Как из 220 вольт сделать 380?

Содержание

Как из 220 Вольт сделать 380?

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.

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.

Методы получения 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. При этом фаз со сдвигом на определённый градус может быть сколько угодно, но оптимально для работы общепринятого стандартного электрооборудования оно равно трём и соответственно их сдвиг 120 градусов. Сделать такое сложное устройство в домашних условиях очень проблематично, поэтому рекомендуется просто его купить, к тому же рынок данной продукции очень развит.

Вот принципиальная схема инвертора:

А так он выглядит в заводском корпусе:

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. 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!

Как из 220 Вольт сделать 380 В?

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.

Читайте также:  Дифавтомат какой фирмы выбрать

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.

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.

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.

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.

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.

Читайте также:  Сломался фен для сушки волос – советы по ремонту

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.

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.

Частотные преобразователи 220 в 380 вольт

    0 commentsПринцип работы Декабрь 29, 2016

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.

Читайте также:  Как померить напряжение

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 мм 2 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.

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.

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.

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.

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.

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.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Загрузка ...