В системах электропитания российских жилых домов повсеместно используется однофазный переменный ток напряжением 220 В, в то время как использование некоторых видов электрооборудования предусматривает потребность в источнике питания напряжением 380 В. К такому оборудованию относится большинство дерево- и металлообрабатывающих станков, используемых в хозяйстве для обработки небольших деталей.

Получение источника электропитания напряжением 380 В с помощью преобразователя

Для подключения к бытовой сети электропитания потребителей, рассчитанных на работу от трехфазной сети 380 В, используют специальные преобразователи, также известные как инверторы. Кроме основной функции, преобразователь позволяет в широком диапазоне регулировать частоту двигателя, что позволяет значительно снизить энергопотребление по сравнению с оборудованием, работающим с постоянной частотой. Принцип действия инвертора основан на двойном преобразовании частоты тока и формировании на выходе трехфазной линейной системы напряжений 220 В.

Конструкция преобразователя должна предусматривать наличие системы защиты, исключающей вероятность возникновения перегрузки по короткому замыканию и силе тока, а также предохранение от перегрева. Современные модели преобразователей обеспечивают плавный пуск двигателя, при котором рост стартового напряжения происходит при постоянной величине его отношения к фазному току.

Масса и габаритные размеры инверторов легко позволяют осуществлять их перенос. Главным недостатком применения преобразователя является достаточно высокая стоимость прибора, поэтому его покупка при нечастом использовании трехфазного оборудования может быть нецелесообразной.

Альтернативные способы подключения

Еще одним способом получения источника напряжения 380 В является использование 3 фаз от источников электропитания напряжением 220 В. В условиях городского многоквартирного дома, данный метод требует предварительного согласования с организацией, осуществляющей энергонадзор.

Если существует возможность подключения оборудования к трехфазному распределительному щитку, преобразование напряжения может не потребоваться. В многоквартирных домах распределительный щиток приходится на каждый

Преобразователь 220В >>> 380В
В настоящее время многих любителей конструирования, владельцев личных подсобных хозяйств интересуют вопросы применения трёхфазных асинхронных двигателей в однофазной сети. Асинхронные двигатели конструктивно очень просты и неприхотливы в эксплуатации, что и обеспечивает их наибольшее распространение среди потребителей. Вместе с тем, эксплуатация трёхфазных двигателей в однофазной сети связана с рядом трудностей. Как известно из курса электротехники, трёхфазный переменный электрический ток порождает вращающееся магнитное поле, которое создаёт вращающий момент на валу электродвигателя. Однофазный ток создаёт пульсирующее поле, не способное привести ротор двигателя во вращение — такой ток необходимо преобразовать в многофазный и только потом подавать на электродвигатель. На сегодня известно большое количество способов преобразования однофазного тока в многофазный, но все они, как правило, имеют ряд недостатков:

Трудно получить «чистый» трёхфазный ток (добиться разности фаз 120° между фазами). В большинстве случаев получают двухфазный ток с разностью фаз Δφ=90°. Эксплуатация на таком токе ведет к значительной потере мощности электродвигателя. Теоретически, такие потери составляют 30-40%, в реальности — значительно больше (50-60%). Например, от трёхфазного электродвигателя мощностью 2 кВт в однофазной сети может остаться 800 Вт;

Преобразователи однофазного тока не обладают универсальностью. Они создаются под конкретный электродвигатель, имеют ограничения по мощности и т. д. Вместе с тем, существуют определённые типы трёхфазных электродвигателей, которые не запускаются в однофазной сети всеми известными методами.

Наличие реактивных элементов (как правило, конденсаторов) для пуска и работы электродвигателя создает целый ряд эксплуатационных неудобств, делает конструкцию громоздкой и не всегда безопасной в быту и т.д.

Предлагаемый универсальный преобразователь однофазного тока в трёхфазный, построенный на базе обычного трёхфазного электромотора, полностью лишён этих недостатков:

Способен вырабатывать «полноценный» трёхфазный ток, в т.ч. напряжением 380 В;

Нет потерь в мощности двигателя;

Пригоден для любого типа электродвигателей и любой мощности (мощность ограничена возможностями электросети в пределах 7 кВт);

Конструктивно очень прост. Человек, владеющий навыками электротехники в объёме средней школы, сделает его в течение 1-2 часов. Для его построения требуется трёхфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором мощностью 3-4 кВт, один конденсатор ёмкостью 40-60 мкФ и набор монтажного провода. Трёхфазный двигатель никакой переделки не требует.

Собственное потребление энергии минимально. Преобразователь автора этой статьи мощностью 4 кВт потребляет на холостом ходу примерно 200 Вт.

Рассмотрим основные принципы, положенные в основу работы преобразователя. Для этого вспомним устройство и работу синхронного генератора трёхфазного тока. Он состоит из ротора и статора. Три статорных обмотки сдвинуты в пространстве на угол 120°. С помощью внешнего источника энергии ротор генератора приводится во вращение, и его изменяющийся магнитный поток наводит в обмотках статора ЭДС индукции. Если обмотки статора соединить с потребителем, в цепи появится трёхфазный электрический ток. Для получения однофазного тока используют выводы от одной статорной обмотки трёхфазного генератора. Такой ток, чаще всего, используют для бытовых нужд и личного потребления.

Попробуем теперь, имея одну фазу, восстановить оставшиеся две. Возьмём обычный трехфазный асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором. У него также имеются ротор и три статорные обмотки, сдвинутые в пространстве на угол 120°. Подадим на одну из обмоток однофазный ток. По указанным выше причинам, ротор такого двигателя не сможет сам начать вращение. Но, если посторонней силой, сообщить ему первоначальный вращающийся момент, то он будет вращаться дальше за счёт переменного однофазного напряжения в одной обмотке. (Строгое научное объяснение этого факта я опускаю, т.к. оно широко известно из курса электротехники). Вращающийся ротор своим магнитным потоком навёдет ЭДС индукции в двух других статорных обмотках, т.е. восстановит недостающие две фазы. Таким образом, мы получим что-то вроде вращающегося трёхфазного трансформатора. Одна из обмоток двигателя, на которую подаётся переменный однофазный ток из сети, становится возбуждающей обмоткой, формирующей магнитное поле вращающегося ротора, а он, в свою очередь, возбуждает переменное напряжение в оставшихся обмотках.

Полученное напряжение будет трёхфазным, т.к. это обусловлено самой конструкцией электродвигателя. Напряжение на двух оставшихся обмотках будет несколько меньше напряжения на возбуждающей обмотке (за счёт потерь при преобразовании). Эта разница составляет, примерно 10-15 В и определяется конструктивными особенностями электродвигателя.

Рис.1 Блок-схема универсального преобразователя .

Как заставить ротор преобразователя вращаться от однофазного напряжения? Таких способов существует несколько. Я рекомендую использовать широко распространённую схему с пусковым конденсатором.

Рис.2 Схема универсального преобразователя.

Задача только вывести нулевой провод со звезды.

Рис.3 Схема универсального преобразователя.

Ёмкость конденсатора Сп может быть небольшой, т.к. ротор асинхронного преобразователя приводится во вращение без механической нагрузки на валу. Для преобразователя, построенного на базе асинхронного электродвигателя мощностью 4 кВт (авторский вариант) достаточно конденсатора Сп=60 мкФ. Эксперименты, проведённые с таким преобразователем, дали хорошие результаты, но, вместе с тем, были выявлены некоторые недостатки:

Напряжение 380 В является очень опасным для жизни человека. Чтобы снизить вероятность ЧП, в быту, желательно, использовать линейное напряжение 220 В;

Собственное потребление электроэнергии преобразователем было значительным. Это снижало КПД устройства, особенно в режиме «холостого хода».

Дальнейшая модернизация конструкции позволила избавиться от этих недостатков. Так, в качестве преобразователя применяли асинхронный 4-киловаттный электродвигатель с 6-полюсной статорной обмоткой (т.н. "тысячник «). Его обмотки включены „звездой“ и рассчитаны на линейное напряжение 380 В. Я же подключал их к 220 В (т.е. между „фазой“ и „нулём“ двигателя было 127 В). Такое подключение показано на рис.3.

Рис.3 Схема преобразователя на „трёхфазное“ линейное напряжение 220 В.

Обычно, пусковой конденсатор Сп отключается после того, как преобразователь начнёт работать, но можно и не отключать, т.к. его влияние на работу устройства, в целом, минимально. Легко заметить, что в данном случае получилась „несимметричная звезда“ Преобразователь вырабатывает: „фаза“ + „фаза“ + „ноль“. Я такой ток называю „квазитрёхфазный“ т.е. „похожий на трёхфазный ток“ (см. рис.4).

Рис.4 Векторные диаграммы напряжений вырабатываемые преобразователем.

И, действительно, достоинств у него оказалось не меньше, чем у обычного трёхфазного тока. Он также порождает вращающееся магнитное поле. А, т.к. „рождён“ он трёхфазным асинхронным двигателем, то идеально подходит в качестве рабочего тока для трёхфазных асинхронных двигателей. Кроме всего прочего, удалось снизить линейное напряжение до 220 В, а также собственное энергопотребление довести до 200 Вт. Все потребители, подключаемые к такому преобразователю, можно включать как „звездой“, так и „треугольником“ рис.5.

Рис.5 Подключение потребителей к преобразователю.

Хочу добавить, что мой преобразователь используется в личном хозяйстве около 12 лет. От него работают трёхфазные потребители:

– электропилорама, мощностью 2,8 кВт;

– крупорушка, мощностью 1 кВт;

– электроточило, мощностью 400 Вт.

Такой же преобразователь я помог сделать своему коллеге по работе. У него безупречно функционируют трёхфазные:

– электрический бур, мощностью 1 кВт;

– малогабаритная бетономешалка, мощностью 500 Вт;

– крупорушка, мощностью 1,2 кВт;

– электрофуганок, мощностью 0,6 кВт.

Разумеется, трёхфазные электродвигатели от однофазной сети будут потреблять при работе через преобразователь ровно столько энергии, сколько написано в их паспорте (закон сохранения энергии не обманешь!).

В заключение хочу дать несколько практических советов для тех, кто захочет повторить конструкцию преобразователя (и навсегда забыть обо всех проблемах, связанных с эксплуатацией трёхфазных электродвигателей в однофазных сетях):

Мощность электродвигателя, используемого в качестве преобразователя, должна быть больше мощности подключаемого к нему электропривода. Например, если в преобразователе используется электродвигатель мощностью 4 кВт, то мощность подключаемых электродвигателей должна быть меньше или равной 3 кВт;

Практика показала, что преобразователь мощностью 4 кВт может решить все „проблемы“ личного хозяйства. К тому же нагрузка на сеть в пределах 2-3 кВт является вполне приемлемой;

Ток, потребляемый преобразователем в рабочем режиме не должен превышать значений паспортного тока для данного типа электродвигателей (в противном случае преобразователь может сгореть);

В качестве электродвигателей-преобразователей лучше использовать „тихоходные“ электромоторы (синхронная частота вращения 1000 об/мин и меньше). Они очень легко запускаются, и кратность пускового тока к рабочему у них, как правило, меньше, чем у высокооборотных, а стало быть „мягче“ нагрузка на сеть.

Порядок работы с преобразователем должен быть такой: первым запускается преобразователь, затем потребители трёхфазного тока. Выключение осуществляется в обратной последовательности.

В качестве пускового конденсатора Сп можно применять конденсаторы типа МБГО, МБГП, МБГТ, К-42-4 и др. на рабочее напряжение не менее 600 В. Применять электролитические конденсаторы не желательно. Ёмкость пускового конденсатора Сп определяется мощностью преобразователя. Для 4-киловаттных преобразователей она примерно равна 60-80 мкФ Её подбирают экспериментально, начиная с верхней границы:

Сп=2800·Iф/Uс,

Где Iф–номинальный фазный ток преобразователя, А,

Uс–напряжение однофазной сети, В.

Схемы соединения обмоток статора трехфазного асинхронного двигателя: а - в звезду, б - в треугольник, в - в звезду и треугольник на клеммном щитке электродвигателя

С1, С2, С3 – начала обмоток, С4, С5, С6 – конец обмоток. Но сейчас все чаще применяется новая маркировка выводов. U1, V1, W1 - начала обмоток, U2, V2, W2 – конец обмоток.
По ГОСТу обмотки асинхронного двигателя имеют следующие обозначения: I фаза - С1 (начало), С4 (конец), II фаза - С2 (начало), С5 (конец), III фаза - С3 (начало), С6 (конец).

Но зачем дополнительный двигатель, если можно заставить вращаться наш трехфазный от одной? Для этого нужно выполнить всего два простых условия – подать на одну из обмоток однофазное напряжение и «толкнуть» ротор, поскольку от одной фазы он не запустится. Как толкнуть? Как угодно, хоть руками за вал – без нагрузки это сделать несложно. Но, конечно, руки мы побережем, а будем толкать с помощью самой распространенной схемы – пускового конденсатора.

Емкость этого конденсатора не обязательно должна быть большой – без нагрузки, как я уже сказал, генератор несложно запустить даже руками. Как только начнется вращение, наш двигателе-генератор будит весело крутиться от одной фазы, вырабатывая своими «лишними» обмотками недостающие две. Единственный недостаток такой схемы – приличный перекос фаз, который можно устранить включением автотрансформатора (см. схему).

В качестве автотрансформатора автор использовал статор сгоревшего электродвигателя на 17 кВт (один магнитопровод, обмотку надо снять), на котором намотал 400 витков провода сечением 6 мм 2 с отводом через каждые 40 витков. Отводы используются для точной подгонки напряжения фазы. В качестве генератора использовался двигатель мощностью 4 кВт, мощность нагрузки при этом может достигать 3 кВт. Конденсатор емкостью 39 мкФ, применять можно МБГО, МБГП, МБГТ, К42-4 на напряжение не ниже 600В или МБГЧ на напряжение 250В. Включать генератор нужно без нагрузки, отключать, понятно, тоже.

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 . 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 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 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 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 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 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.

Очень часто в бытовых условиях возникает необходимость в использовании оборудования, где приводом является . В связи с этим возникает проблема, как из 220 сделать 380 вольт. Чаще всего на практике применяются инверторы - специальные приборы для преобразования напряжения. Преобразователи регулируют потребление напряжения до оптимального уровня и могут изменять частоту привода.

Использование преобразователей напряжения

В современных жилых домах распределение электроэнергии по квартирам осуществляется с помощью однофазных сетей переменного тока, с напряжением 220 вольт. Однако иногда возникает необходимость в получении напряжения 380 вольт для питания бытовых металло- и деревообрабатывающих станков, позволяющих обрабатывать небольшие детали.

Для этих целей требуется преобразователь напряжения 220 в 380в, получивший широкую известность как инвертор. Помимо выполнения основных функций, преобразователь осуществляет регулировку частоты двигателей. Данная мера способствует значительному снижению потребления электроэнергии по сравнению с тем оборудованием, частота которого остается неизменной. В основе принципа работы инверторных устройств лежит метод двойного преобразования частоты. В результате, на выходе формируется трехфазная линейная система напряжений 220 вольт.

Устройство преобразователя включает в себя защитную систему, предупреждающую вероятность появления перегрузок по силе тока и короткому замыканию. Кроме того, обеспечивается предохранение инвертора от перегрева. Применение современных моделей этих устройств способствует плавному пуску двигателей, когда стартовое напряжение возрастает в его соотношении с фазным током. Данное соотношение представляет собой постоянную величину.

Благодаря небольшой массе и незначительным габаритным размерам, инверторы легко переносятся с места на место, что имеет большое значение при использовании их в домашних условиях. Однако, несмотря на все достоинства, преобразователи имеют один существенный недостаток - слишком высокую стоимость. Поэтому, если трехфазное оборудование используется редко, покупка инвертора будет экономически нецелесообразна.

Метод использования трех фаз

Существуют и другие способы преобразования тока без использования дорогостоящего инвертора. Одним из них является метод использования трех фаз от разных источников питания, напряжением 220 вольт. Он известен уже давно и позволяет успешно получать 380 вольт. Однако в городских применение этого метода требует предварительных согласований с организацией энергонадзора.

При наличии трехфазного распределительного щитка, можно не задумываться о том, как преобразовать напряжение. Такой щиток имеется в каждом подъезде многоквартирного дома, что позволяет напрямую подключить любое трехфазное оборудование. Единственным техническим условием подобного подключения будет наличие трехфазного удлинителя.

Применение трехфазного трансформатора

Для успешного преобразования напряжения данным способом понадобится трехфазный трансформатор с наиболее подходящей мощностью, рассчитанный на напряжение 220/380 вольт. С его помощью можно из 220 сделать 380 вольт.

Прежде всего необходимо выполнить соединение сетевых обмоток . Затем напряжение сети подается к двум выводам напрямую, а на третий вывод - через конденсатор, рассчитанный на работу с переменным током и напряжением не менее 400 вольт. Ориентировочная емкость конденсатора выбирается в соотношении 7мкф на 100 ватт мощности двигателя. В дальнейшем этот показатель может быть скорректирован таким образом, чтобы нагрузка на выходе на всех трех фазах была одинаковой.

Запрещается включать трансформатор без нагрузки. Для включения можно использовать кнопочный пост и магнитный пускатель.

Этим вопросом задавались те, кому по каким-то причинам попал в руки трехфазный двигатель. Вещь вроде бы нужная, недешевая, но как подключить трехфазный двигатель в однофазную сеть — не понятно.

Это сделать совсем нетрудно, достаточно иметь «прямые» руки и несколько дополнительных деталей. Сразу нужно понимать, что ту мощность, которую может развить этот двигатель в сети 380 в, вы не сможете получить в полной мере. Итак, существует две схемы подключения.

Первая, и чаще всего используемая - это подключение в «треугольник».

Подключение в «треугольник»

Здесь все три обмотки соединены последовательно, друг за другом. Таким образом, имеется три конца с выводами от каждой обмотки. Ввиду того что каждая обмотка рассчитана на 220 вольт, подключив их параллельно сети, можно получить максимально возможную мощность. Так как в сети розетки только два вывода, имитацию третьей фазы выполняет провод, подключенный к конденсатору. Второй конец фазосдвигающего конденсатора, присоединяют к фазе или нулю розетки. К какому проводнику из них будет подключен этот конец, зависит направление вращения двигателя.

Второй способ подключения - в «звезду».

Подключение в «звезду»

Он менее эффективен первого и используется только в том случае, когда нет возможности собрать обмотки по-другому. Дело в том, что концы обмоток двигателя выходят в так называемое брно, то есть коробочку вверху корпуса, в которой находится клемма для подключения проводов. Чаще всего, на клемме только три конца, то есть соединение звезда. Переделать это нет возможности из-за того, что распайка сделана внутри корпуса, куда нет доступа. Когда же на клемме шесть концов, меняя расположение перемычек, можно менять схему.

Вернемся к соединению звездой. Как уже говорилось, каждая обмотка рассчитана на 220 вольт, а так, как напряжение сети проходит последовательно по двум обмоткам, на каждую приходиться ровно половина - 110 вольт. Отсюда и потеря мощности в три раза. В соединении треугольником, мощность падает всего на 30%. Но это не значит, что двигатель собранный звездой бесполезен. Его с успехом можно использовать в гаражных нуждах. Например, можно сделать неплохой наждачный станок, что-нибудь подточить, например, нож, мощности будет вполне достаточно.

Что касается рабочего конденсатора, то есть того, что будет постоянно подключен в цепи двигателя, то его емкость считается так: 0,1 кВт двигателя = 7 мкФ. Например, имеем мотор на 2 кВт, 7*20 = 140 мкФ. Это будет рабочая емкость. Иногда нужно кроме рабочего конденсатора иметь емкость для запуска. Это необходимо, когда двигатель используется в оборудовании с тяжелым пуском. Например, вентиляция с массивной улиткой. Двигатель не сможет набрать обороты лишь на рабочих конденсаторах, а использование завышенной рабочей емкости приведет к излишнему нагреву двигателя. Поэтому использование конденсаторов для запуска просто необходимо.






Как они работают? В момент пуска, с помощью кнопки, в параллель с рабочими конденсаторами, включается емкость для запуска. Как только двигатель вышел на полные обороты, кнопка отпускается и в использовании остаются только рабочие емкости.

Емкость для запуска должна быть в три раза больше рабочей. Но это не означает, что имея конденсатор на 140 мкФ, нужен 420. Здесь имеется в виду, что на момент пуска, общая емкость (и рабочая и пусковая в параллель), должна быть 420 мкФ, а сам пусковой конденсатор отдельно, должен иметь емкость 280 мкФ.

Найти один конденсатор такой емкости вряд ли получиться, поэтому чаще всего берут меньшие, и набирают в параллель. Тогда емкость каждого суммируется, и в итоге получаем общую.



Помимо емкости, нужно обратить внимание на рабочее напряжение конденсаторов. Оно должно быть не ниже 400 вольт. Не берите на 250, хоть так дешевле и напряжение больше сетевого, они быстро выйдут из строя. В общем, чем больше рабочее напряжение прибора, тем лучше.

Напоследок, небольшое напоминание об опасности электричества. Делая любые изменения в схеме, отключайте напряжение. Конденсатор способен накапливать заряд, поэтому даже отключив питание, на нем присутствует напряжение. Для безопасности, разряжайте его, например, лампой накаливания.