Как сделать из одной фазы три. На сайте радиочипи представлены принципиальные схемы сабвуферов, собранные своими руками

Что нужно для получения трехфазного напряжения?

Рассеиватель фаз

Во-первых, понадобится трехфазный электродвигатель с мощностью большей, как минимум на 30%, чем у подключаемого оборудования. Так, например, для подключения 3кВт компрессора потребуется электродвигатель, как минимум на 4,5 кВт. Больше — лучше.

Также нужен пакетный переключатель и конденсатор для облегчения запуска ведущего двигателя.

Схема подключения

Рабочая схема

1 Ведущий электродвигатель (расщепитель фаз) подключается к сети 220 В, — способ подключения (звезда, треугольник) не имеет значения. Запуск производится через конденсатор С=100 мкФ.

2 Далее к контактам обмоток ведущего двигателя через пакетный выключатель подключается трехфазное оборудование, — схема подключения (звезда или треугольник) не имеет значения.

Данная схема элементарна, но работает достаточно стабильно.

Запуск системы

Включаем через пакетник

1 Подаём напряжение 220 В на первый (ведущий) двигатель через конденсаторы, — облегчают запуск. Можно без них, но тогда необходимо придать первичное движение валу двигателя.

2 В течение нескольких секунд вал электромотора будет набирать крутящий момент, после этого, если пуск производился с конденсаторами, то их отключаем.

3 На обмотках ведущего мотора образовалось трехфазное напряжение около 200 В: на двух по 200, на одной около 190 В.

4 Включаем пакетный выключатель – ведомый электромотор запустился без проблем. Всё отлично работает.

5 Схему при необходимости можно и нужно доработать. Кстати, для стабилизации работы, т.е. для сглаживания нагрузки можно первый двигатель оснастить тяжелым маховиком, который не будет давать проседать нагрузке.

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

Разводка однофазного щитка

Например, к щиту подключаются — плита (варочная панель) 7,2 кВт; духовой шкаф 4,3 кВт; кухня 5,5 кВт; комната 3,5 кВт; ванная 3,5 кВт; двигатель 3-фазный 1,5 кВт; розетка 3-фазная.

Рассмотрим такую ситуацию: у вас была однофазная сеть и теперь дали разрешение на проведение трехфазной. В этом случае нужно все потребители распределить по фазам.

Самый мощный прибор это варочная панель (плита) 7,2 кВт, которую нужно посадить на первую фазу. На вторую подключить духовой шкаф и комнату. В итоге получается 7,8 кВт. А на третью фазу подключить кухню и ванную комнату. Общая мощность получится 9 кВт. Прибавим еще мощность двигателя, разделив ее на каждую фазу одинаково. В итоге получилось: на первой фазе 7,8 кВт; на второй фазе 9,4 кВт; на третьей — 9,6 кВт. Приблизительно распределили нагрузку по фазам по возможности равномерно. Посмотрим, какой в результате получился щиток.

• Итак, трехфазный щиток состоит из входного автомата и трехфазного счетчика. Далее, на первую фазу подключен автомат 40 Ампер, через который питается плита мощностью 7,2 кВт. Если просуммировать с двигателем, будет 7,8 кВт.
• Ко второй фазе через автомат 25 Ампер подключен духовой шкаф и микроволновая печь. Через второй автомат 16 Ампер подсоединена комната проектной мощностью 3,5 кВт. Общая мощность получилась 8,4 кВт.
• К третьей фазе подключен ДИФ автомат и обычный автомат. Через обычный автомат на 25 Ампер подключена кухня проектной мощностью 5,5 кВт. Через ДИФ автомат подключена ванная комната проектной мощностью 3,5 кВт. Общая мощность на третью фазу получается 9,6 кВт.

Однофазная или трехфазная электростанция – что выбрать

Потенциальные покупатели часто задаются вопросом, какой из видов электростанций лучше – однофазный или трехфазный. Знакомясь с техническими характеристиками генераторов, они выясняют, что КПД первых агрегатов немного ниже, но менеджеры настоятельно рекомендуют именно однофазные станции. При этом на дом приходятся три фазы.

Невозможно однозначно ответить на вопрос, какой из видов генераторов лучше: для каждой конкретной ситуации необходимо изучить все нюансы, связанные с параметрами основного ввода и схемы распределения между потребителями.

 

Особенности электростанций в зависимости от количества фаз

• Назначение трехфазного электрогенератора – обеспечение питанием потребителей с 3 фазами. Для однофазных приборов, разделенных на три группы, он не подойдет.
• Одно из ключевых требований для безаварийной работы трехфазной станции – равномерное распределение нагрузки между всеми фазами. Не допускается разница свыше 25 %.
• Мощность однофазной генерирующей установки передается целиком по этой фазе, а трехфазной – равномерно распределена.

 

Способы подключения генераторов

В жилом секторе трехфазные потребители встречаются крайне редко: в основном это электродвигатели и различные нагревательные системы, выпускавшиеся много лет назад. Современные бытовые приборы производятся в однофазном исполнении, поэтому пользователю легче заменить морально устаревшее оборудование на новое, чем усложнять схему резервного питания.

Переключение с основной линии на резервную обычно выполняется при помощи АВР (автоматического включения резерва). Его основная задача – быстрое включение генератора при выходе параметров основной сети за пределы полей допусков, обратное переключение после их восстановления и остановка электростанции. АВР также выступает в качестве барьера, предотвращающего попадание напряжения из основной сети в цепь агрегата.

Однофазные ввод и электростанция. Это самая простая ситуация, встречающаяся чаще всего. Дом запитан от одной фазы, в нем отсутствуют 3-фазные потребители. Для обеспечения резервного питания используются однофазные генератор и АВР.

Трехфазный ввод, однофазная электростанция для группы потребителей. Такой способ применим, когда на дом приходятся три фазы, каждая из которых обеспечивает энергией группу потребителей. Можно резервировать одну из них – самую важную, отвечающую за жизнеобеспечение (например, освещение, автоматику отопления и холодильник), а другие две оставить без питания. Используются однофазные электростанция и АВР.

Трехфазный ввод и генератор для всех групп потребителей. В схеме, когда на дом заходят три фазы, каждая из которых питает свою группу потребителей, а 3-фазные электроприборы отсутствуют, резервирование может быть реализовано двумя способами.

• Можно установить трехфазные электростанцию и АВР, но при этом необходимо следить, чтобы нагрузка на каждую из фаз была одинаковой. Для этого придется изменить коммутацию в распределительном щите и постоянно контролировать параметры нагрузки.
• Можно установить однофазный генератор и трехфазный АВР. Такой вариант реализовать легче всего, поскольку нет потребителей с 3 фазами. Достаточно подобрать соответствующий по мощности генератор и подключить его посредством АВР к сети по однофазному принципу. Такой способ позволит не затрагивать коммутацию и исключает проблемы с неравномерностью нагрузки.

Если обратить внимание на каталоги крупных производителей электрогенераторов (например, компании Pramac или AKSA), можно заметить, что большая часть их продукции – трехфазная.

Основным потребителем таких электростанций является промышленный сектор, большая часть оборудования которого нуждается именно в таком питании. Если взять для примера механический цех любого машиностроительного предприятия, то основная техника в нем представлена станками, грузоподъемными и транспортными механизмами, то для его функционирования нужно 3 фазы. В данном случае для предотвращения простоев необходима трехфазная электростанция и, возможно, небольшой однофазный генератор для организации аварийного освещения. 

Возврат к списку

Контакты

Email: [email protected]

Телефон: +7 495 545-45-80

Бесплатно по РФ: 8 800 500-40-99

Политика конфиденциальности

Наши адреса

Офис / Cклад / Юридический /

Почтовый адрес:
Московская область, Ивантеевка, ул.Трудовая, д.3

Офис/Переговорная:
Москва, Ракетный бул. 16, БЦ “Алексеевская башня”

Вся информация, размещенная на сайте, носит информационный характер и не является публичной офертой, определяемой положениями Статьи 437 (2) ГК РФ. Все материалы на сайте являются интеллектуальной собственностью ООО «ГенМастер», согласно ст.1225, ст.1228, ст.1229 части 4 ГК РФ

Руководство по 3-фазному питанию | ASCO Power Technologies

В этой статье мы обсудим трехфазные системы питания, их преимущества и их сравнение с однофазными системами.

Фазы в электрических цепях

Что такое фаза в электрической цепи?

В однофазной системе ток к нагрузке подается по одному проводу, а в трехфазной системе используются три проводника, каждый из которых называется фазным проводником. Говоря о фазах, мы имеем в виду провода в системе распределения электроэнергии и нейтральный проводник, который можно найти вместе с ними. Как правило, трехфазные системы используются для передачи большего количества энергии при более высоких напряжениях, чем однофазные системы.

Что такое однофазное питание?

Однофазное питание иногда называют «бытовым напряжением».

Это потому, что он используется в большинстве домов для питания электрических устройств и оборудования.

Однофазная энергосистема обеспечивает питание переменным током, при котором мгновенное напряжение возрастает и падает несколько раз в секунду. Полный подъем и спад переменного тока считается одним циклом, а количество циклов в секунду известно как частота, выраженная в циклах в секунду или Герцах. При обсуждении распределения мощности в однофазной системе важно понимать, что фазный провод несет ток, а нейтральный провод обеспечивает путь для возврата тока. Наиболее распространенными частотами являются 50 и 60 Гц, в зависимости от региональных стандартов по всему миру.

Одна из характеристик однофазного источника питания заключается в том, что он не может генерировать вращающееся магнитное поле. Двигатель в этой схеме потребует дополнительных мер, чтобы заставить его запускаться и работать.

Преимущества использования однофазного источника питания:

• Однофазные энергосистемы обеспечивают переменный ток по одному фазному проводу и нейтральному проводу.
• Они небольшие и относительно недорогие, поэтому хорошо подходят для дома, в котором работают непромышленные устройства.

• Однофазные энергосистемы просты в проектировании и эксплуатации
• Однофазные энергосистемы имеют повышенную эффективность передачи

Что такое трехфазное питание?

Трехфазное питание обеспечивает подачу трех переменных токов по отдельным проводникам. Эти переменные токи увеличиваются и уменьшаются в разное время в каждом цикле переменного тока, чтобы обеспечить более постоянное и постоянное напряжение, чем в однофазных системах.

Трехфазные энергосистемы чаще всего используют три фазных провода и один нулевой провод.

Преимущества использования трехфазного питания

Итак, каковы преимущества трехфазного питания? Зачем кому-то выбирать трехфазное питание, когда есть более простые однофазные системы питания? Вот лишь некоторые из преимуществ трехфазного питания.

Трехфазное питание упрощает работу с нагрузками

Однофазное питание может подойти для дома, но для фабрики, использующей промышленное оборудование, однофазное просто не подойдет. Трехфазное питание абсолютно необходимо для более тяжелых электрических нагрузок, будь то большое офисное здание или фабрика.

В трехфазных цепях требуется меньше проводящего материала для передачи большего количества энергии

Трехфазные энергосистемы обычно передают электричество при более высоком напряжении. По сравнению с однофазной системой трехфазная система может передавать большую мощность через проводники заданного сечения. Это приводит к более низким общим затратам на проводку, чем при распределении такого же количества энергии через однофазную систему.

Более плавный источник питания

Смещение синхронизации подпериодных изменений напряжения между тремя фазами сглаживает подачу питания, что полезно для нагрузки такого оборудования, как большие двигатели.

Для новых участников энергетического бизнеса важно понимать разницу между однофазным и трехфазным питанием. Дополнительные сведения об элементарных концепциях электротехники см. в других статьях на веб-сайте ASCO Power Technologies.

Если вы хотите повысить надежность электропитания, вам может помочь ASCO Power Technologies. Мы консультируем компании по всему миру, чтобы помочь им оптимизировать доступность электроэнергии. Свяжитесь с представителем ASCO сегодня.

Разница между однофазным и трехфазным оборудованием со сравнительной таблицей

Система электроснабжения в основном подразделяется на два типа: однофазная и трехфазная. Одна фаза используется там, где требуется меньше энергии и для работы с небольшими нагрузками. Три фазы используются в крупных отраслях промышленности, фабриках и на производственных предприятиях, где требуется большое количество энергии.

Одно из основных различий между однофазным и трехфазным питанием заключается в том, что однофазное питание состоит из одного проводника и одного нейтрального провода, тогда как трехфазное питание использует три проводника и один нейтральный провод для замыкания цепи. Некоторые другие различия между ними объясняются ниже в сравнительной таблице.

Сравнительная таблица: однофазная V/S трехфазная

• Сравнительная таблица
• Определение
• Ключевые отличия

База для сравнения	Однофазный	Трехфазный
Определение	Электропитание через один проводник.	Электропитание через три проводника.
Форма волны
Количество проводов.	Для замыкания цепи требуется два провода.	Для замыкания цепи требуется четыре провода.
Напряжение	Переноска 230 В	Переноска 415 В
Название фазы	Разделенная фаза	Без другого названия
Возможность передачи энергии	Минимум	Максимум
Сеть	Простой	Сложный
Сбой питания	Происходит	Не происходит
Потери	Максимум	Минимум
Подключение источника питания
Эффективность	Меньше	Высокая
Экономичный	Меньше	Больше
Применение	Для бытовой техники.	В крупных производствах и для работы с тяжелыми грузами.

Определение однофазного

Для однофазного замыкания цепи требуется два провода, т. е. проводник и нейтраль. По проводнику течет ток, а нейтраль является обратным путем тока. Одна фаза обеспечивает напряжение до 230 вольт. В основном он используется для работы небольших бытовых приборов, таких как вентилятор, охладитель, мясорубка, нагреватель и т. д. Проводники не совпадают по фазе и находятся на расстоянии 120º друг от друга. Трехфазная система также используется как однофазная. Для малой нагрузки одна фаза и нейтраль могут быть взяты из трехфазного источника питания.

Трехфазное питание непрерывно и никогда полностью не падает до нуля. В трехфазной системе мощность может подаваться либо по схеме звезды, либо по схеме треугольника. Соединение по схеме «звезда» используется для передачи на большие расстояния, поскольку оно имеет нейтраль для тока короткого замыкания.

Соединение треугольником состоит из трех фазных проводов и без нейтрали.

Основные различия между однофазным и трехфазным питанием

1. В однофазном питании питание проходит по одному проводнику, тогда как в трехфазном питании питание осуществляется по трем проводникам.
2. Для однофазного источника питания требуется два провода (один фазный и один нейтральный) для замыкания цепи. Трехфазный требует трех фазных проводов и одного нейтрального провода для замыкания цепи.
3. Однофазное питание обеспечивает напряжение до 230 В, тогда как трехфазное питание обеспечивает напряжение до 415 В.
4. Максимальная мощность передается по трем фазам по сравнению с однофазным питанием.
5. Однофазная сеть имеет два провода, что делает ее простой, тогда как трехфазная сеть усложняется, поскольку состоит из четырех проводов.
6. Однофазная система имеет только один фазный провод, и если неисправность возникает в сети, то блок питания полностью выходит из строя.