Двухфазная система для умного дома?
Сначала приношу свои извинения за мое незнание в отношении электрических вопросов. Я анализирую набор данных из умного дома. Некоторые измерения мощности делятся на фазы A и B. Их значения в некоторой степени похожи (как по величине, так и по времени появления), но отличаются небольшой разницей.
Некоторые примеры: мощность стиральной машины имеет только одно измерение, а сушильная машина получает питание от фаз A и B. Духовка также имеет A и B. Микроволновая печь имеет только одно измерение. Я попытался найти двухфазные системы питания и обнаружил, что они не использовались с начала 1900-х годов.
Это приводит меня к нескольким вопросам: почему есть две фазы? Есть ли в этом доме двухфазное электроснабжение? Почему только несколько единиц оборудования имеют двухфазные измерения, а остальное нет? Общая мощность - это сумма двух фаз или средняя?
Мы очень ценим вашу помощь и понимание.
Ответы
«2-фазный» означает разделенное питание 240 В с нейтралью. Эти каналы обычно обозначаются как L1, L2 и, конечно, N для нейтрали. Нейтраль подключена к заземлению на панели, L1 и L2 имеют напряжение 120 В относительно этой нейтрали и 240 В друг к другу.
Почему раздельная подача? Ранние лампочки работали на 110В; Те, которые работали от 220-240 В, появились чуть позже. Итак, чтобы обойти проблему, и Edison, и Westinghouse предложили системы раздельного питания, использующие 110 В для освещения и осветительных приборов и 220 В для более тяжелых нагрузок.
Этот раздельный подход прижился в США, а Европа, подключившаяся позже, чем США, воспользовалась преимуществами новых металлических ламп накаливания, которые могли работать от более высокого напряжения 220 В.
Подробнее здесь: https://electronics360.globalspec.com/article/10511/how-the-u-s-came-to-adapt-120v-while-others-are-using-230v
Практически во всех домах в США есть раздельная система подачи. Выключатели в панели разделены между L1 и L2. При спуске по панели выключатели меняют ноги.
Некоторые устройства используют и L1, и L2, другие - только один. Источники питания высокой мощности, такие как кондиционеры и сушилки, используют обе ветви L1 и L2 и будут использовать связанный набор смежных выключателей, которые собирают L1 и L2 как пару. С другой стороны, розетки и освещение получают только одну ножку и нейтраль.
Вы можете точно измерить ток 240 В, суммируя токи на L1 и L2. Ниже приведен пример:

Отсюда: https://help.ekmmetering.com/support/solutions/articles/6000081677-single-phase-3-wire-120-240v-or-120-208v-metering
На заметку: у сушилки есть две отдельные загрузки. Двигатель обычно работает только от одной фазы. Нагревательный элемент (ы) работает от обеих фаз.
Вы увидите это, наблюдая за током сушилки. Во время периода охлаждения нагревательные элементы отключаются, а двигатель продолжает работать.
Это не двухфазный
Двухфазная система питания имеет две фазы, сдвинутые по фазе на 90 градусов. Это невозможно сделать менее чем с четырьмя проводами. Это много проводов для не большой передачи энергии. Излишне говорить, что эта система не зашла слишком далеко.
Трехфазная система передает в 1,732 раза больше мощности по 1,5-кратному количеству проводов, чем однофазная, поэтому эта система широко используется для приложений с большой мощностью.
То, с чем вы имеете дело, на самом деле однофазное, с центральным отводом для нейтрали. Это называется расщепленной фазой . Называть это двухфазным некорректно.
Понимание разделенной фазы
Самый простой способ для специалиста по электронике постоянного тока представить расщепленную фазу как нейтраль, равную 0 В, полюс L1, равный + 120 В, и полюс L2, равный -120 В. Это не приведет вас к ужасным ошибкам, если вы помните, что это AC, и поэтому это правда только в половине случаев :)
Нейтраль - это то, что электронщики называют GND или Vss. Сеть переменного тока также имеет «защитный экран», который в этом мире называется заземлением, хотя он никогда не пропускает ток, кроме как в условиях неисправности.
Небольшие нагрузки на территории <= 1500 Вт подключаются к ноге 120 В - они подключаются к одной фазе или другой, а также к нейтрали. Тостер может быть подключен между L1 и нейтралью. Холодильник может подключаться между L2 и нейтралью.
Большие нагрузки (> 2000 Вт) обычно подключаются к обеим ножкам L1 и L2 - и наслаждайтесь 240 В между ними.
Нейтраль обрабатывает только «дифференциальный ток».
Контроль мощности
Обычно текущие мониторы ставятся на L1 и L2, а не на нейтраль. Легко увидеть, что движется на нейтрали; это разница в токе между L1 и L2.
Когда монитор мощности видит нагрузку 120 В, это проявляется как активность только на одном полюсе - L1 или L2.
Когда монитор мощности видит нагрузку 240 В, это выглядит как точно равная активность на обоих полюсах.
Некоторые нагрузки (осушитель, диапазон) имеют компоненты на 240 В и компоненты на 120 В. Части нагрузки 240 В представлены как равные нагрузки на обоих полюсах. Детали на 120 В присутствуют как нагрузка только на одном полюсе. Итак, что вы видите в сети - это два больших и немного разных розыгрыша. Примеры:
- Сушилки с нагрузкой около 20 А при нагрузке на нагревательный змеевик на 240 В и нагрузкой на двигатель барабана около 3 А.
- Диапазоны, с 5–38 А в различных диапазонах 240 В и нагревательными катушками духовки и около 0,3 А регуляторами, часами и светом духовки.