Как из 220 Вольт сделать 380?

Преобразователь 220 380 – главные условия работы

Частотные преобразователи 220-380 В делают возможным работу трехфазного двигателя на всю мощность, мягко регулировать обороты, включать обратное вращение ротора. Такие преобразователи используют в промышленных условиях, на различных предприятиях. Они имеют преимущества:

• экономия электроэнергии, так как мощность увеличивается на 40-50%;
• постоянной работе — перепады напряжения не влияют на работу оборудования;
• увеличение срока работы — мягкий пуск и торможение уменьшают степень износа техники.

В современном мире любители электротехники и владельцы своего подворья интересуются применением 3-фазный асинхронный двигатель в сети с одной фазой. Такие двигатели по конструкции простые и не требуют особых затрат в работе. Это дает их большое применение среди любителей.

Однако, применение 3-фазных моторов в сети с одной фазой не всегда обходится без трудностей. Трехфазный ток обуславливает магнитное поле, которое вращается, дает момент вращения на вал мотора. Ток с одной фазой образует поле пульсаций, которое не может вращать ротор мотора. Его нужно переделать в многофазный и тогда подать на электромотор.

Сейчас существует много методов изменения однофазного тока в трехфазный. Они не лишены недостатков:

1. Невозможно получить мощности трехфазный ток без помех (с разностью фаз 120 градусов). Значительно теряется мощность двигателя.
2. Частотные преобразователи 1-фазного тока из 220 в 380 вольт не являются универсальными. Они делаются для конкретного мотора, ограничены по мощности. Также есть такие электродвигатели, которые нельзя запустить этими методами в однофазной сети.
3. Конденсаторы мощности для пуска двигателя (реактивные элементы) неудобны в эксплуатации. Система становится большой, опасной дома.

Преимущества частотного преобразователя

Универсальные преобразователи частоты мощности innovert idd из однофазного тока 220 вольт в трех фазный 380 вольт изготовлены на основе простого трехфазного электродвигателя, имеют ряд преимуществ:

1. Может вырабатывать трехфазный ток 380 вольт напряжения.
2. Асинхронный двигатель не теряет мощность.
3. Применяется для разных типов моторов с любыми характеристиками (ограничение только по сети, мощность не более 7 киловатт).
4. Имеет простую конструкцию. Люди со средним образованием вполне могут сделать его за пару часов. Нужен будет двигатель асинхронного типа трехфазный 4 киловатта мощностью, емкость 50 микрофарад, куски проводов, три фазы. Электромотор не нужно переделывать.
5. Потребляемая мощность от сети небольшая. Двигатель мощности на 4 кВт в холостую берет от сети около 200 ватт.

Главные условия работы

Генератор синхронный 3-фазного тока имеет в себе неподвижные катушки и якорь. Катушки смещены на 120 градусов. Блоком питания ротор вращается, его переменный поток магнитной энергии создает индуктивную ЭДС в обмотках статора. При подключении катушек статора с мотором, 3-фазный электроток мощности появляется в цепи. Его можно применять в быту.

Как, имея одну фазу, добавить остальные две? Берем простой электромотор мощности асинхронного типа с тремя фазами с замкнутым ротором. У него есть ротор и и 3 обмотки статорные, которые сдвинуты по углу 120 градусов. На одну обмотку подключаем 1-фазный ток.

Ротор мотора не будет вращаться. А если другой силой передать ему некоторое вращательное движение, то он начнет вращаться за счет напряжения изменяющегося тока с одной фазой в 1-ой обмотке.

Ротор при вращении наводит электродвижущую силу индукции в остальных обмотках, образует другие две фазы. Мы получаем вращающийся трансформатор.

Одна обмотка мотора, на которую идет изменяющийся 1-фазный ток мощности по сети, будет обмоткой возбуждения, которая формирует магнитное поле ротора вращения, а он дает возбуждение напряжения переменного в других обмотках.

Данное напряжение оказывается 3-фазным, потому что электродвигатель дает эффект. На остальных обмотках напряжение уменьшено по сравнению с обмоткой возбуждения (из-за преобразовательных потерь). Это различие равняется около15 вольт и определено особенностями конструкции электромотора.

Как можно сделать вращение ротора от 1-фазного напряжения? Можно по-разному. Рекомендуется использование схемы с конденсатором пуска.

Величина мощности емкости маленькая, потому что ротор преобразователя асинхронного типа вращается без нагрузки. Для работы преобразователя с двигателем в 4 киловатта хватит и 60 микрофарад.

При всех неплохих результатах есть и недостатки преобразователи частоты:

1. Потенциал напряжения опасен для людей 380 вольт. Чтобы уменьшить риск поражения током, используют 220 вольт напряжения линейного.
2. Расход энергии преобразователем 220 на 380 вольт был ощутимым. Это уменьшало его КПД на холостом ходу.

Система постепенно модернизировалась, уходили от недочетов. Вместо преобразователя мощности использовали электромотор на 4 киловатта асинхронного типа с обмоткой на шесть полюсов статорной. Эти обмотки были включены звездой для напряжения линейного на 380 вольт. Мы подключали их на 220 вольт (между нулем и фазой образовалось 127 вольт).

Конденсатор пуска выключается после начала работы преобразователя, хотя не всегда надо его отключать. Он почти не влияет на работу всей конструкции. Получается звезда с несимметричным расположением. преобразователи частоты выдают две фазы и ноль. Такой ток еще называют квазитрехфазным.

На самом деле положительного у него мало, по сравнению с обычным трехфазным током. Частотник создает поле магнитного вращения.

Преобразователи частоты созданы из двигателя асинхронного типа трехфазного, сочетаются с рабочим током для таких двигателей.

Получилось уменьшить напряжение до 220 вольт, свое потребление энергии сделать 200 ватт мощности. Все устройства можно включать треугольником и звездой.

На испытуемых нами частотные преобразователи напряжения 220 в 380 вольт работают следующие потребители на трех фазах:

1. Пила циркулярная 2,7 кВт;
2. Крупорушка 1,2 кВт;
3. Наждак 0,4 кВт;

На другом преобразователе другие потребители также успешно работают:

1. Бур электрический 1,5 кВт;
2. Бетономешалка строительная 600 Вт;
3. Электрорубанок 0,7 кВт.

Электромоторы на трех фазах при работе в однофазной сети расходуют с помощью преобразователя напряжения такое же количество энергии, как по паспорту частотник, это сохранение энергии по закону.

Если давать наставления на повторения конструкции частотные преобразователи, то можно забыть о проблемах при эксплуатации двигателей частотник от сети 220 вольт, хотя сами моторы сделаны на 380 вольт.

Мощность электромотора, который используется частотник самим преобразователем, может быть выше мощности подсоединяемого к нему привода электрического. Если в преобразователе применяется электродвигатель 4,5 кВт, то мощность электромоторов, подключаемых к нему, не может быть более 3 кВт.

Жизнь показывает, что мощность преобразователя в 4 киловатта решает многие вопросы работы. Нагруженность сети до 3 киловатт вполне нормальной.

Расходуемый ток в режиме работы не может быть выше параметров тока по паспорту для этого вида электромоторов (иначе преобразователь 220 на 380 выйдет из строя.

Электродвигатели для преобразователей чаще всего используют с малыми оборотами вращения (до 1000 оборотов). Они мягко пускаются и отношение тока пуска к току работы у них ниже, чем у высокоскоростных электродвигателей, а значит меньше нагрузка на проводку.

Последовательность запуска должна быть следующей: сначала включается частотник преобразователь, потом двигатели 3-фазного двигателя. Отключать необходимо в обратном порядке.

Вместо конденсатора для пуска используют такие типы: МБГТ, МБГО, К-42-4 с напряжением работы более 600 вольт. Использование конденсаторов электролитов не рекомендуется. Размер емкости конденсатора пуска рассчитывается из мощности преобразователя 220 на 380 вольт. Например, для преобразователя на 4 кВт емкость получается 80 мкФ.

Схемы подключения статорных обмоток 3-фазного двигателя асинхронного типа: а – звездой, б – треугольником, в – звездой и треугольником на щитке клемм частотник электромотора.

С1, С2, С3 – начало обмотки, С4, С5, С6 – окончание обмотки. Часто используется маркировка вывода U1, V1, W1 – начало обмотки, U2, V2, W2 – конец обмотки.

По стандарту обмотка двигателя асинхронного типа обозначается: I фаза – С1 начало, С4 окончание, II фаза – С2 начало, С5 окончание, III фаза – С3 начало, С6 окончание.

Если имеется двигатель асинхронный с тремя фазами с ротором замкнутым накоротко, то сделать три фазы легко из одной. Для этого надо принудительно включить его в работу генератором. Генератор частотник необходимо вращать, чтобы он стал выдавать ток и напряжение. Значит необходим будет еще один мотор с одной фазой по мощности совместимый, с необходимыми оборотами.

Но нужен ли еще один электродвигатель частотник, если мы можем вынудить работать 3-фазный электродвигатель от одной фазы? Необходимо создать два условия: включить на одну обмотку напряжение с одной фазой и крутнуть двигатель, потому что он не станет работать с одной фазой. Что нужно для этого сделать? Можно запустить его руками, это просто. А можно применить для этой цели пусковой конденсатор.

Размер емкости пускового конденсатора может быть и маленькой, так как без нагруженности он легко запускается. При начале вращения преобразователи частоты легко запустятся от 1-ой фазы. Частотник создаст дополнительными своими обмотками остальные две обмотки. Один минус у такой схемы подключения – это перекошенность фаз, которую можно исправить добавлением в схему автотрансформатора.

Для этого частотник можно использовать вместо автотрасформатора статор вышедшего из строя электромотора на 15 киловатт (только магнитопровод), на нем сделал 380 витков провода поперечным сечением 6 мм2 с выводом на 40 витков.

Выводы нужны для хорошей подготовки потенциала для фазы. Использовать частотник генератором можно мотор на 4 киловатта, нагрузку берем до 3 киловатт. Пусковой конденсатор возьмем типа МБГП, МБГО на емкость 40 мкФ, напряжение более 600 вольт.

Подключать частотник генератор необходимо без нагруженности, выключать также.

Преобразователи частоты 220 на 380 В применяются с давних времен, но о них нет хорошей информации, даже у специалистов, обслуживающих электродвигатели.

Многим, у кого имеется свое хозяйство, мастерская, гараж, пришлось столкнуться с пуском двигателя. Кому-то частотные преобразователи смогут оказать свою помощь в экономии электроэнергии, сделать жизнь и работу легче.

Таким преобразователям уже давно нужно быть бытовыми приборами в доме и хозяйстве.

Частотный преобразователь 220х380

Источник: http://chistotnik.ru/preobrazovatel-220-380.html

Подключаем трехфазный двигатель 380 к сети 220 вольт | Электрика | Практика

Нередко в доме или в гараже приходится использовать агрегаты с приводами от двигателей на 380 вольт, предназначенных для использования в трехфазных сетях. Использовать трехфазную сеть в этих условиях невозможно (исключения бывают, но редко). Тогда остается запитать трехфазный двигатель от бытовой сети.

При подключении обмоток асинхронного двигателя к трем фазам по каждой его обмотке ток течет в разное время. Это создает магнитное поле, обеспечивающее вращение ротора электродвигателя. Питание трехфазного двигателя от двух фаз снижает мощность и эффективность двигателя. Поэтому подключать двигатель на 380 вольт к двум фазам стоит, если другого выхода не остается.

Особенности подключения

Если обмотки двигателя приходится подключать к однофазной сети, две обмотки подключаются напрямую к двум проводам, а третья – через конденсатор, сдвигающий фазу напряжения. Частота вращения в данном случае не меняется, но мощность существенно падает.

Величину падения предварительно рассчитать трудно. В зависимости от особенностей двигателя и схемы подключения она может составлять 30-50%. Не все модели трехфазных двигателей могут работать в бытовой сети.

Хорошо подходят для этого асинхронные двигатели, имеющие короткозамкнутый ротор.

https://www.youtube.com/watch?v=ukl8nctMpTI

Подключать асинхронный двигатель, рассчитанные для работы в сети 380 и 220 вольт, к однофазному источнику напряжения можно с соединением обмоток «звезда» или треугольник». Лучше это делать по схеме «треугольника» – так двигатель меньше потеряет мощность. Если же возможности переключить обмотки в «треугольник» нет, приходится использовать «звезду».

Для подключения двигателя выводы его фазных обмоток выводятся на колодку или клеммник, а соединение производится перемычками. Это позволяет реализовать одну из схем без перекрещивания проводов. Такие клеммники называются «борно», на них выводится до 6 фазных обмоток. На двигатель они крепятся сверху или сбоку.

Важно: если двигатель предназначен для работы в сети 220/127 вольт, то обмотки можно подключить к однофазной сети «звездой». При подключении «треугольником» обмотки попросту сгорят.

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.

Подключение «звездой»

По причине больших потерь мощности данная схема стоит применять лишь при включении в однофазную сеть двигателя с рабочим напряжением 220/127 вольт. Бывают случаи, когда обмотки двигателя 380/220 вольт изначально подключены по схеме «звезда» и изменить схему невозможно.

Подключение обмоток «звездой» означает соединение концов трех обмоток в одну точку, а к началу каждой подводится питание от одной из трех фаз. В однофазной сети подключение происходит как в случае «треугольника» – две обмотки к «фазе» и «нолю» напрямую, а третью через конденсатор к одному из двух проводов.

Подбор рабочих конденсаторов

На емкость конденсаторов, обеспечивающих питание третьей обмотки, влияет схема подключения, мощность двигателя и другие параметры.

Требуемую емкость можно рассчитать по формулам:

Ср=2800*I/U (соединение «звездой»)

Ср=4800*I/U (соединение «треугольником»)

где Ср – емкость рабочего конденсатора, мкФ; I – ток, А; U -напряжение, В.

Тока рассчитывается по формуле:

I=P(1.73*U*n*cosф,

где Р – мощность двигателя, кВт; n – КПД; cosф – коэффициент мощности. Эти данные указаны в паспорте двигателя, их значения равны примерно 0,8-0,9.

На практике можно упростить расчеты, определив требуемую емкость рабочего конденсатора как 7 мкФ на 100 Вт мощности двигателя.

В ходе испытаний двигателя можно проверить правильность расчетов емкости рабочих конденсаторов. Если наблюдается перегрев двигателя, емкость завышена. При недостаточной емкости будет наблюдаться сильное падение мощности двигателя. Лучше начать подбор емкости рабочего конденсатора с небольшого значения, постепенно наращивая ее до оптимальной.

Это можно сделать путем подключения параллельных конденсаторов или замены конденсатора на более емкий. Лучше осуществлять подбор, измеряя токи обмоток при работе двигателя. При идеальном подборе конденсатора ток обмотки, подключенной через рабочий конденсатор, должен совпадать с током, потребляемым обмотками, подключенными к «фазе» и «нолю».

Емкость пускового конденсатора (блока конденсаторов) зависит от требуемого для запуска пускового момента.

Важно: пусковая емкость – не является емкостью пускового конденсатора. Это сумма емкостей рабочего и пускового конденсаторов.

Если двигатель запускается «вхолостую» (без нагрузки), пусковая емкость может быть равна рабочей (пусковой конденсатор не устанавливается). Это удешевляет и упрощает схему подключения. Для этого может специально организовываться система отключения нагрузки. Для чего устанавливается прижимной ролик или механизм, ослабляющий натяжение ремня ременной передачи.

Если пуск без нагрузки невозможен, необходима повышенная мощность пускового конденсатора. Его емкость в 2-3 раза больше рабочего. Например, если емкость рабочего конденсатора 50 мкФ, необходим пусковой конденсатор емкостью 50-100 мкФ. Это даст пусковую емкость 100-150 мкФ.

Пусковой конденсатор работает лишь несколько секунд при запуске двигателя, поэтому для этой цели допускается использовать дешевые электролитические конденсаторы.

При подборе рабочего и пускового конденсаторов лучше использовать несколько конденсаторов малой емкости чем один большой. Это позволит легче подбирать необходимую емкость, подключая и отключая конденсаторы. Соединяются конденсаторы параллельно, а их суммарная емкость равна сумме емкостей каждого.

Источник: http://energycraft.org/elektrika/podklyuchaem-trekhfaznyj-dvigatel-k-seti-220-volt.html

Как из 220 Вольт сделать 380 В: обзор методик и способов

Почти все бытовые электроприборы рассчитаны на напряжение 220 В. Мы, не задумываясь, включаем их в розетку и наслаждаемся работой устройств. Но иногда требуется подключить асинхронный двигатель, рассчитанный на 380 В.

Для его запуска можно использовать специальную схему, которая позволяет подключать электромотор к однофазной сети, но при этом придётся смириться с потерей мощности.

Можно ли однофазную сеть превратить в трехфазную и как из 220 Вольт сделать 380?

Оказывается, такая возможность есть. Существует несколько способов получить 380 В из однофазной сети. Ниже мы покажем, как это сделать, но для начала разберёмся в том, чем отличается однофазная сеть от трёхфазной.

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.

Способы получения 380 Вольт из 220

Рассмотрим основные способы преобразования 220 вольт в полноценный трёхфазный ток, напряжением 380 В:

• с помощью электронного преобразователя напряжения;
• путём применения трансформатора;
• использованием трёх фаз;
• используя трёхфазный двигатель в качестве генератора;
• пользуясь конденсаторной схемой.

Преобразователь напряжения

Самый простой и надёжный способ преобразовать 220 В в 380 – купить электронный преобразователь напряжения. (см. рис. 2). Этот прибор часто называют инвертором. Гаджет прост в управлении и генерирует качественный трёхфазный ток. Правда, мощность инверторов не слишком большая, но её, как правило, хватает для большинства трёхфазных бытовых приборов.

Рис. 2. Преобразователь напряжения

Преобразователь хорош ещё и тем, что у него есть встроенная функция защиты от перегрузок и КЗ. А это значит, что электромотор не перегреется и не выйдет из строя в результате КЗ.

Высокое качество тока достигается благодаря принципу работы устройства. Инвертор сначала выпрямляет переменный однофазный ток, а затем генерирует трёхфазное напряжение с заданной частотой и со стандартным сдвигом фаз. При этом количество фаз может быть и больше чем 3 (с соответствующим углом сдвига).

Используя трансформатор

С помощью повышающего трансформатора можно получить какое угодно напряжение, в том числе и 380 В. Однако, если вас интересует трёхфазное напряжение, то необходим специальный трёхфазный трансформатор.  преобразующий однофазный ток в трёхфазный. Такие трансформаторы есть в продаже.

Обмотки трансформатора соединены звездой или треугольником. Напряжение однофазной сети подаётся на две первичные обмотки напрямую, а на третью – через конденсатор. При этом ёмкость конденсатора подбирается из расчёта 7 мкФ на каждые 100 Вт мощности.

Обратите внимание на то, что номинальное напряжение конденсатора не должно быть ниже 400 В. Такое устройство нельзя включать без нагрузки.

Хоть мы и получим таким способом необходимые 380 В, всё равно будет наблюдаться снижение мощности электромотора (если вы планируете подключать его к трансформатору). Соответственно КПД двигателя тоже упадёт.

Использование 3-х фаз

Если вы проживаете в многоквартирном доме, то к нему уже подведено 3 фазы, которые с целью оптимального распределения нагрузок разведены по отдельным квартирам. На каждом этаже стоят распределительные щиты, откуда можно завести в квартиру недостающие две фазы. Но для этого потребуется разрешение.

При желании вы можете получить разрешение у энергоснабжающей компании или согласовать с Энергонадзором обустройство трёхфазного питания в вашей квартире. При этом потребуется установить трёхфазный счётчик электроэнергии.

Использование электродвигателя

Вы наверно знаете, что ротор обычного трёхфазного двигателя после запуска продолжает вращаться после отключения одной фазы. Оказывается, что между выводом отключенной обмотки и задействованными выводами имеется ЭДС.

Сдвиг фаз между обмотками статора зависит только от их расположения. В трёхфазном двигателе эти катушки расположены под углом 120º, а значит они обеспечивают такой же угол сдвига фаз. Это обстоятельство наталкивает на мысль, что асинхронный трёхфазный двигатель можно использовать для получения 380 вольт от обычной однофазной сети.

Простая схема подключения электромотора изображена на рисунке 3. Конденсатор на схеме нужен только для запуска двигателя. После запуска его можно отключить. Конденсатор берём типа МБГО, МБГП, МБГТ или К42-4, рабочее напряжение которого должно быть не менее 600 В. Можно применить конденсатор К42-19, с рабочим напряжением минимум 250 В.

Пример подключения фазосдвигающего конденсатора см. на рис. 3.

Рис. 3. Подключение пускового конденсатора

Параметры конденсатора подбираем в зависимости от мощности мотора. Заметим, что параметры фазосдвигающего конденсатора на качество генерируемого тока не влияют. Нагрузку подключаем к обмоткам статора, согласно схеме, показанной на рис. 4.

Рис. 4. Трёхфазный ток от электромотора
Скорость вращения ротора почти не зависит от напряжения однофазной сети, так что её можно считать постоянной. Это значит, что частота трёхфазного тока при номинальных нагрузках изменяться не будет.

Следует иметь в виду то, что мощность трёхфазного двигателя, работающего от однофазной сети, падает. Соответственно, номинальная мощность трёхфазной нагрузки будет, примерно, на треть ниже, от той, которая заявлена в паспорте электромотора.

Электродвигатель в качестве генератора

Ещё один способ, позволяющий из 220 В получить 380, это создание системы двигатель-генератор. В качестве двигателя можно взять любой электромотор, работающий от сети 220 В, а в качестве генератора – доработанный трёхфазный асинхронный двигатель (схему установки смотрите на рис. 5).

Сразу заметим, что эффективность такой установки под вопросом, но получить таким способом требуемое напряжение 380 В можно. В данной схеме требуется обеспечить такую частоту вращения ротора, чтобы генератор выдавал ток с частотой, равной 50 Гц. Для  этого необходимо вращать вал с угловой скоростью 1500 об/мин.

Рис. 5. Трёхфазный двигатель в качестве генератора

В домашних условиях в качестве привода можно использовать однофазный мотор от стиральной машины или другой бытовой техники. Важно только обеспечить требуемую угловую скорость вращения ротора.

Поскольку вращение вала электродвигателей работающих, например, в стиральной машине составляет около 12 – 20 тыс. об./мин., то необходимо использовать шкивы, диаметры которых соотносятся как 1 к 10.

То есть, чтобы обеспечить вращение ротора генератора со скоростью 1500 об/мин.

можно взять шкив, который уже смонтирован на электромоторе от пралки, а на вал трёхфазного двигателя надеть шкив, диаметром в 10 раз больше.

Выводы

Получить 380 вольт от сети 220 В возможно несколькими способами. Самым эффективным является способ применения электронного инвертора:

• стабильные параметры тока;
• безопасная эксплуатация;
• обеспечение заявленной выходной мощности;
• компактность установки.

Все выше перечисленные способы преобразования 220 Вольт в 380 работают, поэтому имеют право на существование. Но надо быть готовым к потере мощности и к трудностям по достижению других параметров тока, включая его частотные характеристики.

Источник: https://www.asutpp.ru/kak-iz-220-volt-sdelat-380-v.html

Что такое трехфазное напряжение 380 В и однофазное напряжение 220 В – блог СамЭлектрик.ру

Три фазы = линейное напряжение 380 Вольт, Одна фаза = фазное напряжение 220 Вольт

Статья адресована начинающим электрикам. Я тоже когда-то был начинающим, и всегда рад поделиться знаниями и поднять профессиональный уровень моих читателей.

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.

Очень коротко, для тех, кто не будет читать дальше: напряжение 380 В называется линейным и действует в трехфазной сети между любыми из трёх фаз. Напряжение 220 В называется фазным и действует между любой из трёх фаз и нейтралью (нулём).

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.

Чем три фазы отличаются от одной?

В обоих видах питания присутствует рабочий нулевой проводник (НОЛЬ). Про защитное заземление я подробно рассказал здесь, это обширная тема. По отношению к нулю на всех трёх фазах – напряжение 220 Вольт. А вот по отношению этих трёх фаз друг к другу – на них 380 Вольт.

Напряжения в трёхфазной системе

Так получается, потому что напряжения (при активной нагрузке , и ток) на трёх фазных проводах отличаются на треть цикла, т.е. на 120°.

Подробнее можно ознакомиться в учебнике электротехники – про напряжение и ток в трехфазной сети, а также увидеть векторные диаграммы.

Получается, что если у нас есть трехфазное напряжение, то у нас есть три фазных напряжения по 220 В. И однофазных потребителей (а таких – почти 100% в наших жилищах) можно подключать к любой фазе и нулю. Только делать это надо так, чтобы потребление по каждой фазе было примерно одинаковым, иначе возможен перекос фаз.

Подробнее о перекосе фаз, и от чего он бывает – здесь.

А защититься от перекоса фаз лучше всего с помощью реле напряжения, например Барьер или ФиФ ЕвроАвтоматика.

Кроме того, чрезмерно нагруженной фазе будет тяжело и обидно, что другие “отдыхают”)

Обе системы питания имеют свои плюсы и минусы, которые меняются местами или становятся несущественными при переходе мощности через порог 10 кВт. Попробую перечислить.

Однофазная сеть 220 В, плюсы

• Простота
• Дешевизна
• Ниже опасное напряжение

Однофазная сеть 220 В, минусы

• Ограниченная мощность потребителя

Трехфазная сеть 380 В, плюсы

• Мощность ограничена только сечением проводов
• Экономия при трехфазном потреблении
• Питание промышленного оборудования
• Возможность переключения однофазной нагрузки на “хорошую” фазу при ухудшении качества или пропадании питания

Трехфазная сеть 380 В, минусы

• Дороже оборудование
• Более опасное напряжение
• Ограничивается максимальная мощность однофазных нагрузок

Когда 380, а когда 220?

Так почему же в квартирах у нас напряжение 220 В, а не 380? Дело в том, что к потребителям мощностью менее 10 кВт, как правило, подключают одну фазу. А это значит, что в дом вводится одна фаза и нейтральный (нулевой) проводник. В 99% квартир и домов именно так и происходит.

Однофазный электрощиток в доме. Правый автомат – вводной, далее – по комнатам. Кто найдёт ошибки на фото? Хотя, этот щиток – одна сплошная ошибка…

Однако, если планируется потреблять мощность более 10 кВт, то лучше – трехфазный ввод. А если имеется оборудование с трехфазным питанием (содержащее трехфазные двигатели), то я категорически рекомендую заводить в дом трехфазный ввод с линейным напряжением 380 В. Это позволит сэкономить на сечении проводов, на безопасности, и на электроэнергии.

Трехфазный ввод. Вводной автомат на 100 А, далее – на счетчик трехфазный прямого включения Меркурий 230.

Не смотря на то, что есть способы включения трехфазной нагрузки в однофазную сеть, такие переделки резко снижают КПД двигателей, и иногда при прочих равных условиях можно за 220 В заплатить в 2 раза больше, чем за 380.

Однофазное напряжение применяется в частном секторе, где потребляемая мощность, как правило,  не превышает 10 кВт. При этом на вводе применяют кабель с проводами сечением 4-6 мм². Потребляемый ток ограничивается вводным автоматическим выключателем, номинальный ток защиты которого – не более 40 А.

Про выбор защитного автомата я уже писал здесь. А про выбор сечения провода – здесь. Там же – жаркие обсуждения вопросов.

А если Вам вообще интересно то, о чем я пишу, подписывайтесь на получение новых статей и вступайте в группу в ВК!

Но если мощность потребителя – 15 кВт и выше, то тут обязательно нужно использовать трехфазное питание. Даже, если в данном здании нет трехфазных потребителей, например, электродвигателей. В таком случае мощность разделяется по фазам, и на электрооборудование (вводной кабель, коммутация) ложится не такая нагрузка, как если бы ту же мощность брали от одной фазы.

Пример трехфазного электрощитка. Потребители и трехфазные, и однофазные.

Например, 15 кВт – это для одной фазы около 70А, нужен медный провод сечением не менее 10 мм². Стоить кабель с такими жилами будет существенно. А автоматов на одну фазу (однополюсных) на ток больше 63 А на ДИН-рейку я не встречал.

Поэтому в офисах, магазинах, и тем более на предприятиях применяют только трёхфазное питание. И, соответственно, трёхфазные счетчики, которые бывают прямого включения и трансформаторного включения (с трансформаторами тока).

А что там свежего в группе вк самэлектрик.ру?

И на вводе (перед счетчиком) стоят примерно такие “ящички”:

Трехфазный ввод. Вводной автомат перед счетчиком.

Существенный минус трехфазного ввода (отмечал его выше) – ограничение по мощности однофазных нагрузок. Например, выделенная мощность трехфазного напряжения – 15 кВт. Это значит, что по каждой фазе – максимум 5 кВт. А это значит, что максимальный ток по каждой фазе – не более 22 А (практически – 25). И надо крутиться, распределяя нагрузку.

Надеюсь, теперь понятно, что такое трехфазное напряжение 380 В и однофазное напряжение 220 В?

Схемы Звезда и Треугольник в трехфазной сети

Существуют различные вариации включения нагрузки с рабочим напряжением 220 и 380 Вольт в трехфазную сеть. Эти схемы называются “Звезда” и “Треугольник”.

Когда нагрузка рассчитана на напряжение 220В, то она включается в трехфазную сеть по схеме “Звезда”, то есть к фазному напряжению. При этом все группы нагрузки распределяются так, чтобы мощности по фазам были примерно одинаковы. Нули всех групп соединены вместе и подключены к нейтральному проводу трехфазного ввода.

В “Звезду” подключены все наши квартиры и дома с однофазным вводом, другой пример – подключение ТЭНов в мощных калориферах и конвектоматах.

Когда нагрузка на напряжение 380В, то она включается по схеме “Треугольник”, то есть к линейному напряжению. Такое распределение по фазам наиболее типично для электродвигателей и другой нагрузки, где все три части нагрузки принадлежат к единому устройству.

Система распределения электроэнергии

Исходно напряжение всегда является трехфазным.

Под “исходно” я подразумеваю генератор на электростанции (тепловой, газовой, атомной), с которого напряжение в много тысяч вольт поступает на понижающие трансформаторы, которые образуют несколько ступеней напряжения. Последний трансформатор понижает напряжение до уровня 0,4 кВ и подаёт его конечным потребителям – нам с вами, в квартирные дома и в частный жилой сектор.

На крупных предприятиях с потреблением мощности более 100 кВт обычно существуют собственные подстанции 10/0,4 кВ.

Наглядно:

Трехфазное питание – ступени от генератора до потребителя

На рисунке упрощенно показано, как с генератора G напряжение (везде речь идёт про трехфазное) 110 кВ (может быть 220 кВ, 330 кВ или другое) поступает на первую трансформаторную подстанцию ТП1, которая понижает напряжение в первый раз до 10 кВ. Одна такая ТП устанавливается для питания города или района и может иметь мощность порядка от единиц до сотен мегаватт (МВт).

Далее напряжение поступает на трансформатор ТП2 второй ступени, на выходе которого действует напряжение конечного потребителя 0,4 кВ (380В). Мощность трансформаторов ТП2 – от сотен до тысяч кВт. С ТП2 напряжение поступает к нам – на несколько многоквартирных домов, на частный сектор, и т.п.

Такие ступени преобразования уровня напряжения необходимы для того, чтобы уменьшить потери при транспортировке электроэнергии. Подробнее о потерях в кабельных линиях – в другой моей статье.

Схема упрощённая, ступеней может быть несколько, напряжения и мощности могут быть другие, но суть от этого не меняется. Только конечное напряжение потребителей одно – 380 В.

 Фото

Источник: https://SamElectric.ru/powersupply/chem-trehfaznoe-napryazhenie-otlichaetsya-ot-odnofaznogo.html

Способы преобразования 220 Вольт в 380

Трехфазный асинхронный электродвигатель сегодня является самым распространенным.

Но когда электрооборудование с таким движком применяется в быту, где, как правило, используется фазное напряжение 220 В, подключать его не к чему.

Пока не будут созданы тем или иным способом дополнительные фазные напряжения, не получится эффективно использовать трехфазный двигатель. О том, как получить три фазы из промышленной электросети 220 В, и будет рассказано далее.

Первый способ – электромеханическое преобразование

Для того чтобы получить результат своими руками и наиболее простым путем, надо построить электромеханический преобразователь напряжения. Для этого потребуется минимум усилий, поскольку надо лишь найти его готовые компоненты. Чтобы получить максимальную эффективность преобразования, они следующие:

• трехфазный синхронный генератор подходящей мощности;
• коллекторный электродвигатель, аналогичный по мощности синхронному генератору;
• мощный ЛАТР.

Валы двигателя и генератора жестко соединяются. Двигатель присоединяется к электрической сети через ЛАТР. С генератора снимаются три фазы по любой схеме (звезда или треугольник). Число оборотов двигателя под нагрузкой будет уменьшаться, поэтому ЛАТР позволит это исправить.

Такая регулировка получается ручной и неудобной. Особенно если нагрузка будет быстро изменяться. Но альтернативой для нее может быть только та или иная автоматика. Простейшее решение – центробежный регулятор оборотов. Его контакты можно вывести на корпус через кольца и щетки.

А чтобы уменьшить износ контактов, коллекторный двигатель необходимо присоединить к сети через симистор, управляемый центробежным регулятором.

Настроив его на число оборотов, соответствующее частоте 50 Гц электрогенератора, можно спокойно работать, не опасаясь изменения нагрузки и напряжения электросети.

Для менее мощных потребителей порядка 1…2 кВт достаточно возбуждения от магнитного ротора, для более мощных потребуется возбуждение от постоянного тока. Для управления возбуждением целесообразно использовать диммер с выпрямителем. 

Менее эффективное преобразование – дополнительный трехфазный асинхронный двигатель

Известно, что трехфазный асинхронный движок можно присоединить к обычной сети 220 В. Для этого нужны конденсаторы определенной емкости, в зависимости от мощности двигателя и выбранной схемы, которые показаны далее.

Схемы присоединения трехфазного асинхронного двигателя к сети 220 В Рекомендуемые номиналы конденсаторов

Конденсаторы могут обеспечить вращающееся магнитное поле в пределах менее 360 градусов. Но зато хоть и при потерянной мощности, вал движка вращается.

Ротор намагничивается, и асинхронный двигатель становится неполноценным трехфазным генератором, но зато самым простейшим. К его обмоткам можно присоединить другой трехфазный асинхронный движок, менее мощный.

Вал этого двигателя будет вращаться медленнее, чем при работе от трехфазной сети. Но, тем не менее, в большинстве случаев этого хватает.

Второй способ – фазовый сдвиг

Этот вариант получения трехфазного напряжения основан на свойствах индуктивности (ток отстает от напряжения сети на условные 90 градусов угла между векторами) и емкости (напряжение опережает ток в электрической цепи на условные 90 градусов угла между векторами).

Комбинируя совместно с нагрузкой индуктивные и емкостные элементы, при их определенном сочетании получается фазовый сдвиг в 120 градусов по напряжению в специальной схеме, показанной далее. Каждому значению мощности потребуются соответствующие по величине элементы.

Они приведены в таблице № 1.

Схема Таблица № 1 для получения трехфазного напряжения на активной нагрузке

Для асинхронного движка, в котором эквивалент обмоток статора – это параллельно соединенные сопротивления и емкости, схема и величины элементов будут иными. Они приведены далее в таблице № 2 вместе со схемой.

Схема Таблица № 2 для получения трехфазного напряжения на обмотках асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором Для схемы нужны металлобумажные конденсаторы с номинальным напряжением от 250 В. Для индуктивностей рекомендуется использовать сердечник от трансформатора мощностью 200 ВА.

Число витков подбирается по измеряемой силе тока в электрической цепи из дросселя и резистора с известным сопротивлением, соединенных последовательно. Эта цепь вместе с мультиметром присоединяется к генератору 100…300 Гц.

Дополнительно величина индуктивности корректируется воздушным зазором в сердечнике. Его наличие обязательно.

Предварительно соответственно параметрам генератора по закону Ома для участка цепи рассчитывается сила тока.

Увеличение индуктивности приведет к уменьшению тока, и наоборот. Совпадение измеряемого значения с расчетным свидетельствует о получении индуктивности необходимой величины.

Такой способ целесообразен только для статичной нагрузки на вале асинхронного двигателя. При отклонениях ее фазовые характеристики напряжения в обмотках изменятся вместе с крутящим моментом.

То есть эффективность двигателя ухудшится.  

Использование специального инвертора

Современные полупроводниковые приборы позволяют создавать высокочастотные инверторы. Уже существует множество моделей сварочных аппаратов и миниэлектростанций с мощностью в единицы киловатт и больше.

Для подобных электронных схем, имеющих встроенный выпрямитель, не имеет значения, какие выходные сигналы формировать. Причем с наиболее высоким качеством.

Поэтому самый простой вариант, правда, с ценой примерно $130/кВт, – это приобретение специального инверторного преобразователя.

Одна из моделей преобразователя однофазного напряжения 220 В в трехфазное напряжение 380 В

На рынке много разнообразных моделей преобразователей однофазного напряжения в трехфазное. Их цена при одинаковой мощности зависит от:

• качества синусоиды выходного напряжения;
• наличия различных защит (например, от пропадания нагрузки в одной из фаз, перегрузки по входному напряжению, выходному току, от превышения температуры);
• возможности плавного разгона асинхронного движка;
• управления скоростью и направлением вращения вала электродвигателя;
• возможности дистанционного управления;
• датчика, фильтров, вспомогательных блоков и принадлежностей.

Какой из перечисленных способов оптимален для читателя, определяет их сравнение в конкретных условиях. Изложенной информации для этого вполне достаточно.

Источник: https://domelectrik.ru/baza/teoriya/s-220-na-380

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

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

Если бы нужно было сделать преобразование трёхфазного 220 Вольт в 380В, или же однофазного 220 в такое же, но с величиной напряжения 380 В, то это выполняется очень просто за счёт обычного повышающего трансформатора. В данной проблеме необходимо не просто увеличение величины напряжения, а получение полноценной трёхфазной сети из однофазной.

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.

https://www.youtube.com/watch?v=spZpkiTXT_s

Вторая табличка показывает, что машина рассчитана исключительно на соединение обмоток звездой и напряжение соответственно 380 Вольт:

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

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. Емкость конденсатора высчитывается из соотношения 7 мкФ на каждые 100 Вт мощности.

Номинальное напряжение конденсатора должно быть не меньше 400 Вольт. Без нагрузки такое устройство подключать нельзя. При этом всё равно будет снижение как мощности двигателя, так и его КПД.

Если преобразователь выполнять с помощью электродвигателя, а не трансформатора, то на выходе будет трёхфазное напряжение, но величина его будет такая же, как и в сети, а именно 220 В.

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

Ну или же создав систему генератор-двигатель, где роль генератора, как и на электростанции будет выполнять синхронный генератор, а роль приводного механизма может выполнять однофазный двигатель (например, с пылесоса), но в домашних условиях это абсолютно не оправданно и нецелесообразно. Надеемся, теперь вы знаете, как получить 380 Вольт из 220 в квартире и частном доме!

Будет полезно прочитать:

Источник: https://samelectrik.ru/kak-iz-220-volt-sdelat-380.html