Sistema bifásico para uma casa inteligente?

Aug 18 2020

Primeiramente peço desculpas pela minha ignorância em relação a assuntos elétricos. Estou analisando um conjunto de dados de uma casa inteligente. Algumas das medições de potência são divididas em fase A e B. Seus valores são um pouco semelhantes (tanto magnitude quanto tempo de ocorrência), mas diferem por uma pequena diferença.

Alguns exemplos: a potência da máquina de lavar tem apenas uma medida, mas a secadora tem potência das fases A e B. Forno também tem A e B. Microondas tem apenas uma medida. Tentei procurar sistemas de energia bifásicos e descobri que eles não eram usados ​​desde o início do século XX.

Isso me leva a algumas perguntas: Por que existem duas fases? Esta casa tem um sistema de energia bifásico? Por que apenas alguns dos equipamentos têm medições de 2 fases enquanto os restantes não? A potência total é a soma das duas fases ou a média?

Sua ajuda e insights são muito apreciados.

Respostas

3 hacktastical Aug 18 2020 at 09:29

'2 fases' significa apenas uma alimentação dividida de 240 V com um neutro. Esses feeds são normalmente chamados de L1, L2 e, claro, N para neutro. O neutro está ligado ao terra no painel, L1 e L2 são 120V em relação a esse neutro e 240V entre si.

Por que um feed dividido? As primeiras lâmpadas funcionavam em 110V; aqueles que funcionavam em 220-240V não chegaram até um pouco mais tarde. Então, para contornar o problema, tanto a Edison quanto a Westinghouse ofereceram sistemas de alimentação dividida, usando 110 V para iluminação e aparelhos leves e 220 V para cargas mais pesadas.

Essa abordagem dividida permaneceu nos Estados Unidos, enquanto a Europa, entrando em operação mais tarde do que os Estados Unidos, aproveitou as vantagens das lâmpadas de filamento de metal mais recentes que podiam funcionar com 220 V mais altos.

Mais aqui:https://electronics360.globalspec.com/article/10511/how-the-u-s-came-to-adapt-120v-while-others-are-using-230v

Praticamente todas as casas dos EUA têm um sistema de alimentação dividida. Os disjuntores do painel são divididos entre L1 e L2. Os disjuntores alternam as pernas à medida que descem pelo painel.

Alguns aparelhos usam L1 e L2, outros usam apenas um. Alimentações de alta potência, como unidades A/C e secadoras, usam ambas as pernas L1 e L2 e usarão um conjunto vinculado de disjuntores adjacentes que captam L1 e L2 como um par. As tomadas de parede e a iluminação, por outro lado, têm apenas uma perna e um neutro.

Você pode medir com precisão a corrente de 240 V tomando a soma das correntes em L1 e L2. Abaixo está um exemplo:

Daqui:https://help.ekmmetering.com/support/solutions/articles/6000081677-single-phase-3-wire-120-240v-or-120-208v-metering

1 DwayneReid Aug 18 2020 at 11:43

Algo a observar: um secador tem duas cargas separadas. O motor funciona normalmente a partir de uma fase apenas. O(s) elemento(s) de aquecimento funcionam em ambas as fases.

Você verá isso enquanto estiver observando a corrente do secador. Durante o período de "resfriamento", os elementos de aquecimento são desligados enquanto o motor continua funcionando.

1 Harper-ReinstateMonica Aug 21 2020 at 13:10

não é bifásico

Um sistema de energia bifásico tem duas fases 90 graus fora de fase. Isso não pode ser feito com menos de quatro fios. São muitos fios para pouca transmissão de energia. Desnecessário dizer que esse sistema não foi muito longe.

O trifásico transporta 1,732 vezes mais energia em 1,5 vezes mais fios do que o monofásico, de modo que esse é o sistema amplamente usado para aplicações de alta potência.

O que você está lidando é na verdade monofásico, com uma derivação central para neutro. Isso é chamado de fase dividida . Chamá-lo de 2 fases é incorreto.

Entendendo a fase dividida

A maneira mais fácil para um especialista em eletrônica CC pensar em fase dividida como neutro sendo 0V, pólo L1 sendo +120V e pólo L2 sendo -120V. Isso não o levará muito mal, desde que você se lembre de que é AC e, portanto, é verdade apenas na metade do tempo :)

Neutro é o que os eletrônicos chamam de GND ou Vss. A rede elétrica CA também possui um "escudo de segurança" que nesse mundo é chamado de terra, embora nunca carregue corrente, exceto durante condições de falha.

Pequenas cargas no território <= 1500 watts são conectadas a uma perna de 120 V - elas se conectam a uma fase ou outra e também ao neutro. Uma torradeira pode ser conectada entre L1 e Neutro. Um refrigerador pode ser conectado entre L2 e neutro.

Grandes cargas (>2000 W) geralmente são conectadas às pernas L1 e L2 - e desfrutam de 240 V entre elas.

Neutro lida apenas com "corrente diferencial".

Potência de monitoramento

É comum colocar monitores de corrente em L1 e L2, e não colocar nenhum no neutro. É fácil ver o que está se movendo em ponto morto; é a diferença de corrente entre L1 e L2.

Quando o monitor de energia vê uma carga de 120 V, ela aparece como atividade em apenas um pólo - L1 ou L2.

Quando o monitor de energia detecta uma carga de 240 V, ela aparece como uma atividade exatamente igual em ambos os pólos.

Algumas cargas (secador, fogão) têm componentes de 240 V e componentes de 120 V. As partes de 240 V da carga apresentam carga igual em ambos os pólos. As partes de 120V apresentam como carga em apenas um pólo. Então, o que você vê na rede são dois sorteios grandes e ligeiramente diferentes. Exemplos são:

  • Secadores, com cerca de 20A de carga da serpentina de aquecimento do secador de 240V e cerca de 3A de carga do motor do tambor.
  • Faixas, com 5-38A de várias faixas de 240V e bobinas de aquecimento do forno e cerca de 0,3A de controles, relógio e luz do forno.