als mehrphasige Systeme bekannt.

Dreiphasige StromversorgungenDreiphasige Stromversorgungen, die für die Versorgung einer Last verwendet werden, können in einer der beiden Konfigurationen angeschlossen werden, d.h. in Dreieckskonfiguration und Stern- oder Stern-Stern-Konfiguration (Stern und Dreieck werden durch die Symbole Y bzw. Δ dargestellt). In der Dreieckskonfiguration gibt es kein Nullleiterkabel. Es wird nur ein 3-Phasen- oder Stromkabel verwendet, um die Last mit Strom zu versorgen.

Bei der Stern- oder Stern-Stern-Konfiguration gibt es einen vierten Nullleiter. Der Nullleiter wird von dem gemeinsamen Punkt der Kombination von drei Phasenwicklungen in einem Transformator oder Generator verlängert. Daher sind bei der Stern- oder Sternkonfiguration vier Kabel für die dreiphasige Stromversorgung erforderlich, darunter drei Leistungskabel und ein Nullleiterkabel.

Stern-Dreieck-StromversorgungDas Nullleiterkabel ist für die Erkennung von Fehlerströmen im System von Vorteil, weshalb die Wechselstromübertragung in der dreiphasigen Stern- oder Sternkonfiguration erfolgt. Die Sternschaltung kann für die Versorgung von 3 einzelnen einphasigen Stromkreisen verwendet werden. Eine einphasige Versorgung kann zwischen einem Phasenkabel und einem Nullleiter erfolgen, was vor allem in der EU und in asiatischen Ländern praktiziert wird. Die Häuser werden mit einem einphasigen Strom aus einer bestehenden dreiphasigen Stromleitung versorgt, die im Sternpunkt angeschlossen ist.

Die dreiphasige Stromversorgung enthält drei einzelne Wechselstromwellenformen mit 120° Unterschied zwischen ihnen. Wie in der Abbildung dargestellt, erreicht die Spannung zu keinem Zeitpunkt den Nullpunkt. Daher ist die von einem dreiphasigen Netz gelieferte Leistung viel gleichmäßiger und liefert mehr Leistung als drei einphasige Stromleitungen. Es wird für die Versorgung schwerer Lasten mit mehr als 1000 Watt verwendet. Es ist unempfindlich gegen Stromausfälle im Falle eines Fehlers in einer Phase, da die anderen beiden Phasen weiterhin Strom liefern.

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Schlüsselunterschiede zwischen einphasiger & dreiphasiger Stromversorgung

Nachfolgend sind die Hauptunterschiede zwischen einphasiger und mehrphasiger (dreiphasiger) Stromversorgung aufgeführt.

Einphasige Stromversorgung Dreiphasige Stromversorgung
Der Wechselstrom, bei dem alle Spannungen das gleiche sinusförmige Muster haben. Der Wechselstrom, bei dem es 3 sinusförmige Spannungen mit 120° Phasenunterschied gibt.
Es erfordert nur zwei Drähte, um den Stromkreis zu schließen. Es erfordert entweder 3 oder 4 Leiter, je nach Konfiguration.
Es ist auch als Split-Phase-System bekannt. Es ist auch als mehrphasiges System bekannt.
Einphasig ist sehr einfach. Es ist komplexer als einphasig.
Es kann kleine Lasten unter 1000 Watt versorgen. Es kann große Lasten über 1000 Watt versorgen.
Es kommt zu Stromausfällen aufgrund eines Fehlers in der Stromleitung. Es ist unempfindlich gegen Stromausfälle aufgrund von Fehlern in der Signalleitung.
Es ist weniger zuverlässig und effizient als Dreiphasenstrom. Es ist zuverlässiger und effizienter als einphasiger Strom.
Die Spannung und der Strom gehen in einem Zyklus auf Null. Die Spannung und der Strom gehen nie auf Null.
Es kann kein rotierendes Magnetfeld im Induktionsmotor erzeugen. Er benötigt eine zusätzliche Schaltung. Er kann ein RMF ohne zusätzliche Schaltung erzeugen.
Die gelieferte Spannung ist gleich der Spannungsdifferenz zwischen Phase und Nullleiter. Die Spannung von Phase zu Phase ist gleich dem √3-fachen der Phasenspannung. Während die Spannung von Phase zu Null gleich der einphasigen Spannung ist.
Sie führt weniger Strom als eine gleichwertige dreiphasige Versorgung. Sie kann im Vergleich zu drei einphasigen Wechselstromversorgungen eine hohe Leistung führen.
Sie wird für die Stromverteilung über kurze Entfernungen verwendet. Es wird für die Stromübertragung über große Entfernungen verwendet, da die Kupferverluste geringer sind.
Die Leistungsverluste bei einphasigen Stromversorgungen sind relativ höher. Die Leistungsverluste bei dreiphasigen Stromversorgungen sind relativ geringer.
Es werden teure Wandler benötigt, um in eine dreiphasige Stromversorgung umzuwandeln. Die dreiphasige Versorgung im Sternpunkt kann 3 einphasige Stromversorgungen mit einem der beiden Phasendrähte und einem Nullleiter anbieten.
Sie ist weniger wirtschaftlich als ein mehrphasiges System. Sie ist wirtschaftlicher, da sie nur 4 statt 6 Drähte für die gleiche Leistung benötigt.
Es wird für die Stromversorgung von Haushaltsgeräten und Bürogeräten verwendet. Es wird für die Stromversorgung von schweren Lasten in der Industrie verwendet.

Die Schlussfolgerung dieses Themas ist, dass die einphasige Stromversorgung, die einfach und billiger zu entwerfen ist, für kleine Lasten wie in Wohnungen und Büros verwendet wird. Während die dreiphasige Last, die viel zuverlässiger und konsistenter in schweren Leistung liefernden Fähigkeit ist für schwere Lasten in der Industrie verwendet werden, um weniger Kupfer zu verwenden.

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