Чем трехфазное напряжение отличается от однофазного. Как подключить три фазы к частному дому? Схемы Звезда и Треугольник в трехфазной сети

Подключение электричества к дому является первостепенной задачей при электрификации участка СНТ или необходимости расположенного на той или иной территории.

, как правило, необходим при использовании электрооборудования требующего трехфазного подключения, к которому можно отнести электрические котлы, водонагреватели, а также различного типа установки с электроприводом электропитание которых требует трехфазного подключения.

Трёхфазный ввод электричества 15 кВт в дом осуществляется аналогично однофазному подключению электричества к дому, за исключением технической возможности . Т.е., если Вам необходимо подключить 380 вольт 3 фазы к садовому участку , то электрическая сеть, проложенная по территории садового товарищества или кооператива иного типа, должна соответствовать техническим требованиям, или проще говоря, уличные ЛЭП должны быть трехфазными.

Ввод 380 Вольт в дом технически не намного отличается от однофазного ввода, за исключением используемого электрооборудования устанавливаемого в вводно-распределительное устройство, установленное на трубостойке или в распределительном щите в доме, а также кабельного ввода от столба до трубостойки.

позволяет распределить нагрузку на электрическую сеть сбалансированно в отличии от однофазного ввода, а также позволяет подключить современное отопительное оборудование требующее сети электропитания трехфазного типа.

Также стоит обратить внимание что многие полагают что трехфазная сеть позволит потреблять больше мощности, то есть включать больше приборов. Это не совсем так. Максимально разрешенная мощность указывается в технических условиях на подключение. Как правило, для трехфазной сети это на домохозяйство, а для однофазной – 10 или те же 15 кВт. Очевидно, что выгода по мощности небольшая, а может и вовсе отсутствовать.

Однако следует не забывать, что при одинаковой мощности для трехфазной сети можно использовать вводной кабель существенно меньшего сечения. Причина находится буквально на поверхности: мощность, а, следовательно, и ток распределяется по трем фазам, в меньшей степени нагружая фазный провод в отдельности. Номинал вводного автоматического выключателя в трехфазной сети, соответственно, тоже будет меньшим.

Наша готова выполнить трехфазного типа, а также произвести установку вводно-распределительного устройства и

В частном доме, в квартире, на даче, то есть в бытовых условиях, чаще всего встречается стандартное однофазное напряжение 220 Вольт, которое получается путём подключения потребителя к одной фазе и нулевому проводнику. Такое напряжение называется фазным, генератором его в основном является силовой трансформатор 6 кВ/380 В, установленный на распределительной подстанции, питающей данного потребителя. Иногда, особенно в частном доме, появляется необходимость запуска и эксплуатации асинхронного трёхфазного двигателя рассчитанного на 380 Вольт. Существуют схемы, которые дают возможность подключения данного двигателя и к однофазной сети 220 В, но при этом сильно теряется мощность электрической асинхронной машины. Соответственно возникает вопрос, как получить 380 Вольт из 220 в домашних условиях, для эффективной работы электродвигателя.

Что важно знать

В трёхфазной сети все три фазы имеют сдвиг равный 120 градусов. Если бы нужно было сделать преобразование трёхфазного 220 Вольт в 380В, или же однофазного 220 в такое же, но с величиной напряжения 380 В, то это выполняется очень просто за счёт обычного повышающего трансформатора. В данной проблеме необходимо не просто увеличение величины напряжения, а получение полноценной трёхфазной сети из однофазной.

Существует три основных способа, с помощью которых можно сделать эту манипуляцию:

с помощью электронного преобразователя (инвертора);
путём подключения двух дополнительных фаз;
за счёт применения трехфазного трансформатора, но при этом мощность всё равно снижается.

Перед тем как преобразовать сетевое напряжение нужно рассмотреть, а нет ли возможности подключить мотор к стандартной однофазной сети без потери мощности. Для начала нужно рассмотреть табличку на самом двигателе, некоторые из них предназначены на оба эти напряжения, как показано на первом фото. Только понадобится конденсатор для пуска.

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.

Человечество на полную катушку пользуется современными техническими изобретениями,обладающими принципиальной новизной. Жизнь порой заставляет изучать навороченные раскладки, поражаться уловкам доморощенных технарей. И даже не будучи фанатами, нам просто иногда хочется быть в теме. На самом деле для понимания вопроса, всего лишь надо идти от элементарного к сложному, от завязки к развязке. И начинать лучше с прояснения непонятных вещей.

Что такое трехфазная сеть?

Фаза означает изменение направления между величинами электросети в один и тот же момент времени. В случае 3-х ф. тока, используют три напряжения, ориентированных в 3-х различных направлениях. Таким образом, напряжение сети вычисляется сложением векторных величин, и не равняется алгебраической сумме всех напряжений.

Рассмотрим на примере того же двигателя. При подаче напряжения 380 В на катушку используются разные пары фаз в определенной последовательности для каждой обмотки. Собственно поэтому характеризуют цепь 380 сложением (220 + 220 + 220 = 660)В. Это объяснение очень упрощено и не совсем полно, но, надеемся, хорошо представлено. Да и написано так, чтобы было ясно, нам, электрическим«чайникам».

Излагая техническим слогом, в трехфазовой электросети, цепи проводников несут три переменных значений физических величин, которые достигают мгновенные пики в разное время. Принимая один проводник в качестве эталона, остальные два течения запаздывают во времени на одну треть и две трети от одного цикла тока. Эта задержка между фазами, имеет эффект передачи мощности в течение каждого цикла, а также позволяет производить вращающееся магнитное поле.

Способы подключения обмоток

Двигатели в быту и любительской практике приводят в действие самые различные механизмы - циркулярно работающую пилу, электрический рубанок, вентилятор, сверлильный станок, насосное оборудование. Не зная, как работают электродвигатели, лучше не лезть в дебри с частотниками. Двигатели бывают:

постоянного
и переменного тока (асинхронные и синхронные).

Механизм включает в себя ротор и статор. Изученный еще в школе принцип электромагнитной индукции лежит в основе принципа их работы. Большая часть производимых электродвигателей являются«асинхронными». Откуда взялось это слово? Частота вращения подвижной детали(ротора) всегда отстаёт от частоты вращения магнитного поля неподвижной (статора). Шкала частот на выходе варьируется – 1000, 1500, 3000… об./мин. И все потому, что ротор способен вращаться на валу с различной скоростью внутри сердечника.

По числу полюсов агрегаты бывают одно-, двух, трехполюсные. В сердечнике статора последних расположено по обмотке на каждую фазу, концы которых выведены к клеммной коробке. За счёт чего можно увеличить скорость асинхронного двигателя (АД) без потери мощности? За счет смены числа пар полюсов.

Для перехода к другим способам, а их существует еще два, нам не обойтись без условных обозначений «звезда» и«треугольник». Три обмотки катушки могут соединяться двумя способами: в точке или по кругу, отсюда произошли названия соединений «звезда», «треугольник».

Что будет, если трёхфазный движок, соединенный треугольником, включить в электросеть 380 В? Пусковые токовые значения в этом случае могут увеличиться в семь раз, что приведёт к сетевой перегрузке. Имея дело с двигателями, нужно, быть предельно внимательными. Покупая товар, непременно задумайтесь, если на шильдиках изображён значок треугольник/звезда (а не наоборот звезда/треугольник) при том же напряжении 220/380 В.

Как подключить трехфазный двигатель в сеть 220 В

Использование трёхполюсного АД в однофазной электросети интересует многих владельцев частных домов. Агрегаты пользуются всё большей востребованностью в домашнем хозяйстве. По своей конструкции они довольно просты и отличаются неприхотливостью в эксплуатации. Однако, в плане подключения двигателя к однофазной сети не все так просто.

Пульсирующее поле однофазного тока, не способно привести ротор электродвигателя во вращение – такой ток необходимо преобразовать в многофазный и после этого лишь подавать на агрегат.

На рационализаторские предложения с применением ЛАТр-ов и прочих самодельных конструкций не стоит обращать внимание. Областью запредельной НАНО технологии и научной фантастики не занимаемся, на гонорар за поддержку «нобелевских лауреатов» рассчитывать не приходится. На сегодня известно два толковых способа преобразования однофазного тока в многофазовый – это подключение агрегата через:

фазосдвигающий конденсатор;
частотный преобразователь.

Рассмотрим их по очередности.

Сдвиг фаз при помощи конденсаторов

В трёхфазных цепях создать вращающееся магнитное поле не проблема, при энергетической генерации в обмотках статора наводится ЭДС благодаря вращению намагниченного ротора. Некоторые умудряются прибегать к незамысловатым «хитростям». Применяют различные схемы, для составителей которых, главный вопрос в том, чтобы обеспечить работу электрооборудования без потери мощности. Например, существует метод сдвига фаз в обмотках по отношению друг к другу.

Достаточно подключить конденсатор параллельно одной из обмоток, сначала подобрав номинал устройства таким образом, чтобы обеспечить необходимый сдвиг фаз. Этот вариант неплохой, если следовать старому правилу: чем меньше деталей и они проще, тем надежнее система в целом. Конденсатор, конечно, штука сравнительно копеечная, ставится за минуту, но требует особых навыков. А вот второй метод с преобразователем, хоть и дороговатый, но окупается удобством. Согласитесь, совсем немаловажный фактор.

Частотники, работающие от однофазной сети

Частота в нашей сети постоянная и равна 50 Гц. Частотник служит для преобразования однофазного переменного тока 50 Гц в трёхфазный, частотой от 1 до 800 Гц. Вся технология процесса сводится к управлению скоростью вращения асинхронного электродвигателя. Подключить ПЧ – это значит, подобрать правильное сечение кабеля, типы проводов, и дополнительное оборудование. Не думайте, что открыв страницу в инструкции, вам сразу станет суть ясной. Вы можете даже не достигнуть результата, подсоединив провода по схеме, если не обратите внимание на некоторые нюансы. На что именно?

Своими руками преобразователь из одной в три фазы.

Так как трёхполюсный движок нужно запитать через ЧП от однофазной сети, то и кабелей нужно два: до частотника двужильный (до 50 м можно использовать лишь неэкранированный кабель, экранированный — до 15 м), от – только трехжильный. Одна из жил проводов заземляющая, остальные фазные. Сечение выбирается по техническому паспорту на частотник. Требуемое напряжение в проводах, как раз,получается по току и сопротивлению (согласно сечению) кабеля по знакомой формуле: U = R*I. Расчётные данные следует принимать по ПУЭ.

Частотник советуют покупать с удвоенным запасом, не менее чем на 2 кВ. Его номинальное значение рассчитано лишь на мощность машины, а значит, в лучшем случае он отключится по теплу, в худшем – задымится. Все они собраны по одинаковой схеме, на двух тиристорах управляемых мультивибратором. Схема несложная. Лучше выбрать простой и по мощней. Покупать там, где есть выбор и обязательно с гарантией.

Частотный преобразователь 220-380, чьей фирмы лучше?

Ответим на вопрос по существу. Азиатских производителей на рынке продаж подобной техники – бесчисленное множество. Устанем перечислять. Отечественный сборщик ЧП – это своего рода лотерея (иногда зависит от того, в какой день недели устройство собрано).

Частотники фирмы Siemens обычно полностью соответствуют предъявляемым требованиям. Достаточно проста в наладке ЧП продукция производства АВВ или Danfoss. Она по цене и качеству, лучше других. Покупайте, не задумываясь. Судя по отзывам, имеют весьма достойный девайс. Динамические характеристики повышенные благодаря векторному управлению, которое также обеспечивает высокий момент на низких частотах во время пуска и работы.

Универсальные компактные модели ЧП отлично справляются с задачей преобразования сетевых параметров,их очевидные преимущества выражаются в следующем:

способность выработки «полноценного» трёхфазного тока;
отсутствие потерь в мощности движка;
пригодность для любой конструкции электродвигателя;
конструктивность очень простая.
собственнаяэнергопотребляемостьминимальная.

Где применяются преобразователи частоты однофазный вход-выход 1 ф. 220 В

Асинхронные двигатели (АД) чаще применяются в быту, нежели в промышленности, в частности в системе однополюсных канальных вентиляторов и водяных насосов. Не секрет, что возникают затруднения, связанные с регулировкой скорости вращения АД. В чем и состоит задача однополюсных преобразователей частоты вход-выход 220-220.

Неравномерность крутящего момента может привести к аномальному шуму и вибрации в агрегате. Для регулировки скорости трехфазных электродвигателей применяются однополюсные частотники 220/380 В(вход/выход), иногда со специальным контроллером, служащим для управления устройством.

Такие виды преобразователей предназначаются для работы в технологическом (насосы и вентиляторы, транспортирующие механизмы, экструдеры, миксеры и т.п.) и энергосберегающем оборудовании (станции управления насосами, системы климата и кондиционирования и т.п.). Модели выпускаются с возможностью крепления на ДИН-рейку. Имеют широкий на выходе. Умный пульт управления обеспечивает комфортные условия рабочей обстановки.

Дабы избежать осложнений, с которыми часто встречаются в процессе эксплуатации 3-х полюсных электродвигателей в однофазных сетях, следует придерживаться правил:

мощность двигателя, применяемого в качестве ЧП, выбирается большей, чем мощность подсоединяемого к нему электропривода;
на практике преобразователи мощностью 4 кВт способны решать все существующие хозяйственные проблемы в частном доме. Можно ориентироваться на нагрузку 2-3 кВт, что приемлемо для энергосети;
рабочий ток преобразователя в обычном режиме должен быть больше, чем указанно его значение в паспорте данного типа электродвигателей (иначе ЧП просто сгорит);
осуществляется в строгой последовательности: первым запускается ЧП, затем 3-х полюсные потребители. Выключается оборудование в обратной последовательности.

Вывод

Сегодня не «вчерашний день», но если случится, что вам потребуется подключить трёхполюсный двигатель на 230 В, мы думаем, вы справитесь. Ведь на самом деле – все должно быть понятно. Вам понадобится обычный 1-полюсный частотный преобразователь 220-380 В.

В системах трёхфазного электроснабжения применяются вилки и розетки, которые отличаются от бытовых. Под трехфазное напряжение также разрабатываются электрические котлы и особо мощные станки. Для подачи электричества по схеме «треугольник» используются 4 провода - три фазы (A, B, C) и защитное заземление (PE).

В случае со схемой «звезда» добавляется нулевой или нейтральный провод - N. Для усиления защиты от удара током каждые фазовые разъёмы снабжаются нулевыми проводами, наряду с заземляющим. Стандарты по цветовому обозначению трёхфазной проводки таковы: для фаз применяются чёрный, красный и коричневый, для заземления - зелёный с жёлтой полосой, а для нейтрали - синий цвет.

Особенности и типы трехфазных розеток

Каждый производитель выпускает собственные варианты вилок и розеток. Поэтому эти элементы нужно приобретать одновременно, в противном случае детали от разных производителей не подойдут друг к другу. Продается два вида трехфазных электрических соединителей:

Подключение трёхфазной розетки и вилки

В бытовых однофазных розетках используются два провода - фаза и ноль (нейтраль). 3-фазные подключаются четырьмя проводами, диаметр которых должен быть не менее 2,5 мм. Если нагрузка превышает 10 кВт, то диаметр проводов силового кабеля должен быть не менее 6 мм. Перед розеткой ставится трёхполюсный защитный автомат на ток срабатывания - 40 ампер. А для защиты от утечки тока применяются устройства защитного отключения - УЗО.

Перед подключением силовых разъёмов следует отключить подачу электричества. К контактам L 1, L 2 и L 3 подключаются фазы A, B и C соответственно. Порядок подключения определяет, в какую сторону будет вращаться ротор трехфазного мотора. Необходимо вскрыть розетку, ввести кабель, и как можно надёжнее подсоединить провода к соответствующим выводам: чёрный (L 1) - к A, красный (L 2) - к B, и коричневый (L 3) - к выводу C. Нейтральный провод подключается к контакту N, а заземление - к P. E. Правильность соединений проверяется пробником.

После этого закрепите кабель внутри розетки. Для стационарной техники потребуется непрерывное заземление, которое прокладывается многожильным медным проводом зелено-жёлтого цвета. Сечение должно быть таким же или чуть большим, чем у основного кабеля. В цепи не должно быть размыкающих устройств. Заземление помогает избежать опасного удара током, если внутри прибора пробьётся изоляция. Настенную розетку следует надёжно закрепить на поверхности дюбелями или шурупами.

Для подключения разберите вилку, введите в корпус кабель, идущий от устройства, и прикрепите провода к штырькам. Затем зафиксируйте в корпусе вилки кабель и соберите ее.

Розетка на 380 вольт подключается к трёхфазной сети через автомат и устройства защитного отключения. Правилами электробезопасности запрещается установка коммутационных устройств в цепь нейтрали и заземления. На каждую фазу ставится своё УЗО, таким образом, понадобится три этих устройства. Ток срабатывания должен быть 30 миллиампер. При меньшем значении будут проявляться ложные срабатывания, а при большем токе защита от утечки будет недостаточной. Устройства защитного отключения присоединяются строго между автоматом и розеткой.

Помните о правилах электробезопасности. Все работы нужно проводить, когда подача напряжения отключена. При напряжении 380 вольт есть повышенная опасность поражения током.