แรงดันคือนิยามระหว่างตัวนำสองตัว หากคุณมีตัวนำไฟฟ้าหนึ่งคนคุณไม่มีแรงดันไฟฟ้า ไม่มีแรงดันไฟฟ้าไม่มีพลังงานไม่มีอะไรเกิดขึ้น ไม่มีประโยชน์มากนัก
หากคุณมีตัวนำไฟฟ้าสองตัวคุณจะมีหนึ่งคู่ (2C2) ซึ่งอนุญาตให้มีหนึ่งแรงดันไฟฟ้า เราเรียกเฟสนี้ว่า ตอนนี้เราสามารถทำให้สิ่งต่าง ๆ เกิดขึ้นจริงซึ่งเป็นข้อได้เปรียบที่สำคัญกว่าการมีตัวนำตัวนำเพียงคนเดียว แต่คุณสามารถทำให้สิ่งหนึ่งเกิดขึ้นได้ ไม่มีความผันแปรที่เป็นไปได้ในวิธีที่โหลดสามารถเชื่อมต่อได้ อีกวิธีหนึ่งมีเพียงหนึ่งมิติสำหรับแรงดันไฟฟ้า: เป็นบวกหรือเป็นลบ ปัญหาที่พบบ่อยอย่างหนึ่งคือถ้าคุณต่อมอร์เตอร์เฟสเดียวเข้ากับสาย AC โดยตรงคุณไม่สามารถรับประกันได้ว่ามันจะหมุนไปทางไหนหรือจะเป็นแบบไหนก็ตาม
หากคุณมีตัวนำสามคนคุณจะมีสามคู่ (3C2) ซึ่งอนุญาตให้มีแรงดันไฟฟ้าสามตัว เราเรียกสิ่งนี้ว่าสามเฟส ตอนนี้เราสามารถทำให้สามสิ่งที่เกิดขึ้นในช่วงเวลาที่แตกต่างกัน ตัวอย่างเช่นคุณอาจมีแม่เหล็กไฟฟ้าสามตัวเรียงกันเป็นวงกลมและเปิดทั้งหมดตามลำดับ ตอนนี้เราสามารถรับประกันได้ว่ามอเตอร์จะหมุนและไปในทิศทางใด นี่คือข้อได้เปรียบที่สำคัญกว่าเฟสเดียว อีกวิธีหนึ่งตอนนี้เรามีแรงดันสองมิติ มันถูกแทนด้วยเวกเตอร์ในพื้นที่สองมิติ มีการจัดเรียงตัวนำที่เป็นไปได้เพียงสองแบบเท่านั้น ((3-1)!) ซึ่งสอดคล้องกับทิศทางการหมุนที่เป็นไปได้สองแบบ
หากคุณขยายตัวนำนี้เป็นตัวนำสี่ตัวคุณจะมีหกคู่ (4C2) ดังนั้นขั้นตอนต่อไปคือแรงดันไฟฟ้าหกเฟส หกเฟสจะมีข้อดีอะไรกว่าสามเฟส ทีนี้ก็มี (4-1)! = 6 การจัดเรียงตัวนำที่เป็นไปได้ที่แตกต่างกันซึ่งหมายความว่าหากคุณกำลังพยายามทำให้บางสิ่งบางอย่างหมุนในระนาบคุณสามารถเชื่อมโยงสิ่งต่าง ๆ ในลักษณะที่ไม่สอดคล้องกับสิ่งนั้น ดังนั้นหากคุณมีมอเตอร์เหนี่ยวนำหกขดลวดคุณจะสามารถเชื่อมต่อกับมันในลักษณะที่สั่นสะเทือนอย่างน่ากลัวและหมุนด้วยความเร็วปกติครึ่งหนึ่งแทนที่จะเลือกทิศทางเดียวหรืออีกทิศทางหนึ่ง นั่นไม่ใช่ข้อดี
แต่สมมติว่าโรเตอร์ของคุณมีอิสระในการหมุนสามองศาแทนที่จะเป็นหนึ่งเดียว ด้วยหกเฟสและการจัดเรียงเชิงกลที่เหมาะสมของเสาแม่เหล็กคุณสามารถทำให้เกิดการหมุน (ม้วนระยะห่างและหันเห) ในโรเตอร์ทรงกลมลอยตัวของตำแหน่งคงที่ เนื่องจากสิ่งนี้ไม่มีอยู่ในความรู้ของฉันสิ่งนี้จึงไม่ถือว่าเป็นแอปพลิเคชันที่มีประโยชน์จริงๆ (อาจอยู่ในสภาพแวดล้อมที่มีแรงโน้มถ่วงเป็นศูนย์ซึ่งขั้วแม่เหล็กกำลังโคจรรอบร่างกายบ้าง แต่แล้วพวกมันทั้งหมดเชื่อมต่อกับสาย AC หกเฟสเดียวกันได้อย่างไร) แน่นอนในพื้นที่สี่มิติที่เราสามารถมี ระบบดังกล่าวและยังคงแปลการหมุนทั้งสามทิศทางไปยังโหลดอื่น ๆ ที่อยู่นอกการจัดเรียงสเตเตอร์ / โรเตอร์ทรงกลมการจัดเรียงนี้อาจมีประโยชน์
ในขณะเดียวกันเมื่อย้อนกลับไปใน 3 + 1-space ฉันทำงานในโลกของอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์กำลังและฉันเคยเห็นระบบที่ใช้หม้อแปลงชนิดเปลี่ยนเฟสคำตอบที่คนอื่นพูดถึง ในเรื่องของการตั้งชื่อไม่มีใครพูดถึงจะอธิบายโดยใช้หม้อแปลงไฟฟ้าแบบเปลี่ยนเฟสเพื่อสร้างขา AC ออกนอกเฟสอีกสามขาเพื่อสร้าง "หกเฟส" (โดยคณิตศาสตร์ของฉันคุณจะมีสิบห้าเฟส แต่ก็ยังไม่ใช่ภาษาที่ใช้) เมื่อใช้งานสามเฟสผ่านตัวเรียงกระแสเป็นหมวกคุณจะได้รับกระแสพัลส์หกครั้งต่อรอบ สำหรับระบบประเภทนี้คุณจะได้รับ 12 พัลส์ดังนั้นระบบประเภทนี้จะเรียกว่าชีพจรสิบสอง
(โดยทั่วไปแล้ววงจรเรียงกระแสสิบสองพัลส์คือวงจรเรียงกระแสแบบหกพัลส์สองตัวหากคุณมีมอเตอร์ไดรฟ์สองตัวคุณสามารถเชื่อมต่อบัส DC ของพวกเขาโดยตรงเข้าด้วยกันและป้อนแต่ละตัวด้วยชุดสามเฟสที่แตกต่างกัน วงจรเรียงกระแสสำหรับชุดหนึ่งและป้อนกระแสตรงของมันลงในไดรฟ์ที่เหลือ)
หากคุณกำลังเปรียบเทียบวงจรเรียงกระแสหกชีพจรกับวงจรเรียงกระแสสิบสองชีพจรที่มีโหลดเหมือนกันแต่ละชีพจรปัจจุบันจะต้องมีขนาดเล็กลงเพื่อชดเชยว่ามีพวกเขาขับโหลดเท่าเดิมหรือไม่ สิ่งนี้ทำให้กระแสโดยรวมของเส้นดูเหมือนคลื่นไซน์มากขึ้นซึ่งหมายความว่าเสียงประสานจะลดลง ระลอกคลื่นบนฝาครอบก็ต่ำลงเช่นกัน แต่ฉันไม่เคยรู้จักใครที่จะห่วงเรื่องนั้นมากนัก
การปรับปรุงฮาร์โมนิกที่มากขึ้นสามารถทำได้ด้วยระบบสิบแปดพัลส์และวงจรเรียงกระแสสามตัว (36 เฟส!) ที่แรงดันไฟฟ้าและกำลังแรงที่สูงขึ้นอาจมีตัวเรียงกระแสแบบขนานจำนวนมากขึ้น เอกสารนี้บนสาย VFD แรงดันปานกลางอ้างอิงถึง 54-pulse rectifier ที่ 11 kV!
TL; DR
พลังงานสามเฟสช่วยให้เรามีอิสระในการหมุนหนึ่งระดับซึ่งเป็นข้อ จำกัด ของสิ่งที่มีประโยชน์ในพื้นที่สามมิติ