Scopo del conduttore di neutro nei sistemi trifase
Uno dei problemi economici più importanti dell'alimentazione è quello di ridurre il peso dei fili della rete elettrica per una data potenza trasmessa e una certa percentuale di perdite nella rete. Può essere ottenuto non solo aumentando la tensione nella rete, ma anche combinando più reti indipendenti e in alcuni fili è possibile creare correnti che si compensano a vicenda. Ciò consente di ridurre il numero di fili o la loro sezione trasversale.
Già nei primi anni di sviluppo dell'ingegneria elettrica, quando la trasmissione di energia veniva effettuata a tensione costante, questa idea veniva utilizzata nel cosiddetto. sistema a tre fili, proposta da Dolivo-Dobrovolski.
Lascia che ci siano due fonti identiche (in termini di tensione e potenza) di tensione costante U, ognuna delle quali serve i suoi utenti.
La rete è composta da quattro fili.Se si combinano due fili nel cosiddetto filo di equalizzazione (neutro), le correnti opposte verranno sommate in esso, quindi la sezione trasversale del filo può essere notevolmente ridotta.
Sistema a tre fili
Con un carico simmetrico (I1 = I2) il filo di equalizzazione non è necessario e il risparmio di fili raggiunge i 50°. Quando i carichi cambiano (senza equalizzare il filo), la tensione verrà ridistribuita tra di loro, il che è indesiderabile.
Il conduttore di equalizzazione riduce notevolmente la distribuzione asimmetrica della tensione. Se è possibile ignorare la resistenza interna delle sorgenti e la resistenza della linea, l'asimmetria è quasi completamente eliminata. Un'idea simile è alla base della costruzione di sistemi a corrente alternata multifase.
Un sistema simmetrico polifase è un insieme di diverse tensioni alternate di uguale ampiezza e frequenza, simmetricamente sfasate nel tempo. Un sistema trifase ha guadagnato la prevalenza pratica (vedi - Sistema EMF trifase).
Un sistema trifase (e qualsiasi polifase) presenta una serie di vantaggi rispetto a un sistema monofase: consente di aggiungere peso ai fili della rete elettrica, fornisce un carico più uniforme sul motore, trifase elettrico rotante generatore di tensione di fase e infine consente di creare un ampio campo magnetico rotante utilizzato nei motori elettrici.
Se invece di un sistema trifase viene utilizzato un sistema monofase (con la stessa potenza e la stessa tensione), saranno necessari solo due fili, ma la loro sezione dovrà fare affidamento su tre volte la corrente.Rispetto a un sistema monofase, un sistema trifase consente di risparmiare il 30-40% del peso del filo.
Vedi anche qui: La corrente trifase è migliore della monofase
Indipendentemente dal circuito di commutazione del generatore (solitamente sconosciuto all'utente), il carico di un sistema trifase può essere collegato anche in due modi: triangolo o stella.
Nel primo caso, la tensione a ciascuna delle utenze è uguale alla tensione di linea e non cambia quando si rompe la simmetria dei carichi.La corrente nell'utenza (fase) è diversa dalla corrente nella linea.
Quando i consumatori sono collegati a stella, la corrente in ciascun carico è uguale alla corrispondente corrente di linea, ma la tensione su ciascun carico (fase) è diversa dalla linea.
Guarda anche -Valori di tensione, corrente e potenza per collegamenti a stella e triangolo
Al variare dei carichi le correnti si ridistribuiscono automaticamente e la loro somma (ottenuta nel punto comune dei carichi) scompare sempre. Allo stesso tempo, c'è una corrispondente ridistribuzione delle sollecitazioni tra i carichi irregolari.
Questo inconveniente viene eliminato se è presente un conduttore di neutro (collegato al punto comune dei carichi), in quanto permette alla somma delle tre correnti di fase di rimanere diversa da zero, cioè in un carico squilibrato, il conduttore neutro del sistema trifase aiuta a mantenere una tensione di carico costante.