Schema Scott pentru conversia numarului de faze

[ola_nicolas]

Atasez mai jos asa-numita schema Scott pentru conversia numarului de faze, simulata in doua variante. Schema se refera la unul dintre cele mai vechi sisteme polifazate "sistemul bifazat" utilizat in anii de pionierat ai energeticii, la producerea si transportul la consumator a energiei electrice produse de primele centrale construite in SUA. In prima simulare sunt puse in evidenta cele doua tensiuni defazate intre ele cu un unghi de 90 ?, care alimenteaza doi consumatori rezistivi reprezentati in schema prin patru lampi cu incandescenta inseriate doua cate doua, de 12 V / 10 W. In cea de a doua schema se realizeaza utilizand aceleasi patru lampi incandescente un circuit in "stea" cu patru ramuri. Cele doua tensiuni defazate cu 90 ?, rezultate la bornele transformatoarelor Tr1 si Tr2, se aplica asa cum se arata in schema, pe cate un capat al fiecarei ramuri ale "stelei" cu patru ramificatii. La masa osciloscopului se aplica punctul comun (neutrul) "stelei", in timp ce extremitatile celor 4 ramuri sunt aplicate la intrarile acestuia. Rezulta oscilograma din imaginea a doua. Parametrii circuitului (tensiunile de "faza" si curentii) reies din cele 4 "probe" de masura, afisate pe fond galben. Sunt in curs de procurarea componentelor necesare, pentru efectuarea practica a acestei experiente. Pentru simplificarea constructiei transformatoarelor Tr1 si Tr2, voi folosi un sistem trifazat care furnizeaza o tensiune de faza de 12 V. Intentionez sa utilizez trei transformatoare monofazate de 220/12 V, in conexiune triunghi/stea. Transformatorul Tr1, va avea un raport de transformare n1=w1/w2=0,75 cu w1=112 si w2=149 de spire. Transformatorul Tr2, va avea w1=2x65 spire in primar si w2=150 de spire in secundar. Conductorii se vor dimensiona pentru o densitate de curent de 5 A/mm². Am doua probleme mari, pe care sper sa le depasesc cumva. Nu am la dispozitie o retea trifazata si nici un osciloscop cu patru canale. Intrucat sunt interesat de opiniile voastre, acest topic va avea atasat un sondaj-chestionar care se va referi numai la cea de a doua imagine atasata. Cititorul, va indica o singura varianta, pe care o considera corecta dintre cele indicate de chestionar. Cei care vor sa isi detalieze opinia, o pot face postand pe acest topic.

Editat Decembrie 6, 2013 de donpetru
Inserare sondaj la cererea autorului subiectului

[ola_nicolas]

Atasez inca o imagine a celei de-a 2-a variante a schemei simulate, deoarece in imaginea anterioara nu apar toti parametrii, nefiind simulata un timp suficient de lung.

[ola_nicolas]

Explicativa pentru scopul acestui topic insotit de sondaj de opinie:

Sistemul bifazat, asa cum a fost conceput el, presupune doua surse alternative, defazate la 90 ?. Circuitele sunt separate fizic pe un sistem de transport cu patru fire. In Imaginea a doua din prima postare, este prezentata insa o proprietate interesanta a schemei Scott utilizata special pentru a converti sistemul trifazat intr-unul bifazat. Si anume, aceleasi terminale care furnizeaza cele doua tensiuni separate printr-un defazaj de 90 ?, alimenteaza un sistem in "stea" cu patru ramuri si asa dupa cum reiese din oscilograma, rezulta de fapt patru tensiuni in cvadratura in raport cu punctul neutru format la confluienta ramurilor "stelei". Scopul acestui topic, insotit de sondaj de opinie, este tocmai acela de a consulta si pe ceilalti utilizatori in legatura cu aceasta proprietate, care privita prin prisma unor anumiti preopinenti, este ceva echivalent cu o "blasfemie" la adresa sistemului bifazat in sine, a inventatorilor sai, precum si a celor care din cand in cand in scopuri didactice mai amintesc inca prin manuale sau tratate de specialitate de aceasta schema. Am conceput simularea, in asa fel incat ea sa poata fi reprodusa si de alti utilizatori. In acelasi timp intentionez sa pun in practica aceasta schema, pentru a vedea ce spun aparatele reale de masura si control in legatura cu aceasta proprietate greu de inteles pentru traditionisti. Multumesc anticipat, tuturor celor care vor raspunde intr-un fel sau altul acestui chestionar.

[sinus_pure]

...interesanta schema asta a lui Scott ..doar ca traf_urile sunt mai greu de facut..cu rapoartele alea de 86,6% si 50-50%...important in final e ca poti obtine din semnale defazate cu 120? intre ele un defazaj de 90? intre faza si nul si nu in ultimul rand faptul ca schema e ...reversibila.Eu prefer, totusi,defazoarele variabile de 0-180(cu 0-360 n_am ce face)integrate sau chiar cu discrete...chiar ma gandeam sa deschid un topic pe tema asta a ..defazoarelor.

Asta cu trafo..chiar nu o stiam...

[smilex]

Arhiveaza si posteaza formatul .msc. Simularea pare corecta, dar ce urmaresti de fapt? Cum si in ce fel poate folosi un sistem cu 4 faze virtuale? Spun virtuale pentru ca nulul este obtinut prin existenta consumatorilor, dezechilibrul lor strica tot. Nulul nu exista aici de sine statator. Dar sa presupunem ca ar exista. Doresti sa dovedesti ceva anume? Daca da, ce anume? Existenta practica a unui sistem cu mai mult de 3 faze? Daca asta doresti a dovedi, eu afirm ca pot exista 1000 de faze in cadrul celor 360 de grade. Sau un milion. Cu nul real. Dar care-i finalitatea?

[pisica matache]

Poate ca vrea sa se mute discutia de pe alt forum aici;discutia cu traful cu doua coloane.Sper insa sa ma insel.

[politehnica]

Eu as incerca mai intai sa reproduc practic acea simulare si de abia dupa aceea sa-mi dau cu parerea, pentru ca, asa cum este afisata, cred ca va functiona dar:

ola_nicolas, de ce nu ati conectat impamantarea de la trafo V1 si in secundarul lui Tr1 si Tr2, pentru ca un sistem bifazat trebuie sa aiba masa indem cu a sursei. Adica, avem un sistem trifazat cu secundar stea si cu masa, atunci masa asta trebuie sa faca legatura cu masa iesirii sistemului bifazat. Am vazut in prima simularea ca nu ati facut asta. De ce?

[ola_nicolas]

...de ce nu ati conectat impamantarea de la trafo V1 si in secundarul lui Tr1 si Tr2, pentru ca un sistem bifazat trebuie sa aiba masa indem cu a sursei...

Uite aiciAceleasi rezultate.

[ola_nicolas]

...care-i finalitatea?

Sistemul bifazat, a existat acum 150 de ani si a fost abandonat. Unele institutii de invatamant de specialitate au inclus in curicula, informatii despre acest sistem. Altele nu. Eu fac parte dintre absolventii unei facultati de electromecanica, care nu a invatat in scoala despre acest sistem. Cei care l-au studiat si au ideie despre el, cred ca este firesc sa il aduca intr-o eventuala discutie, desi este la fel de teoretic ca si un sistem cu patru faze. Sistemul cu patru faze, poate fi teoretic utilizat si poate ca va fi, peste alti 150 de ani. Eu nu urmaresc altceva, decat ceea ce am intrebat in sondajul de opinie. Ce parere au cei ce au studiat (sau nu) schema Scott, despre faptul ca o schema utilizata cu foarte mult timp in urma pentru obtinerea sistemului bifazat din cel trifazat, poate fi utilizata si intr-un eventual (ipotetic) sistem cu patru faze.

Editat Decembrie 17, 2013 de ola_nicolas

[sinus_pure]

Sistemul bifazat, a existat acum 150 de ani si a fost abandonat. .... Sistemul cu patru faze, poate fi teoretic utilizat si poate ca va fi, peste alti 150 de ani.

...eu cred ca peste 150 ani...fiecare va avea o microcentrala atomica ...cumparand doar pastila ...radioactiva...sau poate ceva wire_less...nicidecum cabluri..egal mono/bi sau trifazate..topicul in sine e interesant ca idee de conversie de la sistemul trifazat la mono_bi fazat cu schimbarea defazajului de la 120? la 90?....dar nu_l vad adoptat in viitor...ramane istorie..

[smilex]

Poate ca acelasi rezultat s-ar obtine daca cele doua secundare ar avea mediana comuna. Cu deosebirea ca nulul ar fi real si ar rezista la dezechilibrul dintre consumatori. In plus, chiar si lipsa consumatorilor ar duce la existenta diferentelor de potential intre secundare, diferenta de potential care nu exista acum fara consumatori. Asa cum o vad (cerusem fisierul .msc al multisimului pt. confirmare), tensiunile intre faze difera valoric, sunt la fel doar fata de nul. In care caz sistemul cu patru faze la 90 e nepractic.

Nu prea am inteles eu nici discutia cealalta cu bifazicul. Orice infasurare cu mediana poate fi privita astfel. In ce priveste puterea, mi-am spus punctul de vedere de nenumarate ori. Aici probabil nu vom fi de acord niciodata. Dar asta conteaza mai putin.

[ola_nicolas]

Nu inteleg ce vrei sa spui, cand vorbesti despre un "nul real". Intr-o retea pot exista mai multe puncte de nul, conectate sau nu la masa. Nulul (neutrul) inseamna punct de potential "zero". Toate celelalte puncte se manifesta identic fata de oricare punct de nul, asa dupa cum se vede si din diferitele imagini atasate de mine mai sus. Unele au nulul retelei qvadrifazate conectat la masa, altele nu. Tensiunile intre faze sunt aproximativ identice. Ele nu sunt strict identice, datorita imposibilitatii practice de obtinere a valorilor exacte pentru cele doua rapoarte de transformare. In prima postare, am dat numerele de spire din primare si secundare, special pentru ca schema sa poata fi simulata pe orice fel de simulator. Daca vrei fisierul msm, iata-l aici:Circuit pentru schimbarea numarului de faze.rar

...Nu prea am inteles eu nici discutia cealalta cu bifazicul. Orice infasurare cu mediana poate fi privita astfel...

Nu vreau sa reluam acea discutie aici. In ceea ce priveste "bifazicul", asa am vazut si eu problema, pana cand am luat la cunostinta despre existenta unui anumit sistem "bifazic" bine determinat din punct de vedere istoric, dar si tehnic - utilizat la inceputurile producerii si transportului energiei. Cel despre care vorbesti, este denumit sistem "dual" si poate fi tratat atat ca sistem monofazat, cat si ca sistem polifazat cu doua faze.

...eu cred ca peste 150 ani...fiecare va avea o microcentrala atomica ...cumparand doar pastila ...radioactiva...sau poate ceva wire_less...nicidecum cabluri..egal mono/bi sau trifazate...

Mie personal mi se pare putin probabila chestia cu microcentrala atomica personala. Nimeni nu va "inarma" atatia iresponsabili, cati exista in lume cu o asemenea arma de distrugere in masa. In ceea ce priveste chestiunea transmiterii "wireless" a energiei, este o simpla speculatie SF. O sursa care sa radieze energie dispersabila in spatiu, fara un suport conductor, ar fi echivalenta cu soarele. Editat Decembrie 18, 2013 de ola_nicolas

[smilex]

Da, fisierul nu e msc, ci ms11.

Asta ziceam prin nul virtual si nu real:

Un nul real n-ar fi permis modificarea tensiunilor pe faze, indiferent de modificarea consumatorilor. Acel nul nu este real.

Mai mult, lipsa lui duce la separare galvanica a secundarelor. Am mutat voltmetrul pt. a evidentia tensiunea lipsa dintre faze in lipsa nulului:

De asta ziceam ca poate medianele unite ale secundarelor (daca ar exista) ar conduce la un nul real.

Revenind la initial, tensiunile difera intre faze, spre deosebire de clasicul trifazic unde tensiunile se pastreaza intre oricare doua faze.

Diferenta tensiunilor face sistemul mai pretentios si deci mai nepractic.

[ola_nicolas]

Nu exista nul virtual si/sau real. Exista un singur tip de nul - cel pe care potentialul este zero. Toate fenomenele care apar se datoreaza dezechilibrarii retelei prin legarea pe unul din bratele stelei quadrifazate a doi consumatori in derivatie. In plus, simulatorul Multisim, permite prin conceptie "deteriorarea virtuala" a anumitor componente. In prima imagine pe care ai postat-o, lampa L4, are filamentul intrerupt datorita trecerii prin acesta a unui curent mult mai mare, solicitat prin folosirea in celalalt brat al stelei alimentat de traful Tr2 a doua lampi in derivatie. Acest lucru, puteai sa il verifici prin faptul ca lampile L1 si L3 din prima ta schema, continua sa "palpaie" prin diferite nuante de galben, in timp ce toate celelalte raman albe. Datorita acestui fapt pe ramura care duce la punctul B al osciloscopului, exista o tensiune care evolueaza in gol. In imaginea urmatoare s-a simulat exact aceasta situatie: Cealalta ramura alimentata de Tr2, este perceputa de circuit, ca si cand ar avea contact direct cu nulul, datorita curentului practic nul care trece prin ea. Acelasi lucru se intampla si intr-un circuit real. Faptul ca tensiunile pe ramuri nu raman constante, se datoreaza tocmai specificului schemei, care provine din legarea in stea a doua tensiuni independente, care au ca singura legatura faptul ca sunt defazate la 90?.

...De asta ziceam ca poate medianele unite ale secundarelor (daca ar exista) ar conduce la un nul real....

Aceasta fraza, este intr-adevar valabila, in sensul ca existenta a doua secundare cu priza mediana (la 12 V) legate la neutrul stelei, ar face invariabile tensiunile pe cele patru ramuri: Intrebarile mele din sondaj, se refereau insa in mod exclusiv la circuitul echilibrat derivat din schema Scott.

[smilex]

Nu am banuit importanta sondajului. Credeam ca discutam despre solutie si imbunatatiri. Nulul si legatura galvanica mi-au parut imbunatatite printr-o mediana, nu prin dependenta de consumatori. Am votat acum. Simularea e perfect reala si reproductibila.