Système biphasé pour une maison intelligente ?
Tout d'abord, je m'excuse pour mon ignorance concernant les questions électriques. J'analyse un ensemble de données d'une maison intelligente. Certaines des mesures de puissance sont divisées en phases A et B. Leurs valeurs sont quelque peu similaires (à la fois l'amplitude et le moment de l'occurrence) mais diffèrent par une petite différence.
Quelques exemples : la puissance de la machine à laver n'a qu'une seule mesure, mais la sécheuse a la puissance des phases A et B. Le four a également A et B. Le micro-ondes n'a qu'une seule mesure. J'ai essayé de rechercher des systèmes d'alimentation biphasés et j'ai découvert qu'ils n'avaient pas été utilisés depuis le début des années 1900.
Cela m'amène donc à quelques questions : Pourquoi y a-t-il deux phases ? Cette maison a-t-elle un système d'alimentation biphasé ? Pourquoi seulement quelques-uns des équipements ont des mesures biphasées alors que les autres n'en ont pas ? La puissance totale est-elle la somme des deux phases ou la moyenne ?
Votre aide et vos idées sont très appréciées.
Réponses
"2 phases" signifie simplement une alimentation 240V divisée avec un neutre. Ces alimentations sont normalement appelées L1, L2 et bien sûr N pour neutre. Le neutre est lié à la terre sur le panneau, L1 et L2 sont de 120 V par rapport à ce neutre et de 240 V l'un par rapport à l'autre.
Pourquoi un flux fractionné ? Les premières ampoules fonctionnaient sur 110V; ceux qui fonctionnaient sur 220-240V ne sont arrivés que légèrement plus tard. Donc, pour contourner le problème, Edison et Westinghouse ont proposé des systèmes d'alimentation divisée, utilisant 110 V pour l'éclairage et les appareils d'éclairage, et 220 V pour les charges plus lourdes.
Cette approche divisée est restée bloquée aux États-Unis, tandis que l'Europe, mise en service plus tard que les États-Unis, a profité des nouvelles ampoules à filament métallique qui pouvaient fonctionner sur le 220V plus élevé.
Plus ici:https://electronics360.globalspec.com/article/10511/how-the-u-s-came-to-adapt-120v-while-others-are-using-230v
Pratiquement toutes les maisons américaines ont un système d'alimentation divisée. Les disjoncteurs du panneau sont répartis entre L1 et L2. Les disjoncteurs alternent les jambes en descendant le panneau.
Certains appareils utilisent à la fois L1 et L2, d'autres n'en utilisent qu'un. Les alimentations haute puissance telles que les unités de climatisation et les sécheuses utilisent les deux branches L1 et L2, et utiliseront un ensemble lié de disjoncteurs adjacents qui captent L1 et L2 par paire. Les prises murales et l'éclairage, par contre, n'ont qu'une jambe et un neutre.
Vous pouvez mesurer avec précision le courant 240V en prenant la somme des courants sur L1 et L2. Ci-dessous un exemple :
D'ici:https://help.ekmmetering.com/support/solutions/articles/6000081677-single-phase-3-wire-120-240v-or-120-208v-metering
Quelque chose à noter : une sécheuse a deux charges distinctes. Le moteur fonctionne normalement à partir d'une seule phase. Le ou les éléments chauffants fonctionnent à partir des deux phases.
Vous le verrez pendant que vous observez le courant de la sécheuse. Pendant la période de « refroidissement », les éléments chauffants sont éteints pendant que le moteur continue de tourner.
Ce n'est pas en deux phases
Un système d'alimentation biphasé a deux phases déphasées à 90 degrés. Cela ne peut pas être fait avec moins de quatre fils. C'est beaucoup de fils pour peu de transmission de puissance. Inutile de dire que ce système n'est pas allé très loin.
Le triphasé transporte 1,732 fois plus de puissance sur 1,5 fois plus de fils que le monophasé, c'est donc le système qui est largement utilisé pour les applications à haute puissance.
Ce à quoi vous avez affaire est en fait monophasé, avec une prise centrale pour le neutre. C'est ce qu'on appelle la phase divisée . L'appeler 2 phases est incorrect.
Comprendre la phase divisée
Le moyen le plus simple pour une personne en électronique CC de considérer la phase divisée comme neutre étant 0V, le pôle L1 étant +120V et le pôle L2 étant -120V. Cela ne vous conduira pas trop mal tant que vous vous souviendrez que c'est AC, et donc ce n'est vrai que la moitié du temps :)
Le neutre est ce que les électroniciens appellent GND ou Vss. Le secteur AC a également un "bouclier de sécurité" qui dans ce monde est appelé terre, même s'il ne transporte jamais de courant sauf en cas de défaut.
Les petites charges dans le territoire <= 1500 watts se fixent à une jambe de 120 V - elles se connectent à une phase ou à l'autre, ainsi qu'au neutre. Un grille-pain peut être branché entre L1 et Neutre. Un réfrigérateur peut se connecter entre L2 et le neutre.
Les charges importantes (> 2000 W) se fixent généralement aux deux pieds L1 et L2 - et bénéficient de 240 V entre eux.
Le neutre ne gère que le "courant différentiel".
Puissance de surveillance
Il est courant de mettre les moniteurs de courant sur L1 et L2, et de ne pas en mettre sur le neutre. Il est facile de voir ce qui bouge au neutre ; c'est la différence de courant entre L1 et L2.
Lorsque le moniteur d'alimentation détecte une charge de 120 V, il apparaît comme une activité sur un seul pôle - L1 ou L2.
Lorsque le moniteur de puissance voit une charge de 240 V, il apparaît comme une activité exactement égale sur les deux pôles.
Certaines charges (sécheuse, cuisinière) ont des composants 240V et des composants 120V. Les parties 240V de la charge sont présentes comme une charge égale sur les deux pôles. Les pièces 120V présentes en charge sur un seul pôle. Donc, ce que vous voyez dans le filet, ce sont deux tirages importants et légèrement différents. Les exemples sont :
- Sécheuses, avec environ 20 A de charge de serpentin de chauffage de sécheuse 240 V et environ 3 A de charge de moteur de culbuteur.
- Cuisinières, avec 5 à 38 A de divers serpentins de chauffage de cuisinière et de four de 240 V et environ 0,3 A de commandes, d'horloge et d'éclairage de four.