Sistema bifase per una casa intelligente?
Innanzitutto mi scuso per la mia ignoranza in materia elettrica. Sto analizzando un set di dati da una casa intelligente. Alcune delle misurazioni di potenza sono suddivise in fase A e B. I loro valori sono in qualche modo simili (sia grandezza che tempo di occorrenza) ma differiscono per una piccola differenza.
Alcuni esempi: la potenza della lavatrice ha solo una misura, ma l'asciugatrice ha la potenza delle fasi A e B. Anche il forno ha A e B. Il microonde ha solo una misura. Ho provato a cercare sistemi di alimentazione a due fasi e ho scoperto che non sono stati utilizzati dall'inizio del 1900.
Quindi questo mi porta ad alcune domande: perché ci sono due fasi? Questa casa ha un sistema di alimentazione a due fasi? Perché solo alcune apparecchiature hanno misurazioni bifase mentre le restanti no? La potenza totale è la somma delle due fasi o la media?
Il tuo aiuto e le tue intuizioni sono molto apprezzati.
Risposte
"Bifase" significa semplicemente un'alimentazione a 240 V divisa con un neutro. Questi feed sono normalmente chiamati L1, L2 e ovviamente N per neutrale. Il neutro è collegato a terra sul pannello, L1 e L2 sono 120V rispetto a quel neutro e 240V l'uno dall'altro.
Perché un feed diviso? Le prime lampadine funzionavano a 110 V; quelli che funzionavano a 220-240 V non arrivarono fino a poco dopo. Quindi, per ovviare al problema, sia Edison che Westinghouse hanno offerto sistemi di alimentazione separati, utilizzando 110 V per apparecchi di illuminazione e illuminazione e 220 V per carichi più pesanti.
Questo approccio diviso si è bloccato negli Stati Uniti, mentre l'Europa, entrando in linea più tardi degli Stati Uniti, ha approfittato delle nuove lampadine a filamento metallico che potevano funzionare con i 220 V più alti.
Altro qui:https://electronics360.globalspec.com/article/10511/how-the-u-s-came-to-adapt-120v-while-others-are-using-230v
Praticamente tutte le case statunitensi hanno un sistema di alimentazione divisa. Gli interruttori nel pannello sono suddivisi tra L1 e L2. Gli interruttori alternano le gambe mentre scendono lungo il pannello.
Alcuni apparecchi usano sia L1 che L2, altri ne usano solo uno. Gli alimentatori ad alta potenza come le unità A/C e gli essiccatori utilizzano entrambe le gambe L1 e L2 e utilizzeranno una serie collegata di interruttori adiacenti che raccolgono L1 e L2 in coppia. Le prese a muro e l'illuminazione, d'altra parte, hanno solo una gamba e un neutro.
È possibile misurare con precisione la corrente a 240 V sommando le correnti su L1 e L2. Di seguito è riportato un esempio:
Da qui:https://help.ekmmetering.com/support/solutions/articles/6000081677-single-phase-3-wire-120-240v-or-120-208v-metering
Qualcosa da notare: un'asciugatrice ha due carichi separati. Il motore funziona normalmente da una sola fase. Gli elementi riscaldanti funzionano da entrambe le fasi.
Lo vedrai mentre osservi la corrente dell'essiccatore. Durante il periodo di "raffreddamento", gli elementi riscaldanti vengono spenti mentre il motore continua a funzionare.
Non è bifase
Un sistema di alimentazione a due fasi ha due fasi sfasate di 90 gradi. Questo non può essere fatto con meno di quattro fili. Sono molti cavi per non molta trasmissione di potenza. Inutile dire che questo sistema non è andato molto lontano.
La trifase trasporta 1,732 volte la potenza su 1,5 volte il numero di cavi rispetto alla monofase, quindi questo è il sistema ampiamente utilizzato per applicazioni ad alta potenza.
Quello con cui hai a che fare è in realtà monofase, con un rubinetto centrale per il neutro. Questo si chiama fase divisa . Chiamarlo 2 fasi non è corretto.
Comprensione della fase divisa
Il modo più semplice per una persona di elettronica CC di pensare alla fase divisa come neutro è 0 V, il polo L1 è +120 V e il polo L2 è -120 V. Questo non ti porterà troppo terribilmente in errore fintanto che ricorderai che è AC, e quindi è vero solo la metà delle volte :)
Il neutro è ciò che gli elettronici chiamano GND o Vss. La rete CA ha anche uno "schermo di sicurezza" che in quel mondo si chiama terra, anche se non trasporta mai corrente se non in condizioni di guasto.
Piccoli carichi nel territorio <= 1500 watt si collegano a una gamba da 120 V: si collegano a una fase o all'altra e anche al neutro. Un tostapane potrebbe essere collegato tra L1 e Neutral. Un frigorifero potrebbe collegarsi tra L2 e neutro.
Grandi carichi (> 2000 W) generalmente si collegano a entrambe le gambe L1 e L2 e godono di 240 V tra di loro.
Il neutro gestisce solo la "corrente differenziale".
Potenza di monitoraggio
È comune mettere i monitor correnti su L1 e L2 e non metterne nessuno su neutro. È facile vedere cosa si sta muovendo in folle; è la differenza di corrente tra L1 e L2.
Quando il misuratore di potenza rileva un carico di 120 V, appare come attività su un solo polo: L1 o L2.
Quando il misuratore di potenza rileva un carico di 240 V, appare come un'attività esattamente uguale su entrambi i poli.
Alcuni carichi (asciugatrice, gamma) hanno componenti a 240V e componenti a 120V. Le parti a 240 V del carico si presentano come carico uguale su entrambi i poli. Le parti a 120V presenti come carico su un solo polo. Quindi quello che vedi in rete sono due pareggi grandi e leggermente diversi. Esempi sono:
- Essiccatori, con circa 20 A di carico della serpentina di riscaldamento dell'essiccatore a 240 V e circa 3 A di carico del motore dell'asciugatrice.
- Portate, con 5-38A di varie batterie 240V e resistenze forno e circa 0,3A di comandi, orologio e luce forno.