Как получить 380 Вольт из 220

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.

Как из 220 Вольт сделать 380 В?

Почти все бытовые электроприборы рассчитаны на напряжение 220 В. Мы, не задумываясь, включаем их в розетку и наслаждаемся работой устройств. Но иногда требуется подключить асинхронный двигатель, рассчитанный на 380 В. Для его запуска можно использовать специальную схему, которая позволяет подключать электромотор к однофазной сети, но при этом придётся смириться с потерей мощности. Можно ли однофазную сеть превратить в трехфазную и как из 220 Вольт сделать 380?
Оказывается, такая возможность есть. Существует несколько способов получить 380 В из однофазной сети. Ниже мы покажем, как это сделать, но для начала разберёмся в том, чем отличается однофазная сеть от трёхфазной.

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.

Теория

На промышленных электростанциях генераторы вырабатывают трёхфазный ток, и повышают его напряжение до десятков и даже сотен киловольт. По линиям электропередач электричество поставляется потребителям. Но перед этим ток поступает на силовой трансформатор, который понижает напряжение до 380 В. Из распределительной подстанции электроэнергия поступает в потребительскую сеть.

В трёхфазной сети ток подаётся таким образом, что все три сдвинуты относительно друг друга на 120 градусов. Напряжение между фазами составляет 380 В, а между фазой и нейтралью 220 В (см.рис. 1). Именно это напряжение подаётся в каждую квартиру.

Рис. 1. Структура трёхфазного тока

Так как нашей целью является получение 380 В именно из однофазной сети, то перейдём к способам преобразования 220 В на 380.

Способы получения 380 Вольт из 220

Рассмотрим основные способы преобразования 220 вольт в полноценный трёхфазный ток, напряжением 380 В:

с помощью электронного преобразователя напряжения;
путём применения трансформатора;
использованием трёх фаз;
используя трёхфазный двигатель в качестве генератора;
пользуясь конденсаторной схемой.

Преобразователь напряжения

Самый простой и надёжный способ преобразовать 220 В в 380 – купить электронный преобразователь напряжения. (см. рис. 2). Этот прибор часто называют инвертором. Гаджет прост в управлении и генерирует качественный трёхфазный ток. Правда, мощность инверторов не слишком большая, но её, как правило, хватает для большинства трёхфазных бытовых приборов.

Рис. 2. Преобразователь напряжения

Преобразователь хорош ещё и тем, что у него есть встроенная функция защиты от перегрузок и КЗ. А это значит, что электромотор не перегреется и не выйдет из строя в результате КЗ.

Высокое качество тока достигается благодаря принципу работы устройства. Инвертор сначала выпрямляет переменный однофазный ток, а затем генерирует трёхфазное напряжение с заданной частотой и со стандартным сдвигом фаз. При этом количество фаз может быть и больше чем 3 (с соответствующим углом сдвига).

Используя трансформатор

С помощью повышающего трансформатора можно получить какое угодно напряжение, в том числе и 380 В. Однако, если вас интересует трёхфазное напряжение, то необходим специальный трёхфазный трансформатор. преобразующий однофазный ток в трёхфазный. Такие трансформаторы есть в продаже.

Обмотки трансформатора соединены звездой или треугольником. Напряжение однофазной сети подаётся на две первичные обмотки напрямую, а на третью – через конденсатор. При этом ёмкость конденсатора подбирается из расчёта 7 мкФ на каждые 100 Вт мощности.

Обратите внимание на то, что номинальное напряжение конденсатора не должно быть ниже 400 В. Такое устройство нельзя включать без нагрузки.

Хоть мы и получим таким способом необходимые 380 В, всё равно будет наблюдаться снижение мощности электромотора (если вы планируете подключать его к трансформатору). Соответственно КПД двигателя тоже упадёт.

Использование 3-х фаз

Если вы проживаете в многоквартирном доме, то к нему уже подведено 3 фазы, которые с целью оптимального распределения нагрузок разведены по отдельным квартирам. На каждом этаже стоят распределительные щиты, откуда можно завести в квартиру недостающие две фазы. Но для этого потребуется разрешение.

При желании вы можете получить разрешение у энергоснабжающей компании или согласовать с Энергонадзором обустройство трёхфазного питания в вашей квартире. При этом потребуется установить трёхфазный счётчик электроэнергии.

Использование электродвигателя

Вы наверно знаете, что ротор обычного трёхфазного двигателя после запуска продолжает вращаться после отключения одной фазы. Оказывается, что между выводом отключенной обмотки и задействованными выводами имеется ЭДС.

Сдвиг фаз между обмотками статора зависит только от их расположения. В трёхфазном двигателе эти катушки расположены под углом 120º, а значит они обеспечивают такой же угол сдвига фаз. Это обстоятельство наталкивает на мысль, что асинхронный трёхфазный двигатель можно использовать для получения 380 вольт от обычной однофазной сети. Простая схема подключения электромотора изображена на рисунке 3. Конденсатор на схеме нужен только для запуска двигателя. После запуска его можно отключить. Конденсатор берём типа МБГО, МБГП, МБГТ или К42-4, рабочее напряжение которого должно быть не менее 600 В. Можно применить конденсатор К42-19, с рабочим напряжением минимум 250 В.

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.

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.

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:

Может вырабатывать трехфазный ток 380 вольт напряжения.
Асинхронный двигатель не теряет мощность.
Применяется для разных типов моторов с любыми характеристиками (ограничение только по сети, мощность не более 7 киловатт).
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.
Потребляемая мощность от сети небольшая. Двигатель мощности на 4 кВт в холостую берет от сети около 200 ватт.

Подключение электродвигателя 380В на 220В

Подключение электродвигателя 380В на 220В выполняется через конденсатор. Для такого подключения необходимо использовать бумажные (или пусковые) конденсаторы, при этом ВАЖНО чтобы номинальное напряжение конденсатора было больше либо равно напряжению сети. Могут применяться конденсаторы следующих марок (типов):

МБГО, МБГЧ, МБГП, МБГТ, МБГВ, КБГ, БГТ, ОМБГ, K42-4, К42-19 и др.

Емкость конденсатора можно определить по формулам приведенным ниже, либо с помощью онлайн расчета емкости.

Первое, что необходимо сделать — это правильно соединить выводы обмоток электродвигателя. Как уже известно из статьи: схемы соединения обмоток электродвигателя обмотки электродвигателя можно соединить по схеме «звезда» (обозначается — Y) или по схеме «треугольник» (обозначается — Δ), при этом, как правило для подключения электродвигателя на 220В применяется схема «треугольник» , что бы определиться со схемой соединения обмоток необходимо посмотреть паспортные данные электродвигателя на прикрепленном к нему шильдике:

Запись: «Δ/ Y 220/380V» обозначает, что для подключения данного электродвигателя на 220В необходимо соединить его обмотки по схеме «треугольник», а для подключения на 380В — по схеме «звезда», как это сделать читайте здесь.

Второе, с чем необходимо определиться — это как будет производиться запуск электродвигателя, под нагрузкой (когда уже в момент запуска электродвигателя к его валу приложена нагрузка и он не может свободно вращаться) либо без нагрузки (когда вал электродвигателя в момент запуска свободно вращается, например наждак, вентилятор, циркулярная пила и т.п.).

При запуске двигателя без нагрузки применяется 1 конденсатор который называется рабочим, а при необходимости запуска двигателя под нагрузкой в схеме, помимо рабочего, дополнительно применяется 2-ой конденсатор который называется пусковым, он включается только в момент запуска.

Разберем схемы подключения электродвигателя 380 на 220 для обоих случаев:

Материалы, оборудование

Электропроводку делают закрытой либо открытой. Первая, спрятанная в стене, защищена от влаги и механических воздействий, однако требует значительных физических усилий. Вторую прокладывают «без шума и пыли», поэтому работа проходит очень быстро. Плюс — возможность простой замены элементов или модификации схемы.

Чаще хозяева гаражей выбирают второй вариант. Владельцам помещений на загородных участках лучше отдать предпочтение закрытой электропроводке. Все электрооборудование защищают, используя гофрированные трубы, кабельные каналы. Последние — длинные и узкие пластиковые лотки, крышки которых защелкиваются.

Кабель

Для электропроводки в гараже выбирают следующие типы кабелей:

Так как помимо сечения важной характеристикой является количество жил, предпочтение отдают изделиям ВВГ, имеющим от 1 до 5 проводников. Другие их достоинства — широкий температурный диапазон (от-50 до +50°), прочность, влагоустойчивость.

Алюминиевые изделия использовать не рекомендуют: независимо от его сечения кабель может ломаться, а в таком случая проводку надо будет рано или поздно менять полностью. При открытом способе монтажа потребуется подсчитать количество гофрированных труб либо кабель-каналов, крепежей, необходимых для фиксации проводки.

Устройства автоматической защиты

Чтобы предотвратить перегрузки по току и КЗ, в линиях устанавливают автоматические выключатели. Для исключения возможности поражения людей током используют специальные устройства — УЗО. Во время разработки схемы электропроводки в гараже необходимо:

Как подключить электродвигатель 380в на 220в

Бывает, что в руки попадает трехфазный электродвигатель. Именно из таких двигателей изготавливают самодельные циркулярные пилы, наждачные станки и разного рода измельчители. В общем, хороший хозяин знает, что можно с ним сделать. Но вот беда, трехфазная сеть в частных домах встречается очень редко, а провести ее не всегда бывает возможным. Но есть несколько способов подключить такой мотор к сети 220в.

Следует понимать, что мощность двигателя при таком подключении, как бы вы ни старались — заметно упадет. Так, подключение «треугольником» использует только 70% мощности двигателя, а «звездой» и того меньше — всего 50%.

В связи с этим двигатель желательно иметь помощнее.

Итак, в любой схеме подключения используются конденсаторы. По сути, они выполняют роль третьей фазы. Благодаря ему, фаза к которой подключен один вывод конденсатора, сдвигается ровно настолько, сколько необходимо для имитации третьей фазы. Притом что для работы двигателя используется одна емкость (рабочая), а для запуска, еще одна (пусковая) в параллель с рабочей. Хотя не всегда это необходимо.

Например, для газонокосилки с ножом в виде заточенного полотна, достаточно будет агрегата 1 кВт и конденсаторов только рабочих, без надобности емкостей для запуска. Обусловлено это тем, что двигатель при запуске работает на холостом ходу и ему хватает энергии раскрутить вал.

Если взять циркулярную пилу, вытяжку или другое устройство, которое дает первоначальную нагрузку на вал, то тут без дополнительных банок конденсаторов для запуска не обойтись. Кто-то может сказать: «а почему не подсоединить максимум емкости, чтобы мало не было?» Но не все так просто. При таком подключении мотор будет сильно перегреваться и может выйти из строя. Не стоит рисковать оборудованием.

Особенности электрификации гаража

Схема электропроводки в гараже немногим отличается от разводки в квартире либо в частном доме. Поэтому самостоятельно электрифицировать помещение сможет любой владелец, эта задача вполне по силам. Однако несоблюдение правил при подобных работах — всегда потенциальная угроза: любая электропроводка должна быть не только функциональной, но и абсолютно безопасной.

Самый элементарный вариант — новый гараж, возведенный на участке, где уже находится полностью благоустроенный дом и, естественно, имеется электричество. В этом случае владельцу понадобится минимум усилий: останется только провести кабель от распределительного щита здания к гаражу, а затем сделать разводку.

Если строение расположено далеко, то рассматривать необходимо два способа: подключение от здания или от линии электропередач, которая находится неподалеку. Вторая задача сложнее, так как придется тянуть кабель либо воздушным, либо подземным путем. Оба варианта предполагают дополнительные траты и необходимость монтажа отдельного распределительного щитка.

Схема электропроводки в гараже должна учитывать все возможные устройства и особенности самого помещения.

Рассмотрим сначала как подключается трехфазный двигатель в сеть 380в.

Трехфазные двигатели бывают, как с тремя выводами — для подключения только на «звезду», так и с шестью соединениями, с возможностью выбора схемы ― звезда или треугольник. Классическую схему можно видеть на рисунке. Здесь на рисунке слева изображено подключение звездой. На фото справа, показано как это выглядит на реальном брне мотора.

Видно, что для этого необходимо установить специальные перемычки на нужные вывода. Эти перемычки идут в комплекте с двигателем. В случае когда имеется только 3 вывода, то соединение в звезду уже сделано внутри корпуса мотора. В таком случае изменить схему соединения обмоток попросту невозможно.

Монтаж электропроводки по схеме

После того как схема электропроводки в гараже готова, а все необходимое куплено, можно приступать к монтажу. Всю операции можно разделить на три этапа: это подготовка, работа на внешнем участке и монтаж электропроводки в помещении.

Подготовка

Перед началом работы традиционно готовят комплект инструментов электромонтажника. В него входят:

Еще потребуется карандаш (малярная отбивка, краска/кисть) для разметки поверхностей, изолента и резиновые перчатки. Ручки всех инструментов должны быть защищены.

Подготовительные работы в большей степени относятся к помещению. Это разметка стен и/или потолка, нарезка каналов-штроб, высверливание отверстий под розетки, распределительные щитки. Гнезда делают перфоратором и алмазной коронкой. Канавки — перфоратором, болгаркой, или простым «дедовским» набором — зубилом и молотком.

Все эти инструменты далеко не самый оптимальный выбор: лучше купить или найти (арендовать) «профи» — штроборез, который гарантирует скорость работы, ровность каналов, отсутствие грозных туч пыли в гараже. Глубина и ширина штроб, как правило, не превышает 20 мм.

Схема электропроводки в гараже, если речь идет об освещении, реализуется на потолке. Когда перекрытием являются железобетонные плиты, то кабель просто укладывают между ними, а затем замазывают песчано-цементной смесью либо готовой штукатуркой. В случае монолита проводку протягивают в гофрированный рукав. Ее фиксируют хомутами, «посаженными» на саморезы.

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.

Как подобрать конденсаторы для трехфазного двигателя, используя его в сети 220в.

Первое, что нужно знать ― конденсаторы должны быть неполярными, то есть не электролитическими. Лучше всего использовать емкости марки ― МБГО. Их с успехом использовали в СССР и в наше время. Они прекрасно выдерживают напряжение, скачки тока и разрушающее воздействие окружающей среды.

Также они имеют проушины для крепления, помогающие без проблем расположить их в любой точке корпуса аппарата. К сожалению, достать их сейчас проблематично, но существует множество других современных конденсаторов ничем не хуже первых. Главное, чтобы, как уже говорилось выше, рабочее напряжение их не было меньше 400в.

Расчет конденсаторов. Емкость рабочего конденсатора.

Чтобы не обращаться к длинным формулам и мучить свой мозг, есть простой способ расчета конденсатора для двигателя на 380в. На каждые 100 Вт (0,1 кВт) берется — 7 мкФ. Например, если двигатель 1 кВт, то рассчитываем так: 7 * 10 = 70 мкФ. Такую емкость в одной банке найти крайне трудно, да и дорого. Поэтому чаще всего емкости соединяют в параллель, набирая нужную емкость.

Емкость пускового конденсатора.

Это значение берется из расчета в 2-3 раза больше, чем емкость рабочего конденсатора. Следует учитывать, что эта емкость берется в сумме с рабочей, то есть для двигателя 1 кВт рабочая равна 70 мкФ, умножаем ее на 2 или 3, и получаем необходимое значение. Это 70-140 мкФ дополнительной емкости — пусковой. В момент включения она соединяется с рабочей и в сумме получается — 140-210 мкФ.

Особенности подбора конденсаторов.

Конденсаторы как рабочие, так и пусковые можно подбирать методом от меньшего к большему. Так подобрав среднюю емкость, можно постепенно добавлять и следить за режимом работы двигателя, чтобы он не перегревался и имел достаточно мощности на валу. Также и пусковой конденсатор подбирают добавляя, пока он не будет запускаться плавно без задержек.

Кроме указанного выше типа конденсатора — МБГО, можно использовать тип — МБГЧ, МБГП, КГБ и тому подобные.