Driefasespanning: verschil tussen versies

Verwijderde inhoud Toegevoegde inhoud
Madyno (overleg | bijdragen)
k Madyno heeft pagina Driefasenspanning hernoemd naar Driefasespanning: zie woordenlijst: driefasemotor
Madyno (overleg | bijdragen)
Geen bewerkingssamenvatting
Regel 1:
'''DriefasenspanningDriefasespanning''', ook wel '''draaistroom''' of (in lekentaal) [[krachtstroom]] genoemd, is elektrische energie in de vorm van drie gelijktijdig opgewekte [[wisselspanning]]en die ten opzichte van elkaar in fase verschoven zijn, zodat ze niet gelijktijdig, maar na elkaar hun maximale en minimale waarde bereiken. In woningen wordt de elektriciteit gewoonlijk aangeboden met één enkele fase (bruine draad) en een nul (blauwe draad). Daartussen staat een spanning van 230 V ([[effectieve waarde]]). Grotere woningen zijn aangesloten op drie fasen en een nul, waarbij niet alle groepen in de woning zijn aangesloten op dezelfde fase. Voor grootverbruikers en met name voor de voeding van zware elektromotoren wordt gebruikgemaakt van drie fasen. Tussen elk van die fasen en de nul staat 230 V (de [[fasespanning]]) en tussen twee fasen onderling staat 400 V (de [[lijnspanning]]), weer in termen van de effectieve waarde.
 
DriefasenspanningDriefasespanning wordt opgewekt door een generator met drie afzonderlijke magneetvelden die onderling een hoekverschuiving van 120° hebben. De generator waarvan het draaiende deel, de rotor, per omwenteling 360° doorloopt, heeft dus drie magneetvelden die rondom op gelijke afstanden van elkaar liggen ({{nowrap|1=3 × 120° = 360°}}). Hierdoor ontstaan drie afzonderlijke wisselspanningen die weliswaar gelijkvormig (en in dit geval: sinusvormig) zijn, maar die steeds na elkaar (120°) hun maximale waarde bereiken. Bij iedere complete omwenteling van de rotor zijn alle drie de spanningen dus door hun maximum en hun minimum gegaan. Zie ter verduidelijking van dit principe de afbeelding hiernaast. [[Bestand:Simpel-3-faset-generator.gif|thumb|Schema van een driefasengeneratordriefasegenerator. De roterende permanente magneet induceert in de spoelen een driefasenspanningdriefasespanning in de leidingen L1, L2 en L3.]]
 
==Geschiedenis==
Het begrip ''draaistroom'' werd bedacht door [[AEG]]-ingenieur [[Michail Doliwo-Dobrowolski]], tevens de bedenker van de hieronder te bespreken ster- en driehoekschakelingen. Aangezien een driefasenspanningdriefasespanning in een [[driefasenmotor]] een [[draaiveld]] opwekt, wordt voor driefasenspanningdriefasespanning ook wel de term ''draaistroom'' gehanteerd. Zie voor meer informatie: [[Oorlog van de stromen]]
[[Bestand:Соединение обмоток звезда-звезда.svg|800px|center|Schema van een driefasengeneratordriefasegenerator en verbruiker. De roterende permanente magneet induceert in de spoelen een driefasenspanningdriefasespanning in de leidingen L1, L2 en L3 en nulleider, die toegevoerd worden aan een driefasige verbruiker.]]
 
==Reden voor gebruik van wisselspanning==
Regel 15:
De belangrijkste reden voor het gebruik van een driefasig netwerk is het gebruik van in de industrie toegepaste, krachtige [[Driefasige asynchrone motor|inductiemotoren]] of [[driefasige asynchrone motor]]en die voor draaistroom zijn gebouwd. De driefasige inductiemotor van [[Nikola Tesla]] berust op het principe van het magnetisch draaiveld, in dit geval opgewekt door drie wisselstromen die 120° uit fase zijn. Met deze uitvinding werd een elektromotor verkregen die niet alleen efficiënt, simpel en goedkoop te bouwen was, maar die ook nauwelijks kapot kon gaan: de rotor met de lagers waarop hij draait zijn de enige bewegende delen en dus ook de enige delen van de machine die kunnen slijten. Alle andere elektromotoren van die tijd moesten gebruikmaken van inefficiënte [[koolborstel]]s als glijcontacten en [[commutator]]en (stroomomkeerders); allemaal onderdelen die gemakkelijk defect konden raken. Voorts was dit type motor gemakkelijk te bouwen voor grote vermogens en hoge spanningen en had hij een constante snelheid bij variabele belasting.
 
In Nederland is het aansluitnet (Engels: grid) gebaseerd op driefasenspanningdriefasespanning, waarbij een huisaansluiting ofwel wordt aangeboden op een van de drie beschikbare fases of op alle drie. Zie ook [[#Gebruik|Gebruik]].
 
==Gescheiden wikkelingen==
De in de centrales opgestelde generatoren bevatten drie gescheiden wikkelingen, deel uitmakend van de ''stator'', die ten opzichte van elkaar 120° zijn verschoven, en die drie spanningen opwekken met een frequentie van 50 hertz. Aangezien de wikkelingen ruimtelijk 120° zijn verschoven, of ten opzichte van elkaar een faseverschil hebben van 2/3 π, en de ''rotor'' van de generator steeds langs deze verschoven wikkelingen draait en ze een voor een passeert, zullen ook de opgewekte spanningen - zoals de afbeelding laat zien - niet gelijktijdig op hun maximum zijn of door nul gaan,
[[Bestand:Driefasensysteem.jpg|right|400px|Driefasensysteem]]
[[Bestand:Vectordiagram.jpg|left|250px|Vectordiagram met driefasenspanningdriefasespanning]]
 
De spanning E1 legt in één periode een hoek van 360° af, wat overeenkomt met een hoek van ''2π radialen''. Dit geldt ook voor de twee andere spanningen E2 en E3. Het enige verschil is, dat E2 een hoek van 120° later hiermee begint en E3 een hoek van 240° later, zodat de onderlinge faseverschuiving 120° is. In het vectordiagram komt deze faseverschuiving verder tot uitdrukking.
Regel 28:
==Sterschakeling==
[[Bestand:Sterschakeling.jpg|right|300px|Sterschakeling]]
Als de drie fasen van het net worden aangesloten op een [[driefasentransformatordriefasetransformator]] waarvan de secundaire zijde is geschakeld op de manier zoals weergegeven in de afbeelding, dan spreekt men van een ''sterschakeling''.
 
De drie wikkelingen u<sub>1</sub>, v<sub>1</sub>, en w<sub>1</sub> van de transformator voeden de fasen L1, L2 en L3. Op het [[sterpunt|gemeenschappelijke nulpunt]] N worden de andere einden u<sub>2</sub>, v<sub>2</sub> en w<sub>2</sub> van de wikkelingen met elkaar verbonden. Op elk van de wikkelingen, dus tussen L1 en N, tussen L2 en N en tussen L3 en N is de ''fasespanning'' ''U''<sub>fase</sub> aanwezig. De spanning tussen L1 en L2, tussen L1 en L3 en tussen L2 en L3 noemt men de ''lijnspanning'' ''U''<sub>lijn</sub> of de ''gekoppelde spanning''.
Regel 61:
 
===Rekenvoorbeeld===
Een klei-oven (pottenbakkersoven) heeft een driefasenaansluitingdriefaseaansluiting. Omdat de oven verwarmingselementen heeft, mogen we <math>\cos\varphi</math> op een waarde van 1 stellen. De oven heeft op de kenplaat een vermelding <math>P=10{,}5\ \text{kW}</math>. De smeltpatronen van de driefasengroepdriefasegroep in de groepenkast zijn 3 × 16&nbsp;A. Kan deze oven hierop werken? De stroomsterkte <math>I_\text{lijn}</math> wordt gegeven door:
:<math>I_\text{lijn} =\frac {P}{\sqrt{3}\, U_\text{lijn} \cos \varphi}</math>
 
Regel 92:
 
==Laagspanning==
Na transport en distributie via het hoogspanningsnet, wordt de aangeleverde driefasenspanning met een [[driefasentransformatordriefasetransformator|nettransformator]] ter plaatse omgezet van 10&nbsp;kV naar 400&nbsp;V, ten behoeve van industriële gebruikers, de glastuinbouw, grote gebouwen en flats. In de stadswijken wordt voor de huisaansluitingen in verdeelkasten de aangevoerde driefasenspanning van 400&nbsp;V teruggebracht naar een eenfasige netspanning van 230&nbsp;V. Als namelijk de aangeboden driefasenspanning van 400&nbsp;V tussen de aansluitklemmen L1 en L2, L1 en L3 en L2 en L3 aanwezig is, dan is de fasespanning tussen elk van de klemmen L1, L2 en L3, en N: <math>U_\text{fase}=400/\sqrt{3}=230\ \text{volt}</math>. Dit is in België, Nederland en grote delen van Europa de gebruikelijke netspanning voor de huishoudens. (Zie [[krachtstroom]].)
 
==Gebruik==
Regel 99:
Bij aansluiting van alle drie de fasen worden drie hoofdzekeringen en een driefase-elektriciteitsmeter toegepast. Pas na de meter kan men kiezen tussen drie aparte groepen van 230&nbsp;V of (ook) een driefasige ''[[krachtstroom]]''-groep.
 
In bedrijven wordt veel direct gebruikgemaakt van driefasenspanningdriefasespanning voor het aansturen van zware apparatuur zoals elektromotoren, airconditioning en dergelijke. (Zie [[IEC_60309|CEE stekker: IEC 60309]].)
 
[[Categorie:Elektriciteit]]