Driefasestroom uitgelegd: stabiele, efficiënte elektrische energielevering

Driefasestroom is een methode van elektrische energietransmissie die drie draden gebruikt om drie onafhankelijke wisselende elektrische stromen te leveren. De stroom in elke draad is verschuift ten opzichte van de anderen met een derde van een complete cyclus, waarbij elke stroom één fase vertegenwoordigt. Dit betekent dat een apparaat dat op dit type stroombron werkt, een stabielere stroom ontvangt dan bij een eénfasestelsel. Sommige driefasestelsels hebben eigenlijk vier draden; de vierde is een nuldraad die het systeem in staat stelt een hogere spanning te gebruiken.

Doel

De drie stromen leveren samen een gebalanceerde belasting, wat niet mogelijk is met eénfasewisselstroom. Bij wisselstroom (AC) wisselt de stroom van richting, heen en weer in de circuit; dit betekent dat de spanning ook wisselt, constant veranderend van maximum naar minimum. Driefasestroom combineert de drie draden om de maximum- en minimumoscillaties te compenseren, zodat een apparaat dat dit type stroom ontvangt, geen zo grote spanningsvariaties ervaart. Dit maakt driefasestroom een zeer efficiënte vorm van elektrische energieverdeling. Gevolg: een driefasemotor verbruikt minder elektriciteit en duurt normaal langer dan een eénfasemotor van dezelfde spanning en waardering.

Oorsprong

Driefasestroom begint in een centralestation, waar een elektriciteitsgenerator mechanische kracht omzet in wisselende elektrische stromen. Na talloze omzettingen in het distributie- en transmissienetwerk, wordt de stroom getransformeerd naar de standaardspanning voor huishoudens en bedrijven: 230 volt in Europa of 120 volt in Noord-Amerika. De uitgang van de transformator verbindt meestal met het stroomsysteem via drie levende draden verbonden met een enkele geaardede retour. Dit heet een sterverbinding.

Toepassingen

Dit type systeem levert meestal geen stroom aan huishoudens, maar als dat wel gebeurt, verdeelt een hoofddistributiebord de belasting. Meeste huishoudelijke belasting gebruikt eénfasestroom vanwege lagere distributiekosten. Driefasestroom is meest voorkomend in industriële omgevingen, of waar meer vermogen nodig is voor zware machines, hoewel er uitzonderingen zijn.

Het draaien van electromotoren is het meest frequente gebruik van driefasestroom. Een driefase-inductiemotor combineert hoge efficiëntie, een eenvoudig ontwerp en een hoog startkoppel. Industriële ventilatoren, blazers, pompen, compressoren en veel andere apparaten gebruiken dit type electromotor. Andere systemen die driefasestroom kunnen gebruiken: airconditioning, elektrische boilers, grote gelijkrichtersystemen voor het omzetten van wisselstroom naar gelijkstroom.

Hoewel de meeste motoren op driefasestroom nogal groot zijn, zijn er voorbeelden van zeer kleine motoren, zoals die van computerkoelventilatoren, die op dit type stroom werken. Een invertercircuit in de ventilator zet gelijkstroom (DC) om in een driefasige wisselstroom. Dit vermindert geluid, omdat het koppel van een driefasemotor erg soepel is.

Normen

De draden, geleiders genoemd, in een driefasestroomsysteem zijn normaal gekleurcodeerd, hoewel de kleuren per locatie sterk variëren en de meeste landen hun eigen codes hebben. Noord-Amerika gebruikt traditioneel zwart, rood en blauw voor de drie fasen, wit voor de nuldraad. In Europa vertegenwoordigen bruin, zwart en grijs de fasen, en de nuldraad is blauw. Ondanks deze nationale normen zijn er veel onregelmatigheden in de dagelijkse toepassing. Het is niet slim om aannames te maken zonder het diagram van de specifieke installatie of systeem te raadplegen.