«дедовский способ» как получить три фазы из однофазной сети 220 в

Как из 220 Вольт сделать 380?

В частном доме, в квартире, на даче, то есть в бытовых условиях, чаще всего встречается стандартное однофазное напряжение 220 Вольт, которое получается путём подключения потребителя к одной фазе и нулевому проводнику. Такое напряжение называется фазным, генератором его в основном является силовой трансформатор 6 кВ/380 В , установленный на распределительной подстанции, питающей данного потребителя.

Иногда, особенно в частном доме, появляется необходимость запуска и эксплуатации асинхронного трёхфазного двигателя рассчитанного на 380 Вольт. Существуют схемы, которые дают возможность подключения данного двигателя и к однофазной сети 220 В, но при этом сильно теряется мощность электрической асинхронной машины. Соответственно возникает вопрос, как получить 380 Вольт из 220 в домашних условиях, для эффективной работы электродвигателя.

Что важно знать о токе

В трёхфазной сети все три фазы имеют сдвиг равный 120 градусов.

Существует три основных способа, с помощью которых можно сделать эту манипуляцию:

• с помощью электронного преобразователя (инвертора);
• путём подключения двух дополнительных фаз;
• за счёт применения трехфазного трансформатора, но при этом мощность всё равно снижается.

Перед тем как преобразовать сетевое напряжение нужно рассмотреть, а нет ли возможности подключить мотор к стандартной однофазной сети без потери мощности. Для начала нужно рассмотреть табличку на самом двигателе, некоторые из них предназначены на оба эти напряжения, как показано на первом фото. Только понадобится конденсатор для пуска.

Можно, конечно, разобрать двигатель и найти концы обмоток, но это уже проблематично. Остановимся более подробно на создании качественной трёхфазной сети 380 В из 220.

Преобразователь напряжения

Данное устройство более широко известно как инвертор, и состоит он из нескольких блоков. Для начала устройство выпрямляет данное однофазное напряжение, а потом инвертирует его в переменное заданной частоты.

Зачастую данные устройства имеют не только преобразование однофазного в трёхфазное напряжение, но и защищают электродвигатели от перегрузок, короткого замыкания и перегрева.

Метод использования трех фаз

Данный метод обязательно нужно согласовать с Энергонадзором или компанией поставщиком электрической энергии, так как для этого нужно подключение двух дополнительных фаз из щитка, которые есть на каждом этаже многоквартирных домов.

Здесь больше вопрос стоит не как переделать однофазное напряжение, а как подключить его, а для этого достаточно всего лишь трехфазного удлинителя, а если законно всё делать, то и счётчика.

Трёхфазный трансформатор

Чтобы сделать из 220 Вольт 380 Вольт необходим трёхфазный трансформатор нужной мощности на напряжение одной из обмоток 220, а другой 380 В. Чаще всего они уже имеют соединенные в звезду или треугольник обмотки. После чего напряжения из сети подключается к двум фазам обмотки с низшей стороны напрямую, а на третий вывод через конденсатор.

Вывод напрашивается — решить проблему возможно только инверторным электронным способом, установив один качественный и полноценный преобразователь однофазного напряжения.

Где применяются преобразователи частоты однофазный вход-выход 1 ф. 220 В

Асинхронные двигатели (АД) чаще применяются в быту, нежели в промышленности, в частности в системе однополюсных канальных вентиляторов и водяных насосов. Не секрет, что возникают затруднения, связанные с регулировкой скорости вращения АД. В чем и состоит задача однополюсных преобразователей частоты вход-выход 220-220.

Неравномерность крутящего момента может привести к аномальному шуму и вибрации в агрегате. Для регулировки скорости трехфазных электродвигателей применяются однополюсные частотники 220/380 В(вход/выход), иногда со специальным контроллером, служащим для управления устройством.

Такие виды преобразователей предназначаются для работы в технологическом (насосы и вентиляторы, транспортирующие механизмы, экструдеры, миксеры и т.п.) и энергосберегающем оборудовании (станции управления насосами, системы климата и кондиционирования и т.п.). Модели выпускаются с возможностью крепления на ДИН-рейку. Имеют широкий диапазон регулировки частоты на выходе. Умный пульт управления обеспечивает комфортные условия рабочей обстановки.

Дабы избежать осложнений, с которыми часто встречаются в процессе эксплуатации 3-х полюсных электродвигателей в однофазных сетях, следует придерживаться правил:

1. мощность двигателя, применяемого в качестве ЧП, выбирается большей, чем мощность подсоединяемого к нему электропривода;
2. на практике преобразователи мощностью 4 кВт способны решать все существующие хозяйственные проблемы в частном доме. Можно ориентироваться на нагрузку 2-3 кВт, что приемлемо для энергосети;
3. рабочий ток преобразователя в обычном режиме должен быть больше, чем указанно его значение в паспорте данного типа электродвигателей (иначе ЧП просто сгорит);
4. подключение преобразователя осуществляется в строгой последовательности: первым запускается ЧП, затем 3-х полюсные потребители. Выключается оборудование в обратной последовательности.

Плюсы и минусы трехфазной и однофазной сети

Использование для питания частного дома трёхфазного напряжения 380 В имеет ряд отличий от однофазного 220 В, поэтому при принятии решения о подключении к такой сети следует изучить все достоинства и недостатки такой схемы электроснабжения.

У трёхфазной сети есть ряд преимуществ перед однофазной:

• Меньшее сечение подходящего кабеля. При равномерном распределении нагрузки по фазам имеется возможность повышения общей мощности электроприборов.
• Подключение трёхфазных электродвигателей без дополнительных устройств и потери мощности. Обычные асинхронные электродвигатели при включении в однофазную сеть теряют значительную часть момента или необходимо приобрести специальный преобразователь.
• Дополнительные возможности модернизации и ремонта электропроводки. Зная, как из 380 получается 220, можно изменять подключение электроприборов в зависимости от конкретной ситуации.

Кроме того, в некоторых случаях подвод к зданию трёхфазного питания позволяет получить в электрокомпании разрешение на повышение потребляемой мощности.

Кроме достоинств трёхфазная схема электроснабжения имеет и недостатки:

• необходимо получить разрешение на изменение схемы в электрокомпании;
• дополнительные затраты на замену питающего кабеля;
• увеличенные размеры и стоимость аппаратуры во вводном щитке.

Соединение «треугольником»

Для получения большей мощности при подключении к бытовой сети схема «треугольник» более предпочтительна. В этом случае можно добиться получения 70% мощности от номинальной. Для этого концы обмоток последовательно соединяются с началом следующих:

• конец обмотки фазы «А» с началом обмотки «В»;
• конец «В» — с началом «С»;
• конец «С» — с началом «А».

Соединения двух пар обмоток подключаются к проводам сети напрямую, а третьей – через рабочий конденсатор, подключенный к одному из двух контактов питания.

Запуск двигателя, подключенного таким образом, производится через рабочий конденсатор. Однако при наличии нагрузки на двигатель он не сможет запуститься или будет крайне медленно набирать обороты. Поэтому необходимо использование дополнительных пусковых конденсаторов. Они включаются в момент пуска двигателя на 2-3 секунды, пока обороты составят хотя бы 70% от номинальных. После чего конденсатор отключается.

Для использования пусковых конденсаторов удобно использовать специальную пусковую кнопку. Она имеет две пары контактов, первая остается замкнутой только в момент удержания кнопки, а вторая размыкается лишь при выключении.

Направление вращение зависит от контакта, к которому подключена третья обмотка (подключаемая через конденсатор). Поэтому для управления вращением можно подключить ее через двухпозиционный переключатель, соединенный с одной и другой обмотками. Таким образом двигатель будет вращаться в разные стороны при переключении тумблера переключателя.

Это интересно: Закон Ома для участка цепи и полной цепи — формулы и объяснение

Чем трехфазное напряжение отличается от однофазного

Современные жилые дома и абсолютное большинство промышленных предприятий подключены к сети по трёхфазной четырёхпроводной схеме электропитания.

Согласно новым стандартам для повышения безопасности потребителей к ним добавляется пятый заземляющий проводник, который используется только в аварийной ситуации и служит не для подачи напряжения, а для защиты от поражения электрическим током.

Все проводники в трёхфазной сети имеют своё обозначение:

• L1, L2, L3 — линейные (фазные) провода, по которым подаётся напряжение;
• N или PEN — рабочая нейтраль, служащая для соединения потребителей с глухозаземлённой нейтралью трансформатора;
• РЕ — защитное заземление.

В такой схеме электроснабжения имеется две величины напряжения:

• Линейное. Измеряется между двумя линейными проводами и достигает 380 В. На трансформаторных подстанциях и РП оно обозначается 0,4 кВ. Для него необходимы четыре проводника — три питающих L1, L2, L3 и нейтраль N, по которой протекает уравнительный ток.
• Фазное. Измеряется между одним из линейных проводников и нейтралью. Оно составляет 220 В. Именно оно необходимо для большинства бытовых электроприборов и подаётся в квартиру по двум проводам — фаза L и нейтраль N.

Однофазное напряжение является частным случаем трехфазного напряжения и получается при подключении потребителя к фазному и нейтральному проводам. Многоквартирные дома и гаражные кооперативы подключаются к четырёхпроводной трёхфазной сети (с заземляющим проводом РЕ пятипроводной), а к отдельным потребителям подводятся только два провода.

Для частных домов и дач это разделение выполняется на линии электропередач, от которых отходит два или три провода. Третий проводник в бытовой электропроводке заземляющий (защитный) и не участвует в питании электроприборов.

Важно! При обрыве нейтрального проводника напряжение в розетке может колебаться от 0 до 380 В, что пагубно влияет на электроприборы. Это так же относится к электродвигателям, включённым в трёхфазную сеть. Для защиты от выхода аппаратуры из строя желательно установить реле напряжения РН, отключающее питание в аварийной ситуации

Для защиты от выхода аппаратуры из строя желательно установить реле напряжения РН, отключающее питание в аварийной ситуации.

Однако основное отличие между трёхфазной и однофазной сетями не в величине напряжения и количестве проводов. Главная особенность трёхфазной сети заключается в том, что напряжение в питающих проводниках сдвинуто относительно друг друга на 120°.

Этот сдвиг обеспечивается расположением обмоток в генераторах на электростанции и необходим для обеспечения вращающего момента в электродвигателях. Кроме того, сдвиг фаз позволяет уменьшить сечение нейтрального провода.

В трёхфазной сети по нему протекает не полный ток нагрузки, а только уравнительные токи, которые тем меньше, чем равномернее потребители распределены по отдельным фазам.

Где взять 220 Вольт, если в щите три фазы

Чаще всего вопрос, как из 380 сделать 220 Вольт, задают жители многоквартирных домов. В этих зданиях в подъезде на каждом этаже установлен электрощиток, к которому подходит три фазы, нейтраль, а в некоторых случаях ещё и заземление.

В таком электрощите имеется два напряжения — линейное 380В, между двумя разными фазами, и фазное 220В, между любой из фаз и нейтралью.

Фактически, для получения однофазного напряжения в трёхфазном щите необходимо двухжильный кабель присоединить к одной из фаз и нейтральной шиной. При наличии в схеме заземления желательно использовать не двухжильный, а трёхжильный кабель и подключить его следующим образом, согласно правилам цветовой маркировки кабелей:

• коричневая жила — фаза;
• синяя или голубая — нейтраль;
• жёлто-зелёная — заземление.

Важно! Для уменьшения тока в подходящем к зданию кабеле подключение разных квартир необходимо производить равномерно по всем трём фазам

Схема подключения 3-х фазного двигателя в сеть 220в соединенного звездой.

Как видно, напряжение 220в распределяется на две последовательно соединенные обмотки, где каждая рассчитана на такое напряжение. Поэтому теряется мощность почти в два раза, но использовать такой двигатель можно во многих маломощных устройствах.

Максимальной мощности двигателя на 380в в сети 220в можно достичь, только используя соединение в треугольник. Кроме минимальных потерь по мощности, неизменным остается и число оборотов двигателя. Здесь каждая обмотка используется на свое рабочее напряжение, отсюда и мощность. Схема подключения такого электродвигателя изображено на рисунке 1.

На рис.2, изображено брно с клеммой на 6 выводов для возможности подключения треугольником. На три получившихся вывода, подается: фаза, ноль и один вывод конденсатора. От того, куда будет подключен второй вывод конденсатора ― фаза или ноль, зависит направление вращения электродвигателя.

На фото: электродвигатель только с рабочими конденсаторами без емкостей для запуска.

Если на вал будет начальная нагрузка, необходимо использовать конденсаторы для запуска. Они соединяются в параллель с рабочими, используя кнопку или переключатель на момент включения. Как только двигатель наберет максимальные обороты, емкости для запуска должны быть отключены от рабочих. Если это кнопка, просто отпускаем ее, а если выключатель, то отключаем. Дальше двигатель использует только рабочие конденсаторы. Такое соединение изображено на фото.

Конструкционные особенности

Преобразователь включает в себя защитную систему, которая предупреждает возможную перегрузку по токам коротких замыканий и скачкам напряжения, и предохраняет от перегревания. Разработанные модели инвертора с 220 на 380 осуществляют плавный запуск двигателя, обеспечивающий возрастание напряжения на старте при неизменной величине его соотношения с фазным током.

Масса и объёмы инвертора допускают его транспортировку, однако стоит такой прибор недёшево. В связи с этим приобретение инвертора при редком использовании трёхфазных электроприборов считается нецелесообразным.

Усовершенствованные модели предлагают набор дополнительных опций, таких как:

1. комплект удлинительных кабелей и шлейфов;
2. пульты дистанционного управления;
3. датчики технологических параметров;
4. тормозные резисторы и прерыватели;
5. входные и выходные фильтры; платы сопряжения и модуля и пр.

Подключение электродвигателя через конденсатор

Чаще всего вопрос можно ли получить 380 Вольт из 220 задают владельцы небольших трёхфазных двигателей. Такие электромашины можно подключить к сети 220В через два конденсатора — пусковой и рабочий.

Для этого обмотки аппарата необходимо соединить «треугольником». Катушки большинства двигателей подключены по схеме «звезда», при этом все начала обмоток соединены вместе, а к концам присоединяется питающий кабель.

При переключении на схему «треугольник» конец каждой катушки подключается к началу следующей. Эта схема применяется для электромашин мощностью до 5 кВт и приводит к падению мощности и вращающего момента наполовину.

При включении такого двигателя на 220 В к одной из обмоток подключается питание, а параллельно одной из оставшихся присоединяется рабочий конденсатор. Для реверса его необходимо подключить к другой обмотке.

Ёмкость этого конденсатора рассчитывается по формуле:

Сраб(мкФ)=70*Рдвиг(кВт)

Эти элементы необходимо использовать только предназначенные для работы в сети переменного тока. На время пуска электромашины параллельно рабочему конденсатору кратковременно подключается пусковой:

Спус=(2-3)Сраб

Совет! В качестве пусковых допускается применять электролитические конденсаторы.

Цифровая система микропроцессоров управления ТПЧ 320

Микропроцессорные системы управления ТПЧ 320 регулируют, защищают и диагностируют. Она сформирована на плате с микросхемами и экраном через кабели. Эта система дает гарантию надежной работы, защищает от помех.

Каждому вентилю передается импульс. Информация выдается на экран панели. Можно получить информацию от механизмов цепи. Система управления обрабатывает много данных, передающихся по связи. Это такие данные:

• Мощность.
• Частота.
• Вес загрузки.
• Вес расплавленного металла.
• Время.

Комплектность шкафа ТПЧ 320:

• Выпрямитель.
• Система выравнивания мощности.
• Дроссель сглаживания.
• Диагностика.
• Контроль температуры.
• Контроль охлаждения.
• Блокировка дверей.
• Защита, перезапуск частотника при отключении линии питания.

Эксплуатационные условия ТПЧ 320

№	Условие	Значение
1	Помещение с температурой	от +5° С до +35° С (УХЛ 4) и от +5° С до +45° С (ТС 4);
2	Высота не более:	1000 м;
3	Влажность до:	80% при +25° С (УХЛ 4) и 98 % при +35° С (ТС 4);
4	Среда:	Безопасная, без агрессивных газов
5	Защита ГОСТ 14254-80	IP 55
6	Уровень помех не выше:	ГОСТ 23450 – 79

Реверсивные тиристорные преобразователи Принцип работы и устройство

Как подобрать конденсаторы для трехфазного двигателя, используя его в сети 220в.

Первое, что нужно знать ― конденсаторы должны быть неполярными, то есть не электролитическими. Лучше всего использовать емкости марки ― МБГО. Их с успехом использовали в СССР и в наше время. Они прекрасно выдерживают напряжение, скачки тока и разрушающее воздействие окружающей среды.

Также они имеют проушины для крепления, помогающие без проблем расположить их в любой точке корпуса аппарата. К сожалению, достать их сейчас проблематично, но существует множество других современных конденсаторов ничем не хуже первых. Главное, чтобы, как уже говорилось выше, рабочее напряжение их не было меньше 400в.

Расчет конденсаторов. Емкость рабочего конденсатора.

Чтобы не обращаться к длинным формулам и мучить свой мозг, есть простой способ расчета конденсатора для двигателя на 380в. На каждые 100 Вт (0,1 кВт) берется — 7 мкФ. Например, если двигатель 1 кВт, то рассчитываем так: 7 * 10 = 70 мкФ. Такую емкость в одной банке найти крайне трудно, да и дорого. Поэтому чаще всего емкости соединяют в параллель, набирая нужную емкость.

Емкость пускового конденсатора.

Это значение берется из расчета в 2-3 раза больше, чем емкость рабочего конденсатора. Следует учитывать, что эта емкость берется в сумме с рабочей, то есть для двигателя 1 кВт рабочая равна 70 мкФ, умножаем ее на 2 или 3, и получаем необходимое значение. Это 70-140 мкФ дополнительной емкости — пусковой. В момент включения она соединяется с рабочей и в сумме получается — 140-210 мкФ.

Особенности подбора конденсаторов.

Конденсаторы как рабочие, так и пусковые можно подбирать методом от меньшего к большему. Так подобрав среднюю емкость, можно постепенно добавлять и следить за режимом работы двигателя, чтобы он не перегревался и имел достаточно мощности на валу. Также и пусковой конденсатор подбирают добавляя, пока он не будет запускаться плавно без задержек.

Кроме указанного выше типа конденсатора — МБГО, можно использовать тип — МБГЧ, МБГП, КГБ и тому подобные.

Схема

Вся схема состоит всего из нескольких элементов: общий сетевой выключатель, кнопка для запуска, конденсатор на 100 мкФ и собственно мощного мотора. Как все работает? Сначала подаем однофазное питание на раздающий мотор, пусковой кнопкой подключаем конденсатор, тем самым запуская его. Как только мотор раскрутился до нужных оборотов, конденсатор можно выключить. Теперь можно подключить к выходу расщепителя фаз нагрузку, в моем случае настольную циркулярку и ещё несколько трехфазных нагрузок. Корпус устройства — рама выполнен из Г-образных уголков, все оборудование закреплено на кусок листа OSB. Сверху переделаны ручки для переноски всей конструкции, а на выход подключенная трехвыводная розетка. После подключения пилы через такое устройство получилось существенное улучшение в работе, ничего не греется, мощности вполне хватает и не только на пилу. Ничего не рычит, не гудит, как это было раньше. Только желательно брать раздающий мотор мощнее потребителей хотя бы на 1 кВт, тогда не будет заметно особой просадки мощности при резкой нагрузке. Кто бы что не говорил про не чистый синус или это ничего не даст, советую их не слушать. Синус напряжения чистый и разбитый ровно на 120 градусов, в результате подключенная техника получает качественного напряжение, ввиду чего и не греется. Вторая половина читателей которые будут говорить по 21-век и большое наличие частотных преобразователей трехфазного напряжения могу сказать, что мой выход в разы дешевле, так как старый мотор довольно просто найти. Можно взять даже негодный для нагрузки, со слабыми и почти разбитыми подшипниками. Мой расщепитель фаз в холостом режиме потребляет не столь много: 200 — 400 Вт где-то, мощность подключенных инструментов вырастает в разы, по сравнению с обычной схемой подключения через пусковые конденсаторы. В заключении хочу обосновать свой выбор данного решения: надежность, невероятная простота, небольшие затраты, высокая мощность.

Итак, почему в некоторые электрощитки приходит напряжение 380 В, а в некоторые – 220? Почему у одних потребителей напряжение трёхфазное, а у других – однофазное? Было время, я задавался этими вопросами и искал на них ответы. Сейчас расскажу популярно, без формул и диаграмм, которыми изобилуют учебники.

Другими словами. Если к потребителю подходит одна фаза, то потребитель называется однофазным, и напряжение его питания будет 220 В (фазное). Если говорят о трехфазном напряжении, то всегда идёт речь о напряжении 380 В (линейное). Какая разница? Далее – подробнее.

Отличия трехфазной сети от однофазной

Чтобы отличить трехфазное подключение от однофазного, достаточно обратить внимание на кабель, идущий от электрощита к розетке. В старых квартирах он имеет всего две жилы

В современных многоэтажках уже можно увидеть три провода в одном кабеле.

Это однофазное подключение на 220 вольт. По одному проводу проходит ток, а второй обладает нулевым потенциалом. Третья жила выполняет функцию заземления. Но она нужна в проводке только в качестве дополнительного предохранителя, если по какой-то причине нулевой провод перестанет выполнять свое предназначение. Например, при его обрыве.

Подключение 380 вольт выполняется через кабель, который имеет 4 жилы. Человек, далекий от всех этих тонкостей может подумать, что по четвертому проводу передается какая-то дополнительная, особая энергия. Поэтому у него складывается мнение, что трехфазную сеть питает станция специальной конструкции. Которая вырабатывает напряжение в 380 вольт, вместо обычных 220.

Уличная подстанция на 380 вольтИсточник spb-elektromontazh.ru

На самом деле все проще, чем кажется. Все упирается в мощность. Однофазная сеть рассчитана на питание обычных бытовых приборов. Сюда входят лампочки электро накаливания, телевизоры, холодильными и другая аппаратура, которую мы повседневно используем у себя дома. Мощности сети вполне достаточно для их работы. Даже если они все будут включены одновременно.

А трехфазная сеть просто состоит из трех однофазных и одного нулевого провода. Вот потому то для нее и нужен кабель с четырьмя жилами. Бывает, что добавляют и пятую, как в случае с однофазной проводкой. В виде того же предохранителя.

И если к частому дому идет напряжение в 380 вольт, то это не говорит, что владельцу нужно покупать какой-то особый холодильник или телевизор. Просто для бытовых нужд используется только один провод с фазой и другой с нулевым потенциалом. В итоге получают все те же 220 вольт. А два других фазных провода, можно сказать, остаются в запасе. Они перекрывают недостаток мощности, когда к сети подключается действительно особые электрические агрегаты.

Схема трехфазной сетиИсточник donghocambien.com

Речь идет, например, об асинхронных электродвигателях с короткозамкнутым ротором. Они рассчитаны на большую мощность, чем обычные моторы, питающиеся от сети напряжением в 220 вольт. И если их подключить к простой розетке в квартире, то двигатель никогда не сможет набрать своих максимальных оборотов. Ясное дело, что КПД прибора станет очень низким.

Теория

На промышленных электростанциях генераторы вырабатывают трёхфазный ток, и повышают его напряжение до десятков и даже сотен киловольт. По линиям электропередач электричество поставляется потребителям. Но перед этим ток поступает на силовой трансформатор, который понижает напряжение до 380 В. Из распределительной подстанции электроэнергия поступает в потребительскую сеть.

В трёхфазной сети ток подаётся таким образом, что все три сдвинуты относительно друг друга на 120 градусов. Напряжение между фазами составляет 380 В, а между фазой и нейтралью 220 В (см.рис. 1). Именно это напряжение подаётся в каждую квартиру.

Рис. 1. Структура трёхфазного тока

Так как нашей целью является получение 380 В именно из однофазной сети, то перейдём к способам преобразования 220 В на 380.