Частотный преобразователь с одной на три фазы, 220в → 380в

Преимущества частотного преобразователя

Универсальные преобразователи частоты мощности innovert idd из однофазного тока 220 вольт в трех фазный 380 вольт изготовлены на основе простого трехфазного электродвигателя, имеют ряд преимуществ:

1. Может вырабатывать трехфазный ток 380 вольт напряжения.
2. Асинхронный двигатель не теряет мощность.
3. Применяется для разных типов моторов с любыми характеристиками (ограничение только по сети, мощность не более 7 киловатт).
4. Имеет простую конструкцию. Люди со средним образованием вполне могут сделать его за пару часов. Нужен будет двигатель асинхронного типа трехфазный 4 киловатта мощностью, емкость 50 микрофарад, куски проводов, три фазы. Электромотор не нужно переделывать.
5. Потребляемая мощность от сети небольшая. Двигатель мощности на 4 кВт в холостую берет от сети около 200 ватт.

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:

1. фазосдвигающий конденсатор;
2. частотный преобразователь.

Рассмотрим их по очередности.

1. 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.

1. 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 частотника до двигателя – 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.

Возможно ли сделать из 220В 380В

На различных промышленных предприятиях или в помещениях со специальным функционалом генераторы выдают в основном трёхфазный ток, что позволяет увеличить его напряжение в несколько сотен раз при использовании особого оборудования. По установкам ДЭП энергия подаётся потребителям, но перед этим она должна попасть на силовой трансформатор, который увеличит напряжение до 380 В. Из распределительной подстанции энергия будет перемещаться на потребительскую линию.

Подключение двигателя

На трех фазах ток передается таким образом, что его частички движутся по перпендикулярным траекториям. Внутри проводника величина напряжения 380 Вольт, а между фазами — 220 Вольт, что является нормальным показателем для жилых помещений. Учитывая, что подавляющее большинство квартир электрифицируются по однофазной схеме, две недостающие фазы можно завести в помещение с ближайшего распределительного щита.

Внимание! На сегодняшний день на рынке доступно множество преобразователей, способных повысить мощность электрического тока. Но при работе с ними необходимо придерживаться определённых правил безопасности

Многих обывателей, не изучавших особенности преобразования электрического тока, волнует вопрос, как из 380 вольт получить 220 вольт и наоборот, какие типы переходников необходимо при этом использовать? Cовременный рынок электротехники предлагает массу устройств для преобразования напряжения. В зависимости от мощности подключаемого оборудования, каждый потребитель может выбрать как простой бытовой инвертор, так и высокотехнологичную промышленную установку.

Вам это будет интересно Особенности сопротивления проводников

Варианты замены

Получить источник напряжения 380 В можно и через использование трёх фаз от источников электрического питания с напряжением 220 В, однако в высотных домах делать это рекомендуется только с согласия осуществляющей энергетический надзор компании. При наличии возможности подсоединения электрооборудования к трёхфазному щитку распределения, который обычно находится в подъезде, преобразователь напряжения не нужен — достаточно трёхфазного удлинителя

Существующие способы преобразования однофазного тока в трёхфазный хоть и эффективны, однако имеют некоторые минусы:

• нередкая потеря мощности двигателя;
• невозможность получения трёхфазного тока без присутствия помех;
• мощностные ограничения частотных преобразователей;
• наличие видов электрических двигателей, которые не получится запустить подобными способами в однофазной сети;
• конденсаторы мощности не очень удобны в использовании, так как система получается большой и представляет опасность для помещения.

Сделать подобный прибор в домашних условиях возможно, но достаточно проблематично и трудозатратно, поэтому покупка инвертора будет куда более простым и безопасным решением, учитывая широкий выбор товаров в этом сегменте.

Использование специального инвертора

Современные полупроводниковые приборы позволяют создавать высокочастотные инверторы. Уже существует множество моделей сварочных аппаратов и миниэлектростанций с мощностью в единицы киловатт и больше. Для подобных электронных схем, имеющих встроенный выпрямитель, не имеет значения, какие выходные сигналы формировать. Причем с наиболее высоким качеством. Поэтому самый простой вариант, правда, с ценой примерно $130/кВт, – это приобретение специального инверторного преобразователя.

Одна из моделей преобразователя однофазного напряжения 220 В в трехфазное напряжение 380 В

На рынке много разнообразных моделей преобразователей однофазного напряжения в трехфазное. Их цена при одинаковой мощности зависит от:

• качества синусоиды выходного напряжения;
• наличия различных защит (например, от пропадания нагрузки в одной из фаз, перегрузки по входному напряжению, выходному току, от превышения температуры);
• возможности плавного разгона асинхронного движка;
• управления скоростью и направлением вращения вала электродвигателя;
• возможности дистанционного управления;
• датчика, фильтров, вспомогательных блоков и принадлежностей.

Какой из перечисленных способов оптимален для читателя, определяет их сравнение в конкретных условиях. Изложенной информации для этого вполне достаточно.

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 диапазон регулировки частоты 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:

1. мощность двигателя, применяемого в качестве ЧП, выбирается большей, чем мощность подсоединяемого к нему электропривода;
2. 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;
3. рабочий ток преобразователя в обычном режиме должен быть больше, чем указанно его значение в паспорте данного типа электродвигателей (иначе ЧП просто сгорит);
4. подключение преобразователя осуществляется в строгой последовательности: первым запускается ЧП, затем 3-х полюсные потребители. Выключается оборудование в обратной последовательности.

Преимущества инвертора 220 в 380

Универсальный инвертор 220 в 380 обладает рядом выгодных преимуществ:

1. возможность выработки трёхфазного тока 380 В без потери мощности асинхронного двигателя;
2. возможность применения для подключения моторов с самыми разнообразными характеристиками;
3. невысокая мощность потребления.

Также плюсами использования инвертора с 220 на 380 считаются такие моменты, как:

• уменьшение потребления электроэнергии в связи с возрастанием мощности до пятидесяти процентов;
• стабильность работы оборудования, защищённой от воздействия скачков напряжения;
• увеличения ресурса работы — плавность запуска и остановки понижают степень износа приборов.

Схема подключения 3-х фазного двигателя в сеть 220в соединенного звездой.

Как видно, напряжение 220в распределяется на две последовательно соединенные обмотки, где каждая рассчитана на такое напряжение. Поэтому теряется мощность почти в два раза, но использовать такой двигатель можно во многих маломощных устройствах.

Максимальной мощности двигателя на 380в в сети 220в можно достичь, только используя соединение в треугольник. Кроме минимальных потерь по мощности, неизменным остается и число оборотов двигателя. Здесь каждая обмотка используется на свое рабочее напряжение, отсюда и мощность. Схема подключения такого электродвигателя изображено на рисунке 1.

На рис.2, изображено брно с клеммой на 6 выводов для возможности подключения треугольником. На три получившихся вывода, подается: фаза, ноль и один вывод конденсатора. От того, куда будет подключен второй вывод конденсатора ― фаза или ноль, зависит направление вращения электродвигателя.

На фото: электродвигатель только с рабочими конденсаторами без емкостей для запуска.

Если на вал будет начальная нагрузка, необходимо использовать конденсаторы для запуска. Они соединяются в параллель с рабочими, используя кнопку или переключатель на момент включения. Как только двигатель наберет максимальные обороты, емкости для запуска должны быть отключены от рабочих. Если это кнопка, просто отпускаем ее, а если выключатель, то отключаем. Дальше двигатель использует только рабочие конденсаторы. Такое соединение изображено на фото.

Меры безопасности

Основные правила безопасности при преобразовании энергии:

• Необходимо работать только с проверенными и технически исправными приборами во избежание короткого замыкания или пожара;
• Минимальная мощность в приборах должна быть больше 400 Вт для корректного преобразования напряжения;
• В процессе преобразования необходимо пользоваться мультиметром, для того чтобы отслеживать результат;
• В щитке необходимо установить устройство защитного отключения, чтобы при скачках напряжения бытовые приборы не вышли из строя;
• При работе по подключению все помещения должны быть обесточены, а щиток отключен;
• Если на проводах есть скрутки, то их необходимо заменить, чтобы они не закоротили в процессе работы;
• Не должно быть оголенной изоляции в проводах, так как при соприкосновении может случиться короткое замыкание или электротравмы.

Преобразователь 220 в 380 своими руками с конденсатором

Внимание! Нельзя пренебрегать правилами безопасности, иначе это может привести не только к выходу из строя бытовых приборов, но и к возгоранию, порче проводки и щитка оборудования. Подобной работой должен заниматься только опытный электромонтер, либо человек, обладающий достаточными познаниями в электрике

Чтобы понять, как с 380 взять 220, необходимо изучить принцип действия всех приборов для преобразования энергии. Опытные мастера рекомендуют применять только трансформаторы или двигатели с конденсаторами. С данными устройствами сможет справиться даже новичок, при соблюдении всех правил безопасности

Подобной работой должен заниматься только опытный электромонтер, либо человек, обладающий достаточными познаниями в электрике. Чтобы понять, как с 380 взять 220, необходимо изучить принцип действия всех приборов для преобразования энергии. Опытные мастера рекомендуют применять только трансформаторы или двигатели с конденсаторами. С данными устройствами сможет справиться даже новичок, при соблюдении всех правил безопасности.

Устройство защитного отключения

Итак, было расмотрено несколько методик преобразования тока. В заключении необходимо отметить, что процесс это достаточно сложный. В некоторых случаях необходимо специальное разрешение и допуск для работы. Некачественно выполненная работа может привести к КЗ и пожарам, нарушению целостности изоляции. Считается, что для подключения стандартных электроприборов в квартирах достаточно 220 В.

Второй способ – фазовый сдвиг

Этот вариант получения трехфазного напряжения основан на свойствах индуктивности (ток отстает от напряжения сети на условные 90 градусов угла между векторами) и емкости (напряжение опережает ток в электрической цепи на условные 90 градусов угла между векторами). Комбинируя совместно с нагрузкой индуктивные и емкостные элементы, при их определенном сочетании получается фазовый сдвиг в 120 градусов по напряжению в специальной схеме, показанной далее. Каждому значению мощности потребуются соответствующие по величине элементы. Они приведены в таблице № 1.

Схема
Таблица № 1 для получения трехфазного напряжения на активной нагрузке

Для асинхронного движка, в котором эквивалент обмоток статора – это параллельно соединенные сопротивления и емкости, схема и величины элементов будут иными. Они приведены далее в таблице № 2 вместе со схемой.

Схема
Таблица № 2 для получения трехфазного напряжения на обмотках асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором

Для схемы нужны металлобумажные конденсаторы с номинальным напряжением от 250 В. Для индуктивностей рекомендуется использовать сердечник от трансформатора мощностью 200 ВА. Число витков подбирается по измеряемой силе тока в электрической цепи из дросселя и резистора с известным сопротивлением, соединенных последовательно. Эта цепь вместе с мультиметром присоединяется к генератору 100…300 Гц. Дополнительно величина индуктивности корректируется воздушным зазором в сердечнике. Его наличие обязательно.

Увеличение индуктивности приведет к уменьшению тока, и наоборот. Совпадение измеряемого значения с расчетным свидетельствует о получении индуктивности необходимой величины. Такой способ целесообразен только для статичной нагрузки на вале асинхронного двигателя. При отклонениях ее фазовые характеристики напряжения в обмотках изменятся вместе с крутящим моментом. То есть эффективность двигателя ухудшится.  

Способы преобразования энергии

В данном разделе описаны основные методы преобразования 220 Вольт в увеличенную трёхфазную энергию с напряжением 380 В. Существует множество способов, однако опытные специалисты выделяют только пять основных:

• Использование электрического преобразователя энергии;
• Использование трансформаторов тока;
• Преобразование тока из двухфазного в трёхфазный;
• Применение трёхфазного мотора в роли генератора;
• Использование преобразователя конденсаторного плана.

Инвертор напряжения

Преобразователь энергии

Одно из самых простых устройств для моментального преобразования энергии – это инвертор, устройство, повышающее номинальное напряжение в сети до требуемых показателей, величина которых зависит от технических характеристик конкретного прибора.

Бытовые инверторы формируют стабильное напряжение и не требуют специальных навыков при эксплуатации. К сожалению, мощность подобных приборов невысока, но в то же время они подходят почти для всех трёхфазных бытовых устройств.

Подключение звездой и треугольником

Внутри прибор оснащен опцией защиты от скачков напряжения и коротких замыканий, что позволяет стабилизировать частоту подачи тока, исключив внезапное изменение амплитуды в электрической цепи, нередко приводящее к поломкам.

Внимание! Постоянная энергия с минимумом перепадов напряжения получается благодаря принципу действия преобразователя. Первым делом, он обеспечивает снижение частотности переменного тока, после чего формирует трёхфазное напряжение с необходимой частотой

Способ применения трех фаз

При стандартном инженерном оснащении в распределительных этажных щитах подключено три фазы, но в каждое обособленное жилое помещение заводится лишь одна из них.

Щитки, как правило, устанавливают в коридорах, либо на лестничных клетках, откуда можно подвести в помещение две дополнительные фазы, однако для этого необходимо заручиться письменным разрешением эксплуатирующих служб.

Документ на подведение двух фаз можно запросить у энергоснабжающей организации или согласовать с управляющей компанией дома. Также необходимо установить трёхфазный прибор для коммерческого учета электроэнергии.

Схема преобразования

Выводы

Получить 380 вольт от сети 220 В возможно несколькими способами. Самым эффективным является способ применения электронного инвертора:

• стабильные параметры тока;
• безопасная эксплуатация;
• обеспечение заявленной выходной мощности;
• компактность установки.

Все выше перечисленные способы преобразования 220 Вольт в 380 работают, поэтому имеют право на существование. Но надо быть готовым к потере мощности и к трудностям по достижению других параметров тока, включая его частотные характеристики.

Проблема наличия 380В рано или поздно посещает почти любого «гаражника» (и не только).

Взять хотя бы компрессора — мало мальски производительные нуждаются в питании 380В. не говоря уж о самодельных (например на базе компрессора ЗИЛ-130 и тд)

Обычно для решения проблемы применяют конденсаторный запуск электродвигателя, когда используются рабочие и пусковые конденсаторы, для мощный 3-4-5ти киловаттных двигателей требуется по 200-500 мкФ и более. Добавить еще и падение мощности двигателей и, особенно, малое стартовое усилие, когда под нагрузкой двигатель не может набрать обороты и получаем практически полную невозможность управлять такой системой от автоматики.

Так же применяют частотные преобразователи, что не только зашкаливает по деньгам, но и для запуска трёхфазников от 220в мощнее 3-ёх киловатт однофазных частотников нет, только трёхфазные.

Вариант законно протянуть 380 можно убирать сразу (проект, монтаж, согласования и разрешения = будет золотая сеть

Для реализации — нужно приобрести более мощный электродвигатель, чем рабочий (для питания 4-ёх киловаттного двигателя я купил электродвигатель 5,5 киловатт 1500 оборотов всего за 1750 рублей) + пакетник (для тест подключения) на 3 контакта за 140 рублей. Итого затрат 1890. По сути это меньше стоимости реально нужного числа конденсатора, для работы 4-ёх киловатт от конденсаторов.

Работа и подключение преобразователя (расщепителя фаз) на видео:

Так что жду автоматику и вскоре запускаю свой компрессор на расчётную производительность!

Нередко в доме или в гараже приходится использовать агрегаты с приводами от двигателей на 380 вольт, предназначенных для использования в трехфазных сетях. Использовать трехфазную сеть в этих условиях невозможно (исключения бывают, но редко). Тогда остается запитать трехфазный двигатель от бытовой сети.

При подключении обмоток асинхронного двигателя к трем фазам по каждой его обмотке ток течет в разное время. Это создает магнитное поле, обеспечивающее вращение ротора электродвигателя. Питание трехфазного двигателя от двух фаз снижает мощность и эффективность двигателя. Поэтому подключать двигатель на 380 вольт к двум фазам стоит, если другого выхода не остается.