Три фазы — из одной
Этот преобразователь разработан автором для питания маломощного трёхфазного электродвигателя в приводе диска рекордера механической звукозаписи. Он обеспечивает три фиксированные частоты вращения диска — 33 1/3, 45 и 78 об/мин. С небольшими переделками преобразователь можно использовать для питания трёхфазных и двухфазных асинхронных электродвигателей мощностью до 1000 Вт как с постоянной, так и с регулируемой частотой вращения.
Регулирование частоты вращения асинхронных электродвигателей возможно только изменением частоты питающего напряжения. Но при снижении частоты необходимо пропорционально уменьшать питающее напряжение во избежание перегрева обмоток и, наоборот, с ростом частоты повышать напряжение для поддержания мощности на валу.
В устройстве [1] применён регулируемый автотрансформатор (ЛАТР), с его помощью изменяется напряжение, от которого зависит амплитуда прямоугольных импульсов заданной частоты, подаваемых на обмотки двигателя. В устройстве [2] амплитуда этих импульсов остаётся постоянной, но изменяется их скважность, что тоже приводит к нужному результату. Недостаток первого устройства — громоздкий автотрансформатор, а второго — слишком сложная схема.
В предлагаемом вниманию читателей преобразователе однофазного сетевого напряжения в трёхфазное, подаваемое на двигатель, указанные недостатки устранены. Он содержит регулируемый симистором выпрямитель и простую цифровую часть, вырабатывающую три последовательности симметричных прямоугольных импульсов, взаимно сдвинутых по фазе на 120о. Схема устройства изображена на рис. 1.
Рис. 1. Схема устройства
Регулируемый выпрямитель представляет собой, по существу, обычный симисторный регулятор, работающий на диодный выпрямительный мост со сглаживающим выпрямленное напряжение конденсатором. Он состоит из силового симистора VS2, симметричного динистора VS1 с пороговым напряжением 32 В, конденсаторов C2, C4, C6, C8. Переключателем SA1.2 выбирают один из трёх резисторов R7-R9, образующих с конденсатором C2 фазосдвигающую цепь, задерживающую момент открывания симистора относительно начала каждого полупериода. Точный расчёт сопротивления этих резисторов затруднён, поэтому они подобраны экспериментально в процессе налаживания преобразователя. От задержки открывания симистора зависит напряжение, до которого заряжаются конденсаторы C4 и C6. Этим напряжением питают мощные ключи на полевых транзисторах VT1-VT6, формирующие выходное трёхфазное напряжение.
Демпфирующая цепь C8R11 снижает коммутационные помехи. А для того чтобы помехи не проникали в питающую сеть, преобразователь подключён к ней через фильтр Z1 DL-6DX1. Он состоит из двухобмоточного дросселя, нескольких конденсаторов и резистора, через который конденсаторы разряжаются после отключения устройства от сети. Для правильной работы фильтра его корпус должен быть заземлён — соединён с третьим контактом сетевой розетки.
Резистор R6 предотвращает повреждение элементов выпрямителя в момент его включения в сеть. Дело в том, что в этот момент конденсаторы C4 и C6 ещё не заряжены. Импульс их зарядного тока, если его амплитуду ничем не ограничить, может вывести из строя либо диоды выпрямительного моста VD1, либо симистор VS2. Резистор R6 ограничивает амплитуду этого импульса приблизительно до 40 А, допустимых для диодного моста и симистора.
Конечно, для ограничения тока можно было применить терморезистор с большим отрицательным ТКС, но подходящих терморезисторов в продаже не нашлось, хотя в каталогах производителей они имеются. Поэтому в качестве R6 применён проволочный резистор С5-35В-7,5 Вт (ПЭВ-7,5). Не стоит заменять его импортным проволочным резистором. Например, резистор фирмы Uni-Ohm сопротивлением 5 Ом и мощностью 5 Вт при включении устройства в сеть мгновенно сгорает.
Разборка этого резистора показала, что в нём на керамический каркас размером с резистор МЛТ-0,5 намотан короткий отрезок чрезвычайно тонкого высокоомного провода, выдерживающего ток не более 2…3 А. Рассеивание постоянной мощности, равной номинальной, обеспечено хорошим отводом выделяемого проводом тепла через внешнюю керамическую оболочку резистора и её заполнитель. Но кратковременную перегрузку во много раз такой резистор выдержать не может.
Резистор R2 нужен для правильной работы симистора VS2. Как известно, чтобы симистор закрылся, разность потенциалов между его электродами 1 и 2 должна стать нулевой. Однако этого не происходит при работе симистора на выпрямительный мост со сглаживающим конденсатором большой ёмкости. Этот эффект и устраняет резистор R2. Его сопротивление может находиться в широких пределах, но при слишком большом его значении симистор перестаёт закрываться в конце каждого полупериода.
Цифровая часть устройства состоит из задающего генератора на микросхеме DA1, распределителя импульсов на счётчике Джонсона DD1, формирователя трёхфазной импульсной последовательности на элементах 3ИЛИ микросхемы DD2, трёх драйверов полумоста DA3-DA5 и шести ключей на полевых транзисторах VT1-VT6, образующих трёхфазный мост.
Частота генерируемых микросхемой XR2206CP (DA1) импульсов определяется простой зависимостью
F = 1/(R·C1) ,
где R — сумма сопротивления постоянного резистора (одного из R3-R5, выбранного переключателем SA1. 1, спаренным с SA1.2) и введённого сопротивления переменного резистора R1. Следует иметь в виду, что эта частота должна в шесть раз превышать частоту выходного трёхфазного напряжения.
В рекордере для механической звукозаписи диск должен иметь три фиксированные скорости вращения — 78, 45 и 33 1/3 об/мин, а для этого с учётом передаточного числа механизма его двигатель нужно питать трёхфазным напряжением частотой соответственно 18,52, 10,68 и 7,917 Гц. Частота задающего генератора преобразователя должна быть в шесть раз выше этих значений — 111,2, 64,1 и 47,5 Гц. Именно для этих частот на схеме указаны номиналы резисторов R3-R5 (из стандартного ряда E96). При этом учтено, что последовательно с ними включается переменный резистор R1, сопротивление которого в среднем положении — 3,4 кОм. С его помощью точно устанавливают частоту вращения диска по стробоскопическим меткам на ободе.
Диоды VD3-VD5 совместно с конденсаторами C10-C12 образуют бутстрепные цепи для питания драйверов «верхних» ключевых полевых транзисторов трёхфазного моста, а резисторы R12-R17 ограничивают импульсный ток затворов транзисторов VT1-VT6. Дело в том, что мощные полевые транзисторы имеют входную ёмкость, исчисляемую тысячами пикофарад. Для предотвращения очень большого тока перезарядки этой ёмкости и служат упомянутые резисторы. Для эффективного ограничения тока сопротивление этих резисторов должно быть как можно больше, но чрезмерное увеличение затягивает процессы переключения транзисторов, что приводит к бесполезному расходу мощности на их нагрев.
Мощность, которую преобразователь может отдать в нагрузку, определяется мощностью выпрямителя и качеством отвода тепла от транзисторов VT1-VT6. В описываемой конструкции был применён теплоотвод от процессора «Пентиум», способный рассеять при обдуве мощность около 30 Вт. Это значит, что в нагрузку может быть передана мощность до 1000 Вт.
Подбирая номиналы элементов, от которых зависит частота задающего генератора, частоту генерируемого напряжения можно изменять в широких пределах, ограниченных только возможностями питаемого двигателя. Кроме того, для каждого значения частоты необходимо установить оптимальное напряжение питания двигателя, подбирая резистор фазосдвигающей цепи симисторного регулятора такого сопротивления, при котором двигатель работает не перегреваясь.
Внешний вид собранного преобразователя показан на рис. 2. Так как элементы преобразователя гальванически связаны с сетью 230 В, при работе с ним следует соблюдать меры электробезопасности, прочитать о которых можно в [3].
Рис. 2. Внешний вид собранного преобразователя
При отсутствии микросхемы функционального генератора XR2206CP задающий генератор можно построить по типовой схеме на интегральном таймере NE555 или его отечественном аналоге КР1006ВИ1. Вместо микросхемы CD4075BE можно установить К561ЛЕ10 (три элемента 3ИЛИ-НЕ). К сожалению, отечественного аналога драйвера IR2111 не существует.
По описанному принципу несложно построить не только трёхфазный, но и двухфазный преобразователь. Достаточно изменить схему формирователя импульсных последовательностей согласно рис. 3. Элемент микросхемы DD2.3, микросхема DA5, транзисторы VT5 и VT6 и связанные с ними компоненты в этом случае не используются.
Рис. 3. Изменённая схема формирователя импульсных последовательностей
Примечание. Подборку резисторов R7-R9 в симисторном регуляторе удобно производить, включив амперметр постоянного тока в цепь нагрузки регулируемого выпрямителя. Ток, потребляемый от выпрямителя, при любой частоте вращения вала двигателя не должен отличаться более чем на 10 % от его значения при номинальном по частоте и напряжению режиме работы двигателя.
Литература
1. Мурадханян Э. Управляемый инвертор для питания трёхфазного двигателя. — Радио, 2004, № 12, с. 37, 38.
2. Калашник В., Черемисинова Н. Преобразователь однофазного напряжения в трёхфазное. — Радио, 2009, № 3, с. 31-34.
3. Осторожно! Электрический ток! — Радио, 2015, № 5, с. 54.
Автор: В. Хиценко, г. Санкт-Петербург
Как выполнить трехфазное подключение частного дома
Каждый владелец трехфазного ввода (380 В) обязан позаботиться о равномерной нагрузке на фазы, дабы избежать перегрузки одной из них.
Решая вопросы электроснабжения вновь построенного здания, его владелец сталкивается с многочисленными задачами, которые требуется решать техническими и организационными способами.
При этом первоначально следует определиться с необходимым количеством фаз, требующихся для питания электроприборов. Обычно люди довольствуются однофазным электроснабжением, а определенная категория выбирает трехфазное, руководствуясь стоящими перед ними задачами.
Сравнение преимуществ и недостатков однофазного и трехфазного подключения дома
При выборе схемы следует учесть ее влияние на конструкцию проводки и условия эксплуатации, создаваемые разными системами.
Потребляемая мощность
Среди отдельных домовладельцев бытует надежда, что переход на трехфазное питание позволяет увеличить разрешенную мощность потребления, интенсивнее пользоваться электроэнергией. Однако, этот вопрос необходимо решать в сбытовой организации, у которой, скорее всего, лишних резервов уже нет. Поэтому значительно увеличить расход электричества таким способом вряд ли получится.
Та величина разрешенной мощности, которую вам предоставят, станет основой для создания проекта электропроводки. За счет распределения ее по двум проводам в однофазной схеме толщина сечения жил кабеля всегда требуется больше, чем в трёхфазной цепи, где нагрузка равномерно разнесена по трем симметричным цепочкам.
При одинаковой мощности в каждой жиле трехфазной схемы будут протекать меньшие номинальные токи. Под них потребуются уменьшенные номиналы автоматических выключателей. Несмотря на это их габариты, как и других защит и электросчетчика, все равно будут больше за счет применения утроенной конструкции. Потребуется более емкий распределительный щит. Его размеры могут значительно ограничивать свободное пространство внутри небольших помещений.
Трёхфазные потребители
Асинхронные электродвигатели механических приводов, электрические нагревательные котлы, другие электроприборы, рассчитанные на эксплуатацию в трехфазной сети, эффективнее, оптимально работают в ней. Чтобы их запитать от однофазного источника необходимо создавать преобразователи напряжения, которые будут потреблять дополнительную энергию.
Использование трехфазных потребителей основано на равномерном распределении нагрузки в каждой фазе, а подключение мощных однофазных приборов способно создать пофазный перекос токов, когда часть их начинает протекать по жиле рабочего нуля.
При большом перекосе токов на перегруженной фазе снижается напряжение: начинают тускло светиться лампы накаливания, наблюдаются сбои электронных устройств, хуже работают электродвигатели. В этой ситуации владельцы трехфазной электропроводки могут перекоммутировать часть нагрузки на ненагруженную фазу, а потребителям двухпроводной схемы требуется эксплуатировать стабилизаторы напряжения или резервные источники.
Условия работы изоляции электропроводки
Владельцы трехфазной схемы должны учитывать действие линейного напряжения 380, а не фазного 220 вольт. Его номинал представляет бо́льшую опасность для человека и изоляции электропроводки или приборов.
Габариты оборудования
Однофазная электропроводка и все входящие в нее компоненты более компактны, требуют меньше места для монтажа.
На основе сравнения этих характеристик можно сделать вывод, что трехфазное подключение частного дома зачастую может быть в современных условиях нецелесообразным. Его имеет смысл применять в том случае, если существует необходимость эксплуатации мощных трехфазных потребителей типа электрических котлов или станочного оборудования для постоянной работы в определённые сезоны.
Большинство же бытовых электрических потребностей вполне может обеспечить однофазная электропроводка.
Как выполнить трехфазное подключение частного дома
Когда вопрос трехфазного подключения частного дома стоит остро, то придется:
1. заниматься подготовкой технической документации;
2. решать технические вопросы.
Какие документы необходимо подготовить
Обеспечить законность трехфазного подключения могут только следующие свидетельства и паспорта:
1. технические условия от энергоснабжающей организации;
2. проект производства электроснабжения здания;
3. акт разграничения по балансовой принадлежности;
4. протоколы измерений основных электрических параметров собранной схемы подключения дома электротехнической лабораторией (монтаж разрешено выполнять после получения первых трех документов) и акт осмотра электротехнического оборудования;
5. заключение договора с энергосбытовой организацией, дающее право на получение наряда на включение.
Технические условия
Для их получения требуется заранее подать заявку в электроснабжающую организацию, где должны быть отражены требования к абоненту и электроустановке с указанием:
способов подключения;
использования защит;
мест размещения электроприборов и щитов;
ограничение доступа посторонних лиц;
характеристики нагрузки.
Проект производства электроснабжения
Разрабатывается проектной организацией на основе действующих нормативов и правил эксплуатации электроустановок с целью предоставления бригаде электромонтажников подробной информации по технологии монтажа электрической схемы.
В состав проекта входят:
1. пояснительная записка с отчетом;
2. исполнительные принципиальные и монтажные схемы;
3. ведомости;
4. требования нормативных документов и предписаний.
Акт разграничения по балансовой принадлежности
Определяются границы ответственности между электроснабжающей организацией и потребителем, указывается разрешенная мощность, категория надежности электроприемника, схема электропитания, некоторые другие сведения.
Протоколы электротехнических замеров
Они выполняются электрической измерительной лабораторией после полного окончания монтажных работ. В случае получения положительных результатов измерений, отраженных в протоколах, предоставляется акт осмотра оборудования с заключением, дающим право на обращение в электросбытовую организацию.
Договор с энергосбытом
После его заключения на основе документов от электротехнической лаборатории можно обращаться в электроснабжающую организацию на включение смонтированной электроустановки в работу по специальному наряду.
Технические вопросы трехфазного подключения частного дома
Принцип подвода электрической энергии к отдельно стоящему жилому зданию осуществляется по следующему принципу: от трансформаторной подстанции по линии электропередачи подается напряжение по четырем проводам, включающим три фазы (L1, L2, L3) и один общий нулевой проводник PEN. Подобная система выполняется по стандартам схемы TN-C, которая максимально распространена до сих пор в нашей стране.
Линия электропередачи чаще всего может быть воздушной или реже кабельной. На обоих конструкциях могут возникнуть неисправности, которые быстрее устраняются у воздушных ЛЭП.
Особенности разделения PEN проводника
Старые линии электропередач энергетики постепенно начинают модернизировать, переводить на новый стандарт TN-C-S, а строящиеся сразу создают по нормативам TN-S. В нем четвертый проводник PEN от питающей подстанции подается не одной, а двумя разветвленными жилами: РЕ и N. В итоге у этих схем используется уже пять жил для проводников.
Трехфазное подключение частного дома основано на том, что все эти жилы подключаются к вводному устройству здания, а от него электроэнергия поступает на электрический счетчик и далее — в распределительный щит для осуществления внутренней разводки по помещениям и потребителям здания.
Практически все бытовые приборы работают от фазного напряжения 220 вольт, которое присутствует между рабочим нулем N и одним из потенциальных проводников L1, L2 или L3. А между линейными проводами образовано напряжение 380 вольт.
Внутри вводного устройства, использующего стандарт TN-C-S, делается выделение рабочего нуля N и защитного РЕ из проводника PEN, который соединяют здесь же с ГЗШ — главной заземляющей шиной. Ее подключают к повторному контуру заземлению здания.
Все присоединения проводников на ГЗШ выполняют болтовым соединением с шайбами и гайками, прочно затягивая резьбовое соединение. Этим добиваются минимального значения переходного электрического сопротивления в месте соединения контактов.
Основным материалом для ГЗШ служит медь, а в отдельных случаях допускается применять стальные сплавы. Использовать алюминий для главной защитной шины запрещено. На провода, подключаемые к ней, нельзя монтировать наконечники из алюминиевых сплавов.
От вводного устройства рабочие и защитные нули идут изолированными цепочками, которые запрещено объединять в любой другой точке схемы электропроводки.
По старым правилам, действовавшим в схеме заземления TN-C, расщепление проводника PEN не делалась, а фазное напряжение бралось прямо между ним и одним из линейных потенциалов.
Конечный промежуток линии между ее опорой до ввода в дом прокладывают по воздуху или под землей. Его называют ответвлением. Оно находится на балансе электроснабжающей организации, а не хозяина жилого здания. Поэтому все работы по подключению дома на этом участке должны выполняться с ведома и по решению владельца ЛЭП. Соответственно, законодательно они потребуют согласования и оплаты.
У подземной кабельной линии ответвление монтируют в металлическом шкафу, который размещают поблизости с трассой, а для воздушной ЛЭП — непосредственно на опоре. В обоих случаях важно обеспечить безопасность их эксплуатации, закрыть доступ посторонних людей и выполнить надежную защиту от повреждения вандалами.
Выбор места расщепления PEN проводника
Оно может быть выполнено:
1. на ближайшей опоре;
2. или на вводном щите, расположенном на стене либо внутри дома.
В первом случае ответственность за безопасную эксплуатацию несет электроснабжающая организация, а во втором — владелец здания. Доступ жильцов дома к работам на конце PEN проводника, расположенного на опоре, запрещен правилами.
При этом надо учесть, что провода на воздушной линии способны обрываться по различным причинам и на них могут возникать неисправности. Во время аварии на питающей ЛЭП с обрывом PEN проводника ее ток потечет через провод, подключенный к дополнительному контуру заземления. Его материал и сечение должны надежно выдерживать такие повышенные мощности. Поэтому их выбирают не тоньше, чем основная жила линии электропередачи.
Когда расщепление выполняется прямо на опоре, то к нему и контуру прокладывают линию, называемую повторным заземлением. Ее удобно изготавливать из металлической полосы, заглубленной в землю на 0,3÷1 м.
Поскольку через нее в грозу создается путь протекания молнии в землю, то ее надо отводить от дорожек и мест возможного размещения людей. Рационально прокладывать ее под забором здания и в подобных труднодоступных местах, а все соединения выполнять сваркой.
Когда расщепление производится в водном щите здания, то через линию ответвления с подключенными проводами будут протекать аварийные токи, которые могут выдержать только проводники с сечением фазных жил ЛЭП.
Вводное распределительное устройство электроэнергии
Оно отличается от простого вводного устройства тем, что в его конструкцию внесены элементы, осуществляющие распределение электричества по группам потребителей внутри здания. Его монтируют на вводе электрического кабеля в пристройке или каком-то отдельном помещении.
ВРУ устанавливают внутри металлического шкафа, куда заводят все три фазы, PEN проводник и шину контура повторного заземления в схеме подключения здания по системе TN-C-S.
Для TN-S во вводно распределительный шкаф заводят пять жил — три фазы и два нуля: рабочий и защитный, как показано на картинке ниже.
Внутри шкафа вводного распределительного устройства фазные проводники подключаются к клеммам входного автоматического выключателя или силовых предохранителей, а PEN проводник к своей шине. Через нее выполняется его расщепление на PE и N с образованием главной заземляющей шины и ее подключением к повторному контуру заземления.
Ограничители повышения напряжения работают по импульсному принципу, защищают схему цепей фаз и рабочего нуля от воздействий возможного проникновения посторонних внешних разрядов, отводят их через РЕ проводник и главную защитную шину с контуром заземления на потенциал земли.
При возникновении высоковольтных импульсных разрядов больших мощностей в питающей линии и прохождении их через последовательную цепочку из автоматического выключателя и УЗИП вполне возможен выход из строя силовых контактов автомата из-за подгорания и даже приваривания их.
Поэтому защита этой цепочки мощными предохранителями, выполняемая простым перегоранием плавкой вставки, остается актуальной, широко применяется на практике.
Трехфазный электрический счетчик учитывает расходуемую мощность. После него подключаемые нагрузки распределяются по группам потребления через правильно подобранные автоматические выключатели и устройства защитного отключения. Также на вводе может стоять дополнительное УЗО, выполняющее противопожарные функции у всей электрической проводки здания.
После каждой группы УЗО может производиться дополнительное деление потребителей по степеням защиты индивидуальными автоматами или обходиться без них, как показано разными участками на схеме.
На выходные клеммы щита и защит подключаются кабели, идущие к группам конечных потребителей.
Особенности конструкции ответвления
Чаще всего трехфазное подключение частного дома на питающей ЛЭП выполняется воздушной линией, на которой может возникнуть короткое замыкание или обрыв. Чтобы их предотвратить следует обратить внимание на:
общую механическую прочность создаваемой конструкции;
качество изоляции внешнего слоя;
материал токоведущих жил.
Современные самонесущие алюминиевые кабели обладают небольшим весом, хорошими токопроводящими свойствами. Они хорошо подходят для монтажа воздушного ответвления. При трехфазном питании потребителей сечения жилы СИП 16 мм2 будет достаточно для длительного получения 42 кВт, а 25 мм кв — 53 кВт.
Когда ответвление выполняется подземным кабелем, то обращают внимание на:
конфигурацию прокладываемого маршрута, его недоступность для повреждения посторонними людьми и механизмами при работах в грунте;
защиту выходящих из земли концов металлическими трубами на высоту не меньше среднего человеческого роста. Лучшим вариантом считается полное размещение кабеля в трубе вплоть до ввода в ВУ и распределительный шкаф.
Для подземной прокладки используют только цельный кусок кабеля с прочной броневой лентой или выполняют его защиту трубами или металлическими коробами. При этом медные жилы предпочтительнее, чем алюминиевые.
Технические аспекты трехфазного подключения частного дома в большинстве случаев требуют бо́льших затрат и усилий чем при однофазной схеме.
Ранее ЭлектроВести писали, что НАЭК «Энергоатом» считает недостаточными действия энергорегулятора (НКРЭКУ) по прекращению ценовых манипуляций на рынке, которые приводят к миллиардным убыткам генерации, и призывает регулятора к более решительным шагам.
По материалам: electrik.info.
Коммерческие электрические системы: что такое трехфазное питание?
Термины, которые следует знать
- Переменный ток (AC): Ток, который периодически и непрерывно меняет направление и величину.
- Постоянный ток (DC): Ток, который не меняет направление, но поддерживает один и тот же устойчивый поток.
- Однофазный: Цепь, питаемая одним переменным током.
- Трехфазный/3-фазный: система электропроводки, состоящая из четырех проводов и используемая в промышленных и коммерческих целях. Эта система подходит для установок, требующих больших двигателей. Он состоит из трех горячих проводов и одного провода заземления. Напряжение в каждом горячем проводе не совпадает по фазе с другими на одну треть периода, как если бы оно создавалось тремя разными генераторами.
- Цикл: Одно полное повторение синусоидальной волны, создаваемой оборотом на 360º.
- Закон Ома: этот закон гласит, что ток, протекающий в цепи, прямо пропорционален приложенной разности потенциалов и обратно пропорционален сопротивлению в цепи.
Закон Ома
Для лучшего понимания принципов электричества полезно понимать закон Ома и умение рассчитывать различные характеристики электрических цепей в его рамках. Георг Ом (1789 г.– 1854) был немецким математиком и физиком, который определил, что удвоение электрического напряжения удваивает силу тока, а если удвоить сопротивление, сила тока уменьшится вдвое.
Понимание электрического потока похоже на понимание течения воды в трубе. Давление воды представляет собой напряжение в трубе, ток представляет собой количество воды, протекающей по трубе, а сопротивление равно размеру трубы. Чем шире труба, тем больше воды будет течь, потому что воде легче течь по широкой трубе, чем по узкой. Если бы труба была узкой, она оказывала бы большее сопротивление потоку воды. Если давление воды увеличится, то и расход в той же трубе увеличится. Узкая труба обеспечит больший расход воды при высоком давлении, чем при низком.
Три величины, относящиеся к закону Ома
Количество | Символ | Блок | Условное обозначение |
Текущий | я | ампер | А |
Напряжение | Е или В | вольт | В |
Сопротивление | Р | Ом | Ом |
Треугольник закона Ома
Этот треугольник можно использовать для расчета закона Ома и определения значений в цепи. Следовательно, если известны две величины, можно вычислить третью.
V = I x R I = V / R R = V / I
Это математическое уравнение показывает, что при удвоении напряжения в цепи ток также удваивается. Однако, если сопротивление увеличить вдвое, ток упадет вдвое. Это отношение измеряется в единицах Ом.
Переменный ток и постоянный ток
Переменный ток может непрерывно менять направление, а постоянный или постоянный ток — нет. Переменный ток также может быть легко повышен (увеличен) или понижен (уменьшен) по напряжению. Крупные линии электропередач, распределяющие электроэнергию по всей стране, используют высоковольтный переменный ток, потому что он может быстро перемещаться по проводу с минимальным током или потерями. Мощность постоянного тока движется только в одном направлении и поддерживает одинаковое напряжение на протяжении всего пути. Только за счет рассеяния напряжение будет уменьшаться. А 9-вольтовая батарея будет уменьшать мощность с течением времени.
Вентилятор, лампочка или двигатель могут работать от сети переменного тока. Электричество, питающее это устройство, течет по проводам очень быстро и так же быстро меняет направление. Незаметная для человеческого глаза лампочка может загораться и гаснуть до 60 раз в секунду. Наоборот, батарея в сотовом телефоне использует питание постоянного тока. Кабель для зарядки должен быть подключен к трансформатору, который преобразует мощность переменного тока в мощность постоянного тока, а кабель для зарядки обеспечивает постоянное напряжение постоянного тока для устройства.
Цикл
При использовании переменного тока (AC) мощность в цепи принимает форму синусоиды, при этом за период времени кривая представлена на 360°. Электрический ток периодически меняет направление как по величине, так и по направлению. Во время положительного цикла пик подачи во время положительного цикла составляет 90°, а во время отрицательного цикла — при 270°. Ток совершает полный цикл 60 раз в секунду. Поскольку напряжение в одной фазе то растет, то падает, постоянная мощность не может подаваться на нагрузку.
Напряжение в цепи 240 вольт в два раза больше, чем в цепи 120 вольт; это все еще одна законченная однофазная цепь, а не двухфазная цепь.
Однофазная система подает переменный ток, меняющий полярность 60 раз в секунду. Трехфазная система имеет три таких тока. Если считается, что последовательность одного цикла охватывает 360º, трехфазная система содержит три таких цикла (на 120º не совпадают по фазе друг с другом). Представьте, что каждая фаза начинается на графике ровно через 120° после предыдущей фазы.
Однофазное питание
Большинство бытовых электросетей представляют собой однофазные системы на 120/240 вольт. Чтобы обеспечить 120 вольт, есть один горячий или положительный провод, один нейтральный провод и один провод заземления. С другой стороны, есть два горячих или положительных провода, один нейтральный провод и один провод заземления для создания 240 вольт.
Трехфазное питание
Трехфазное (трехфазное) питание в здании состоит из трех силовых проводов. Каждый из трех силовых проводов не совпадает по фазе друг с другом на 120°. Следовательно, при трехфазном питании в течение одного цикла на 360° каждая фаза достигла бы пикового значения напряжения дважды (точно так же, как и однофазная), но мощность никогда не падает до нуля, поскольку происходят три одновременных цикла. Этот устойчивый поток мощности обеспечивает возможность работы с более высокими нагрузками, что делает трехфазное питание подходящим для промышленных и коммерческих приложений.
Идея трехфазной цепи устранит мерцание лампочки, потому что в цикле никогда не бывает момента, когда напряжение падает. В результате по этой фазе будет передаваться в три раза больше мощности, чем по однофазной сети всего с одним дополнительным проводом. Трехфазное питание в основном используется в системах, которым требуется больше энергии для запуска или тяжелых нагрузках, которые в противном случае могут привести к выходу из строя однофазных цепей. Примеры включают двигатели и компрессоры в крупных коммерческих кондиционерах и приводные двигатели в механических системах.
3-фазная сеть: преимущества и недостатки
Преимущества:
- Более высокая плотность мощности, чем у однофазных цепей с той же силой тока
- Сохраняет размер провода и снижает затраты
- Легче балансировать нагрузки
- Минимизация гармонических токов
- Меньше необходимости в больших нейтральных проводах
Недостатки:
- Более высокое напряжение требует большей изоляции двигателей
- Не справляется с перегрузкой
- Требуется третий провод
Как определить, является ли система 3-фазной
Определение того, является ли система 3-фазной, можно начать со считывания паспортной таблички и паспортной таблички панели. Обычно он находится где-то в тупике (не маркировка распределения или схемы, а штамп дизайна панели). На этой этикетке должны быть указаны размер панели, напряжение, количество проводов в сети и, как правило, дата изготовления панели. Ниже приведены примеры информации, собранной с паспортной таблички на панели.
Указанная информация включает:
- Торговая марка: Gould
- Сила тока: 100-амперная панель
- Напряжение: 120/208
- Фаза: 3-фазная, четырехпроводная
- Дата изготовления: 7 февраля 1980 г.
Информация отмечена:
- Марка: Square D
- Сила тока: 100-амперная панель
- Напряжение: 480Y/277
- Фаза: 3-фазная, четырехпроводная
- Дата изготовления: 7 марта 2019 г.
ПРИМЕЧАНИЕ. Другой способ определить, является ли система трехфазной, заключается в осмотре автоматических выключателей. Система является трехфазной, если есть выключатели, достаточно большие, чтобы охватить три полюса.
Если инспектор решит снять глухую переднюю часть панели, будут видны проводка и цепи. Изучение внутренней части даст возможность увидеть, есть ли три положительные или линейные шины, а также нейтральная и заземляющая шины. Однофазная панель будет иметь только две линейные или положительные шины. Обратите внимание, что ComSOP не требует, чтобы инспектор удалял мертвый фронт.
Заключение
Большинство коммерческих клиентов не понимают разницы между однофазными и трехфазными системами электропитания. Вместо этого они поймут, соответствует ли текущая электрическая система в здании их потребностям. Обновление электрических систем или добавление новых систем там, где старой недостаточно, может быть дорогостоящим и проблематичным.
Инспекция коммерческой недвижимости, в соответствии с ComSOP, исключает проверочную нагрузку и расчеты системы и вместо этого фокусируется на проверке и определении номинальной и рабочей силы тока, в дополнение к описанию того, что присутствует во время проверки. Эта информация поможет клиенту принять решение о предмете собственности. Поэтому инспекторам важно понимать разницу между однофазным и трехфазным питанием, чтобы лучше представлять и документировать систему в своем отчете об инспекции.
Автор статьи: Роб Клаус, CMI ®
Дополнительные ресурсы для инспекторов коммерческой недвижимости:
- Об электроснабжении коммерческих зданий
- Как проверить коммерческую электрическую панель
- Безопасные зазоры для рабочего и выделенного пространства электрооборудования
фаза+контур | Статья о трехфазном+контуре от The Free Dictionary
Трехфазный+контур | Статья о трехфазной+цепи от The Free DictionaryТрехфазный+контур | Статья о трехфазной+цепи от The Free Dictionary
Слово, не найденное в Словаре и Энциклопедии.
Возможно, Вы имели в виду:
Пожалуйста, попробуйте слова отдельно:
три фаза схема
Некоторые статьи, соответствующие вашему запросу:
- Трехуровневый пилон
- Треугольный пилон
- Одноуровневый пилон
- Капелька обслуживания
- Опора электропередач
- Опора из стальных труб
- Пилон C1
- Гибридный пилон
- Башня (линия электропередачи)
- Пилон C2
- Розовый пилон
- Передающая опора
- Пилон бетонный
- Пилон портальный
- Пилон двухуровневый