Kolmivaihevirta on sähkönsiirtomenetelmä, joka käyttää kolmea johtoa kolmen itsenäisen vaihtovirran tuottamiseen. Kunkin johdon virta erotetaan muista kolmanneksella koko syklistä, ja kukin virta edustaa yhtä vaihetta. Tämä tarkoittaa, että tämäntyyppisen virtalähteen ulkopuolella toimiva laite vastaanottaa vakaamman sähkövirran kuin yksivaiheisesta jakelujärjestelmästä. Joissakin kolmivaiheisissa sähköjärjestelmissä on itse asiassa neljä johtoa; neljäs on nollajohdin, jonka avulla järjestelmä voi käyttää korkeampaa jännitettä.
Tarkoitus
Kolme virtaa yhdessä tuottavat tasapainoisen kuormituksen, mikä ei ole mahdollista yksivaiheisella vaihtovirralla. Vaihtovirrassa (AC) virta vuorottelee suuntaa, joka virtaa edestakaisin piirissä; tämä tarkoittaa, että myös jännite vaihtuu ja muuttuu jatkuvasti maksimista minimiin. Kolmivaiheinen teho yhdistää kolme johtoa suurimman ja pienimmän värähtelyn tasaamiseksi, joten tämäntyyppistä tehoa vastaanottava laite ei koe niin suurta jännitevaihtelua. Tämä tekee kolmivaiheisesta tehosta erittäin tehokkaan sähkönjakelun muodon. Näin ollen kolmivaiheinen sähkömoottori kuluttaa vähemmän sähköä ja kestää yleensä pidempään kuin yksivaiheinen moottori, jolla on sama jännite ja luokitus.
Origins
Kolmivaiheinen virtavirta alkaa voimalaitoksessa, jossa sähkövoiman generaattori muuntaa mekaanisen tehon vaihtovirroiksi. Lukuisten muunnosten jälkeen jakelu- ja siirtoverkossa teho muunnetaan koteihin ja yrityksiin syötettäväksi vakiojännitteeksi, 230 voltiksi Euroopassa tai 120 voltiksi Pohjois -Amerikassa. Muuntajan lähtö kytkeytyy yleensä sähköjärjestelmään käyttämällä kolmea jännitteistä johtoa, jotka on sidottu yhteen maadoitettuun paluuun. Tätä kutsutaan tähtiyhteydeksi.
Sovellukset
Tämän tyyppinen järjestelmä ei yleensä tarjoa sähköä kotitalouksille, mutta kun se tapahtuu, pääjakelukortti jakaa kuorman. Useimmat kotimaiset kuormat käyttävät yksivaiheista sähköä alhaisempien jakelukustannusten vuoksi. Kolmivaiheinen teho on yleisimpiä teollisuusympäristöissä tai joissa raskaiden koneiden käyttämiseen tarvitaan enemmän tehoa, vaikka on poikkeuksia.
Käynnissä olevat sähkömoottorit ovat yleisin kolmivaihevoiman käyttö. Kolmivaiheinen induktiomoottori yhdistää tehokkuuden, yksinkertaisen rakenteen ja suuren käynnistysmomentin. Teollisuuden tuulettimet, puhaltimet, pumput, kompressorit ja monet muut laitteet käyttävät yleensä tämän tyyppistä sähkömoottoria. Muita järjestelmiä, jotka voivat käyttää kolmivaiheista tehoa, ovat ilmastointilaitteet, sähkökattilat ja suuret tasasuuntaajajärjestelmät, joita käytetään vaihtovirran muuntamiseen tasavirtaksi.
Vaikka useimmat moottorit, jotka toimivat kolmivaiheisella teholla, ovat melko suuria, on olemassa esimerkkejä hyvin pienistä moottoreista, kuten sellaisista, jotka käyttävät tietokoneen tuulettimia, jotka toimivat tämän tyyppisellä teholla. Puhaltimen sisällä oleva invertteripiiri muuntaa tasavirran (DC) kolmivaiheiseksi vaihtovirraksi. Tämä vähentää melua, koska kolmivaihemoottorin vääntömomentti on erittäin tasainen.
Standardit
Johdot, joita kutsutaan johtimiksi, joita käytetään kolmivaiheisessa sähköjärjestelmässä, ovat yleensä värikoodattuja, vaikka värit vaihtelevat suuresti sijainnin mukaan ja useimmissa maissa on omat koodinsa. Pohjois -Amerikka käyttää perinteisesti mustaa, punaista ja sinistä edustamaan esimerkiksi kolmea vaihetta, kun taas valkoinen edustaa nollajohtoa. Euroopassa sitä vastoin ruskea, musta ja harmaa edustavat vaiheita ja neutraalilanka on sininen. Näistä kansallisista standardeista huolimatta päivittäisissä sovelluksissa on yleensä paljon sääntöjenvastaisuuksia. Kolmivaiheisella teholla työskentelevien ei ole hyvä tehdä oletuksia tutustumatta yksittäisen asennuksen tai järjestelmän kaavioon.