Энергетическая независимость жилища — кредо многих современных домовладельцев. Чтобы интегрировать портативный генератор в домашнюю сеть, необходимо не только обладать навыками электромонтажа, но и знать основы автоматизации резервного ввода. Сегодня мы ответим на большинство вопросов по этой теме.
Почему не следует включаться через розетку
В редких случаях аварийного обесточивания принято «подкидывать» питание от генератора к ближайшей розетке. Ведь отключения электричества так редки, не правда ли, так зачем напрягаться над устройством системы резервного ввода? Но здесь, как и во всём, есть ряд подводных камней.
Во-первых, линия питания отдельной розеточной группы не рассчитана принимать на себя магистральную нагрузку. Хорошо, если группа защищена отдельным автоматом, подобранным соответственно сечению кабеля, а если нет?
Подключение генератора к дому через трёхпозиционный рубильник: 1 — вводной автомат сети; 2 — счётчик; 3 — УЗО; 4 — генератор; 5 — трёхпозиционный переключатель; 6 — нулевая шина (N); 7 — шина заземления (PE); 8 — к потребителям
Во-вторых, нельзя полагаться на собственную обязательность. Забыть выключить вводной автомат — это обычное дело.
В лучшем случае вы запитаете от генератора всех потребителей на магистральной городской линии, что, несомненно, вызовет перегруз и сильное недоумение — почему же автомат защиты постоянно срабатывает.
В худшем — и это наиболее частая причина поломок генератора — вы словите «встречку» и на долгое время попрощаетесь с аварийным источником электроэнергии.
Ну и последний аргумент: никогда не стоит пренебрегать удобством пользования той или иной системой. Всего один поворот рубильника или работа в полностью автоматическом режиме — и вы всё время спокойны за сохранность своей электросети и оборудования, подключенного к ней.
Необходимый минимум для подключения генератора
Впрочем, для технически правильного подключения генератора к домашней электросети нужно не так много. В первую очередь — обеспечить отдельный ввод. Его рекомендуется выполнять медным кабелем высокого сечения (не менее 4 мм2) и прокладывать от вводно-распределительного устройства до специально оборудованного места установки генератора.
Также понадобится перекидной рубильник. Для бытовых нужд в последнее время появилось много вариантов подобных устройств в модульном исполнении для монтажа на 35 мм DIN-рейку. Навскидку можно предложить целый ряд устройств. От наиболее дешёвых изделий марки TDM-63 до более добротных и надёжных устройств серии E200 от ABB или SFB от Hager.
Устройства имеют простейшую схему включения и принцип работы. На нижние контакты, как правило, подключают общую шину отходящих нагрузок. С обратной стороны, там, где контакты парные, подключают два отдельных ввода.
Клавиша переключения имеет три положения, в среднем все цепи разомкнуты.
Практически во всех сериях устройства могут быть многополюсными, что значительно облегчит работу с трёхфазной сетью и сложной системой заземления/зануления.
Важно помнить, что трёхпозиционный (перекидной) рубильник работает по принципу выключателя нагрузки, в нём не предусмотрено ни теплового, ни электромагнитного расцепителя. Поэтому каждый ввод нужно дополнительно защищать автоматом, предельный ток которого определяется допустимой нагрузкой на питающую линию.
Простейшее перекидное устройство можно изготовить и самому из пары двухполюсных автоматов одного и того же производителя. Их нужно поставить рядом, один перевернуть вверх ногами, а затем сцепить вместе клавиши, вставив стальной штифт в штатное отверстие.
Как обеспечить автоматическое переключение
Если щиток с ВРУ расположен в труднодоступном месте или вы просто не желаете каждый раз выполнять переключение вручную, можно положиться на устройство автоматического переключения. Его схема также предельно проста, нужно лишь два модульных контактора с количеством контактных пар, равным числу фаз питания, а также парой нормально открытых и нормально замкнутых дополнительных контактов.
В обычном режиме работы городской ввод все время находится «на подхвате» включенного контактора, у которого цепь питания катушки подключена напрямую к питающей сети до разрыва.
Если электричество на городском вводе пропадает, контактор отбросит и замкнётся нормально закрытая пара дополнительных контактов, которая включит второй контактор резервного ввода, или, по крайней мере, замкнёт цепь питания его катушки.
1 — реле времени; 2 — контактор основного ввода; 3 — управляющая катушка контактора; 4 — контактор резервного ввода
Подключение «аварийного» контактора также выполняется до разрыва питающей сети от генератора, поэтому до его запуска устройство будет оставаться в выключенном состоянии.
Здесь очень полезно добавить в цепь модульное реле времени, чтобы питание потребителей включалось спустя минуту-две после запуска генератора.
Это позволит двигателю прогреться и выйти в рабочий режим перед принятием основной нагрузки.
При этом цепь питания второго, резервного контактора, следует пропустить через нормально закрытый контакт коммутатора основного ввода.
Таким образом, при повторном появлении напряжения на городской линии первый контактор снова включится и разомкнёт цепь питания второго ввода.
Конечно, здесь бы следовало добавить устройство останова генератора, но в крайнем случае он будет некоторое время работать на холостом ходу с минимальным потреблением топлива.
Установка блока АВР с автозапуском бензогенератора
В свете вышесказанного было бы очень полезным устройство, вообще исключающее вмешательство человека в работу системы аварийного электроснабжения. Такие приборы действительно есть и работают они полностью бесперебойно, но только с генераторами, укомплектованными электрическим стартером и штатной системой останова.
Разрабатывать подобную систему самостоятельно — хлопотное дело, достойное отдельного обсуждения. При неправильной организации работы велик риск испортить оборудование. Например, если генератор имеет поломку моторной части, его принудительный многократный запуск вызовет, по меньшей мере, глубокий разряд аккумулятора, а в худшем случае приведёт к выходу из строя обмоток электростартера.
Есть два варианта подобных устройств, первый — штатный блок электронного управления, поставляемый вместе с генератором и устанавливаемый с ним в одном помещении. Такой блок подключается согласно приложенной в инструкции схеме и управляет он только запуском и остановкой двигателя, в некоторых случаях берёт на себя задачу регулировки оборотов и выдаваемой мощности.
Основная коммутация резервного ввода выполняется контакторами по схеме, которую мы описывали ранее. Только в этом случае нормально разомкнутый контакт на основном вводе протягивается сигнальным слаботочным проводом до блока управления, чтобы текущее состояние городской линии давало понять электронике, когда следует вводить в работу или останавливать генератор.
1 — блок автоматического запуска генератора; 2 — контактор основного ввода; 3 — контактор резервного ввода
Второй вариант — комплектные устройства АВР с автозапуском. Это не очень обширный спектр устройств, но все они требуют установки на генератор дополнительного оборудования: электрического привода дроссельной заслонки и стартера с аккумулятором.
Подключение генератора через АВР: 1 — вводный автомат; 2 — счётчик; 3 — щит АВР; 4 — генератор; 5 — управляющий кабель; 6 — нулевая шина; 7 — автоматы потребителей; 8 — шина заземления
Преимущество таких систем в том, что они имеют всё необходимое «из коробки» и полностью заменяют вводно-распределительное устройство, включая встроенные защиты по току, а иногда даже имеют систему защиты от перенапряжений и утечек.
Всё что нужно для подключения — присоединить жилы вводов и шины потребителей на устройства коммутации, а также соединить вторичную клеммную колодку с дополнительным оборудованием генератора с помощью четырёх- или пятижильного провода.
Возможные проблемы и неисправности
При использовании генератора вы должны иметь полное представление о характере тока, генерируемого автономным источником. Зачастую это не привычные фаза и ноль, а чередующиеся фазы с полуволной в 110–125 В относительно земли.
Такие генераторы требуют качественно выполненной системы заземления, которая не связана с защитным проводником домашней сети. Также в обязательном порядке должны коммутироваться как фазный, так и нулевой провод обоих вводов, иначе гарантирована утечка в городскую сеть.
Это и есть основная причина того, что при подключении через розетку срабатывает автомат защиты на самом генераторе.
Что до устройств дифференциальной защиты, их придётся устанавливать парно — по одному на каждый ввод.
Исключение из этого правила составляют трёхфазные сети, но они, в свою очередь, требуют устройства раздельных контуров заземления и зануления для стабильной и бесперебойной работы.
рмнт.ру
14.10.16
Генератор 380 вольт
В принципе, устройство трехфазного генератора переменного тока достаточно простое. Это корпус с двумя крышками с противоположных сторон. В каждой из них проделаны отверстия для вентиляции. В крышках устроены ниши под подшипники, в которых вращается вал.
На передний конец вала устанавливается передаточный элемент. К примеру, на автомобильном генераторе установлен шкив, с помощью которого вращение передается от двигателя внутреннего сгорания на генератор.
На противоположном конце вала производится передача электрического тока, ведь вал в этом случае выступает как электромагнит с одной обмоткой.
Передача производится через графитовые щетки и токосъемные кольца (они из меди). Щетки соединены с электрорегулятором (по сути, это обычное реле), который регулирует подачу напряжение 12 вольт с требуемыми отклонениями
Самое важное, что реле не повышает и не понижает напряжение в зависимости от скорости вращения самого вала
Так вот если говорить о трехфазных генераторах переменного тока, то это три вот таких однофазных. Только трехфазный агрегат имеет обмотку не на роторе (валу), а в статоре. И таких обмоток три, которые сдвинуты относительно друг друга по фазе. Вал, как и в первой конструкции, выполняет функции электромагнита, который питается через контакты скользящего типа постоянным током.
Вращение вала создает в обмотках магнитное поле. Электродвижущая сила начинает индуцироваться, когда происходит пересечение магнитного поля обмоток с ротором. А так как обмотки располагаются на статоре симметрично, то есть, через каждые 120º, то соответственно и электродвижущая сила будет иметь одинаковое амплитудное значение.
Как выбрать?
При покупке в первую очередь ориентируйтесь на условия, в которых будет работать генератор.
Для начала определите требуемую мощность. Она должна превышать суммарную мощность одновременно включенных потребителей. Рекомендуется иметь небольшой (или большой) запас на случай экстренных ситуаций.
Выберите вид топлива. Решите, что для вас важнее – экономичность или способность запуститься в любых условиях.
Если в сети возможны перегрузки, нужно покупать синхронную модель. Но учтите, что она потребует более тщательного обслуживания, чем асинхронная, и обладает меньшим сроком службы. Да и на систему защиты придется потратиться. Если перегрузки полностью исключены, лучшим выбором станет асинхронный генератор.
Затем проверьте качество изготовления.
- Покрутите ротор рукой. Он должен вращаться легко. Хруст, щелчки и рывки в подшипниках не допускаются, как и биение ротора. Он не должен шататься в подшипниках.
- Контакты и клеммы должны быть блестящими. Не допускается сорванная резьба. Если есть провода, требуется их надежная изоляция. Особенно в местах стыков и перегибов.
- На статоре и каркасе не должно быть трещин. Внимательно осмотрите опорную часть.
- Проверьте генератор в работе. Показания измерительной аппаратуры должны быть стабильными. Звук выхлопа обязан быть ровным.
- Ответственные производители внимательно окрашивают изделие и хорошо крепят логотип. Если краска вызывает сомнения, от такого генератора лучше отказаться.
- Солидность любой фирмы определяется качеством сервиса. Убедитесь, что при возникновении неисправности вы сможете найти специалиста для ее устранения.
Затем обратите внимание на дополнительные функции
- Хорошо, если на заводе уже будут смонтированы измерительные приборы.
- Лучше покупать модели, имеющие как ручной запуск, так и со стартера.
- Проверьте удобство транспортировки. Если есть колесики, они должны хорошо крутиться. Если есть ручки, за них должно быть удобно держаться.
И не бойтесь задавать вопросы консультантам, даже, по их мнению, нелепые. Время, которое вы потратите на выбор, с лихвой компенсируется беспроблемной эксплуатацией.
Принцип работы
Принцип действия трехфазных генераторов основан на законе электромагнитной индукции. Он гласит: на концах металлической рамки, помещенной во вращающееся магнитное поле, будет индуцироваться электродвижущая сила (ЭДС). При этом может вращаться как сама рамка, так и магниты.
Так устроены демонстрационные модели. В реальных генераторах вместо рамки применяется катушка из тонкого медного провода с изолированными друг от друга жилами. Это делается для увеличения коэффициента полезного действия установки.
В современных моделях 3-х фазных генераторов в качестве магнита выступает ротор. При этом магнит может быть постоянным или электрическим. В последнем случае для питания ротора применяют скользящий контакт с графитовыми щетками. Для запуска такого устройства нужен отдельный источник электроэнергии.
Силовая обмотка располагается в статоре. Это убирает необходимость передавать большие токи через скользящий контакт и повышает надежность работы.
Виды
3-фазные генераторы переменного тока не имеют сильных различий между собой. Они отличаются лишь мощностью и особенностями конструкции.
По мощности вырабатываемого тока они бывают:
- 5 кВт;
- 6 кВт;
- 10 кВт;
- 12 кВт;
- 15 кВт и более.
- Кроме того, реальная выходная мощность зависит от многих факторов, таких как качество и чистота топлива, состояние атмосферы (на холоде и при высокой влажности мощность уменьшается) и тому подобное.
- По виду применяемого топлива генераторы бывают:
- дизельные;
- бензиновые;
- работающие на дровах или природном газе.
Наибольшее распространение получили первые 2 варианта. При этом дизельные, в силу своей конструкции, надежнее, поскольку работают без системы зажигания. Еще они более экономичные. Бензиновые, в свою очередь, легче запускаются в сложных условиях.
По принципу действия генераторы бывают синхронные и асинхронные.
Синхронные. Их достоинство – могут выдержать кратковременную перегрузку в 5-6 раз. Такое бывает при запуске некоторых типов электродвигателей и другого мощного оборудования, когда пусковые токи значительно превышают номинальные. Но у них есть недостатки – это большие габариты и масса, а также меньшая надежность по сравнению с асинхронными собратьями.
Также генераторы могут обладать дополнительными функциями:
- возможность подключения дополнительных линий для увеличения нагрузочной способности;
- регулировка характеристик выходного тока (например, его формы);
- наличие электромагнитного реле-регулятора.
По назначению генераторы бывают:
- основные;
- вспомогательные.
Они различаются только способом подключения.
Это все, что касается классификации генераторов. Теперь давайте поговорим о выборе этого устройства.
Схемы подключения
Главная задача при подключении к имеющейся энергосети – не допустить «встречи» генерируемого тока и поступающего с электростанции. Иначе последствия будут плачевными.
Для решения этой задачи существует несколько методов подключения генератора к электросети.
Через розетку
Самый простой метод. Потребители подключаются к генератору напрямую. Но есть серьезные недостатки:
- полное отсутствие защитных устройств;
- нужно купить специальную 4-х полюсную розетку, рассчитанную на большой ток.
Применять этот метод настоятельно не рекомендуется. Мы написали про него только потому, что он есть.
Через распределительный автомат
Это более удобный способ, поскольку он не требует внесения изменений в имеющуюся электросеть. Особенно хорошо он зарекомендовал себя в частных домах.
Для подключения сделайте следующее.
- Отключите вводной автомат централизованной системы электрораспределения. Проще говоря, обесточьте дом.
- Установите в щитке новый 4-х полюсный автомат. Его выходные контакты соедините с домашней сетью.
- Внимательно подключите к новому автомату кабель с генератора. Все провода присоединяются к соответствующим клеммам.
Через рубильник
Основной недостаток предыдущей схемы – возможность попадания сетевого напряжения на генератор. Такое может случиться при невнимательном пользовании переключателями. Чтобы такого не произошло, генератор можно подключить через рубильник.
Такое подключение полностью исключает возможность замыкания. Рубильник имеет 3 контакта:
- первый – питание потребителей от централизованной сети;
- третий – питание от генератора;
- центральный – сеть полностью обесточена.
- Потребители подключаются к центральному контакту.
- После рубильника обязательно устанавливаются предохранители, УЗО и другие средства защиты.
- Такими способами подключаются основные генераторы.
Система автоматического включения
Основной недостаток этих всех методов – ручное управление. А иногда нужно, чтобы генератор запускался автоматически (особенно при аварийных ситуациях). В этих случаях применяется система автоматического включения.
В нее входят 2 пускателя с перекрестным включением и модуль управления. При пропадании электричества они отключают потребителей от централизованной системы и подключают к генератору.
Независимо от метода подключения никогда не забывайте заземлять корпус генератора. И главное: коммутационные устройства, выключатели и предохранители ставить в заземляющий провод запрещается. Это убережет от несчастных случаев и гарантирует безопасность работы прибора.
О том, какой купить генератор: однофазный или трехфазный, смотрите далее.
Принцип работы
В основе работы трехфазного генератора лежит закон Фарадея – закон электромагнитной индукции, который гласит, что электродвижущая сила будет обязательно индуцироваться во вращающейся прямоугольной рамке, которая установлена между двумя магнитами.
При этом делается оговорка, что магниты будут создавать вращающееся магнитное поле. Направление вращения и рамки, и магнитного поля обязательно совпадают.
Но электродвижущая сила будет возникать и в том случае, если рамка останется неподвижной, а внутри нее вращать магнит.
- Чтобы разобраться, как работает генератор, обратите внимание на рисунок ниже. Это простейшая схема его работы
- Здесь хорошо видны магниты с разными полюсами, рамка, вал и токосъемные кольца, с помощью которых производится отвод тока.
Конечно, это просто схема, хотя лабораторные генераторы так и создавались. На практике же обычные магниты заменяют электромагнитами. Последние – это медная обмотка или катушки индуктивности. Когда по ним проходит электрический ток, образуется необходимое магнитное поле.
Такие генераторы установлены во всех автомобилях (это для примера), чтобы их запустить, под капотом устанавливается аккумулятор, то есть, источник постоянного тока. Некоторые модели генераторов запускаются по принципу самовозбуждения или при помощи маломощных генераторов.
Схемa генерaторa переменного токa
Разновидности
В основе классификации заложен принцип действия, поэтому эти агрегаты переменного тока делятся на два класса:
- Асинхронные. Это самые надежные в работе, небольших размеров и веса, простых по конструкции генераторы. Они прекрасно справляются с перегрузками и коротким замыканием. Правда, необходимо учитывать, что данный вид сразу же выходит из строя, если на него будет действовать большая перегрузка. К примеру, пусковой ток электрооборудования. Поэтому стоит учитывать этот факт, для чего придется приобретать генератор мощностью большей раза в три или четыре, чем потребляемая мощность оборудования при запуске.
- Синхронные. А вот этот вид легко справляется с краткосрочными нагрузками. Такой генератор может выдержать перегруз раз в пять или шесть. Правда, высокой надежностью он не отличается по сравнению с асинхронным вариантов, к тому же он является обладателем больших размеров и массы.
Конечно, в данном разделении лежит принцип работы агрегата. Но есть и другие критерии.
- Однофазный.
- Двухфазный.
- Трехфазный.
- Многофазный (обычно шесть фаз).
- Сварочный.
- Линейный.
- Индукционный.
- Стационарный.
- Переносной.
Устройство
Назначение электрического генератора – преобразовывать механическую энергию в электрическую. Он состоит из 2-х основных частей – подвижного ротора и неподвижного статора.
- Ротор закрепляется на подшипниках. С одной стороны к нему присоединяется привод от внешнего источника движения, а с другой – крыльчатка для охлаждения.
- Статор – неподвижный элемент. На нем расположены лапы крепления установки, охлаждающие ребра и выходные клеммы. А еще табличка с техническими характеристиками.
Другие составные части.
- Скользящий контакт ротора. Необходим для питания его обмоток или отвода генерируемого электричества. В большинстве моделей его нет.
- Средства индикации и контроля.
- Боковые крышки.
- Масленки для подачи смазки к подшипникам и другие не менее важные элементы.
Теперь нужно разобраться в методе получения электричества.
Как из 220 Вольт сделать 380 В: обзор методик и способов
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.
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.
Пример подключения фазосдвигающего конденсатора см. на рис. 3.
Рис. 3. Подключение пускового конденсатора
Параметры конденсатора подбираем в зависимости от мощности мотора. Заметим, что параметры фазосдвигающего конденсатора на качество генерируемого тока не влияют. Нагрузку подключаем к обмоткам статора, согласно схеме, показанной на рис. 4.
Рис. 4. Трёхфазный ток от электромотора
Скорость вращения ротора почти не зависит от напряжения однофазной сети, так что её можно считать постоянной. Это значит, что частота трёхфазного тока при номинальных нагрузках изменяться не будет.
Следует иметь в виду то, что мощность трёхфазного двигателя, работающего от однофазной сети, падает. Соответственно, номинальная мощность трёхфазной нагрузки будет, примерно, на треть ниже, от той, которая заявлена в паспорте электромотора.
Электродвигатель в качестве генератора
Ещё один способ, позволяющий из 220 В получить 380, это создание системы двигатель-генератор. В качестве двигателя можно взять любой электромотор, работающий от сети 220 В, а в качестве генератора – доработанный трёхфазный асинхронный двигатель (схему установки смотрите на рис. 5).
Сразу заметим, что эффективность такой установки под вопросом, но получить таким способом требуемое напряжение 380 В можно. В данной схеме требуется обеспечить такую частоту вращения ротора, чтобы генератор выдавал ток с частотой, равной 50 Гц. Для этого необходимо вращать вал с угловой скоростью 1500 об/мин.
Рис. 5. Трёхфазный двигатель в качестве генератора
В домашних условиях в качестве привода можно использовать однофазный мотор от стиральной машины или другой бытовой техники. Важно только обеспечить требуемую угловую скорость вращения ротора.
Поскольку вращение вала электродвигателей работающих, например, в стиральной машине составляет около 12 – 20 тыс. об./мин., то необходимо использовать шкивы, диаметры которых соотносятся как 1 к 10.
То есть, чтобы обеспечить вращение ротора генератора со скоростью 1500 об/мин.
можно взять шкив, который уже смонтирован на электромоторе от пралки, а на вал трёхфазного двигателя надеть шкив, диаметром в 10 раз больше.
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.
Особенности подключения однофазного генератора к трёхфазной сети для дома, схемы как подключать
Опустим комментарии по качеству сборки этого щита.
Чем опасна такая схема? При одновременном включении двух автоматов (в данном случае слева внизу “Ввод” и “Внешн.роз и генер”.) мы получаем встречное напряжение на линию генератора, что приводит к его выходу из строя. Включить сразу два автомата может непосвященный в схему член семьи или задумавшийся о смысле жизни хозяин дома.
Необходимо использовать трехпозиционные реверсивные рубильники I-0-II (например, ABB OT40F3C) Категорически нельзя подключать один из выходов генератора на общую нейтральную шину при отсутствии повторного заземления нейтрали в основном щите (схема ТТ) и/или на столбе и/или в шкафу учета.
Такое заземление, как правило, отсутствует в старых СНТ или в поселках с нарушением норм прокладки силовых линий. Нарушая это правило, мы на “общественную” нейтраль отдаем опасное напряжение полуфазы с выхода нашего генератора. Это может привести к электротравмам у ваших соседей и работающих на линии электриков.
Как определить, есть ли повторное заземление? Заземление нейтрали делается либо наверху столба через вывод арматуры, либо на стальную ленту, которая идёт вдоль столба и уходит в землю. Один из примеров схемы с заземлением нейтрали на столбе и организацией зазмеление по схеме TN-C-S
Заземление нейтрали во ВРУ
Не рекомендуем:
- Заземлять один из выходов генератора на общедомовую шину PE (землю). В случае, если у вас земля “отвалится” (сгниет провод, открутится соединение) опасное напряжение появится на всех заземленных приборах вашего дома.
- Использовать трехфазные генераторы мощностью до 10кВт для резервного питания дома. Перекос по фазам приведет к быстрому выходу генератора из строя. Используйте однофазные генераторы со схемой объединения фаз.
- Подключать инверторные генераторы на общую нейтральную шину. Это может привести к быстрому выходу генератора из строя.
- Пренебрегать правилом заземления самого корпуса генератора.
- Использовать неинверторный генератор без глухозаземленной нейтрали одного из его выходов, т.к. это приводит к некорректной работе автоматов диф.защиты (УЗО) и ошибкам в работе фазозависимых котлов.
- Использовать для заземления выход генератора, который отключается однополюсным автоматом на его корпусе.
Подключать бюджетные генераторы на прямую на нагрузку без использования фильтров сетевых помех.
Изменение оборотов генератора вызывает сильные помехи и броски напряжение, которые опасны для чувствительного электронного оборудования (автоматика газовых котлов, дорогая бытовая техника).
О том, как правильно подключить генератор в сеть (220/380В) загородного дома поговорим позднее.
Задавайте ваши вопросы в х!
Выбор
Покупатель должен с самого начала определить, какие технические параметры для него — самые важные. Стоит присмотреться к таким показателям:
- Масса.
- Габариты.
- Мощность.
- Потребление топлива.
- Уровень шума.
- Длительность работы.
Автоматизация и цена вопроса — параметры, к которым тоже присматриваются. Это важно для тех, кто интересуется, как подключать генератор к сети дома, схема которой размещается на специализированных сайтах.
Работа генераторов
По параметрам
Многие сначала ищут ответ на вопрос о том, сколько фаз должно быть у генератора для максимально удобной эксплуатации. Для этого нужно понять, какие электроприборы будут подключаться.
Трёхфазные варианты допускают соединение как с одно-, так и с трёхфазными приборами. Однофазные сочетаются только с одним видом потребителей.
Но это не означает, что модели с большим количеством фаз станут лучшими при любых обстоятельствах.
На каждой фазе максимальная нагрузка должна составить не более 30%. Значит, реально владельцы не смогут использовать больше трети от номинальной мощности, которой изначально обладает розетка.
Например — номинальная мощность трёхфазного генератора равна 6 кВт. Значит, не более 2 кВт можно снять с обычной розетки на 220 В.
Нагрузки всё равно требуется распределять по нескольким фазам при подключении однофазного генератора к трёхфазной сети дома.
Вам это будет интересно Все об подсветке потолка
Обратите внимание! Для мощности также проверяют параметры приборов, которые планируется подключать. При этом важно иметь запас хотя бы на 20-30%. Иначе можно столкнуться с такими проблемами, как перегрузка и остановка работы. Топлива тоже будет расходоваться слишком много.
Работы по подключению
По типу
Выпускаются синхронные и асинхронные разновидности устройств. Выбор предполагает внимательное изучение характеристик каждой из существующих моделей.
Устройство сети
Асинхронные
Главная их проблема — неспособность воспринимать так называемые пиковые нагрузки. Хотя и эти приборы можно использовать для сохранения нормальных показателей по напряжению. Они подходят для совместной эксплуатации с техникой, чувствительной к перепадам по напряжению:
- Электронные устройства.
- Вычислительная техника.
- Медицинские приборы, поддерживающие бензиногенераторы.
Остаточная намагниченность ротора — главный источник энергии для таких приспособлений. Поэтому срок службы у асинхронных генераторов больше, чем у ближайших аналогов. Они не требуют применения систем с охлаждением, корпус агрегата полностью закрытый. Благодаря этому защита от пыли и влаги гарантирована в полном объёме.
Интересно! Асинхронный генератор невосприимчив к коротким замыканиям. Поэтому для сварочных аппаратов этот источник энергии — оптимальное решение. Но к перегрузкам подобные устройства могут быть весьма чувствительными. Поэтому запрещается их подключать к приспособлениям с первоначально высокими пусковыми токами.
Устройства с автозапуском
Синхронные
Качество тока в данном случае более низкое, если сравнить с предыдущим вариантом. Подходят, чтобы организовать аварийное питание при различных обстоятельствах:
- Офисы.
- Холодильные установки.
- Электрооборудование в дачах, загородных домах.
- Строительные объекты.
Есть у таких приборов и некоторые положительные качества:
- Устойчивость к кратковременным перегрузкам.
- Способность нормально переносить пиковые нагрузки, в том числе — при механической нагрузке.
Но защищённость от влаги с пылью и грязью хуже, чем у асинхронных конструкций. Ведь для охлаждения таким генераторам требуется пропустить через себя определённое количество воздуха. Синхронный генератор понадобится, если применяются приборы, работающие с реактивной нагрузкой. Тогда мощность будет меньше.
Перекидные рубильники
Фазность
О ней уже было сказано выше. Покупать трёхфазные генераторы стоит только при наличии в доме потребителя с соответствующими характеристиками. Если же все приборы однофазные — то и генератор выбирается такого типа. Это касается даже ситуаций, когда есть трёхфазная сеть, соединённая с домом.
Соединение с сетью
Разновидности генераторов
По виду используемого в агрегате топлива все известные генераторные устройства могут быть:
- бензиновыми;
- дизельными;
- агрегатами, работающими на газу или на дровах.
Первые два варианта привлекают внимание пользователей, взявших за основу готовый двигатель, работающий на бензиновом или дизельном топливе.
Устройства на газу и дровах менее эффективны при использовании в домашнем хозяйстве и применяются крайне редко.
По своему назначению известные образцы генераторов трехфазного тока делятся на основные и резервные агрегаты. Вопрос о способах включения в бытовую сеть касается и тех и других моделей.
Данные двигателя
На что стоит обратить внимание при включении в однофазную сеть 3ех фазных электродвигателей:
- полезная мощность снижается до 70–80%,
- при рабочих значениях 380/220,Ỵ/Δ, подключать на одну фазу нужно треугольником. При соединении звездой не будет максимальной мощности,
- если на шильде указано только одно значение – 380В, звезда, тогда придется двигатель разбирать, чтобы сделать переключение на треугольник, что не совсем удобно. При возможности стоит поискать другой двигатель.
Реверс в однофазной сети
Существуют и другие варианты решения этой проблемы, но они более сложные и дорогостоящие.
Как видно из вышесказанного, трехфазные асинхронники – это довольно универсальные электрические машины. Они хорошо зарекомендовали себя в работе, их можно включать не так, как записано в паспорте, а также в зависимости от варианта исполнения, могут работать в самых разных условиях.
Сварка дюрали аргоном
Устройство и основные параметры генерации
Трехфазный генератор представляет собой устройство, работающее по принципу преобразования механической энергии вращающегося вала в электричество.
В его состав помимо связанной с приводом подвижной части входят три катушки, набранные из множества обмоток и размещенные на сердечнике статора.
В бесколлекторных генераторах при вращении ротора в катушках наводятся ЭДС, по своим параметрам соответствующие нормативам 3-х фазного сетевого питания. Это означает следующее:
- получаемые напряжения имеют форму синусоиды;
- амплитуда каждой из 3-х фаз равна 220 Вольт;
- напряжение между ними составляет 380 Вольт;
- частота генерируемых колебаний – 50 Герц.
Конструктивной особенностью таких агрегатов является сдвиг между фазами, равный 120 градусам.
С катушек статора в обслуживаемую линию подается переменное напряжение, обеспечивающее ее необходимым питанием 380 Вольт.
Как правильно выбрать трехфазный генератор
При выборе фирменных агрегатов придется учесть следующие характеристики:
- вид энергоносителя;
- выходная мощность устройства;
- наличие дополнительных функций.
Вид топлива выбирается с учетом конкретных условий эксплуатации (удобства хранения горючего в жилом доме). Выходная мощность приобретаемого агрегата подбирается с учетом предполагаемой нагрузки, этот показатель варьируется от 5 до 6 кВт на каждую однофазную ветвь. При знакомстве с дополнительным функционалом особое внимание уделяется следующим возможностям:
- регулировка параметров 3-х фазного напряжения (его формы, в частности);
- возможность подключения дополнительных линий (нагрузочная способность);
- наличие электромагнитного реле-регулятора.
Важно убедиться в том, что в выбранной модели имеются приборы индикации, позволяющие визуально контролировать уровень каждого из напряжений.
Схемы подключения
Разобравшись со вспомогательными вопросами, переходят непосредственно к подключению генератора к обслуживаемой линии.
Подключение через дополнительный распределительный автомат
Схема подключения автоматов от линии и генератора практически одна и та же, что позволяет ничего не изменять в действующей трехфазной электросети. Этот подход к включению в сеть частного дома является самым надежным и гарантирует успешную работу подсоединенного к ней оборудования. Для его реализации потребуется проделать следующие операции:
- Отключить вводный автомат 380 Вольт, обесточив домашнюю сеть.
- Установить в щитке новый 4-хполюсный автомат, выходные клеммы которого соединяются отрезками проводников с входными контактами всех линейных приборов.
- Кабель с выхода генератора с 4-мя жилами (3 фазы и нуль) подводится к новому автомату и каждая из них подключается к соответствующей клемме.
Если далее по схеме установлено УЗО, при проведении коммутаций учитывается разводка подключаемых к нему проводников (каждой из 3-х фаз и нуля).
Подключение через рубильник
Перекидной рубильник – это тот же переключатель, но имеющий три положения. При его применении шины от генераторного устройства подсоединяются к одному комплекту полюсов, а подводящие жилы от высоковольтной линии – к другому.
Центральный контактный набор выключателя, проводники от которого идут непосредственно к нагрузке, поочередно перекидывается в сторону ввода от ВВ или к генераторной подводке.
В среднем положении рубильника вся домашняя сеть полностью обесточена.
Схема автоматического переключения
Избавиться от необходимости ручного выбора источника питания удается за счет использования схемы автоматического переключения подсоединяемой к нему нагрузки.
В ее состав как минимум входят модуль управления и два пускателя (контакторы) с перекрестным подключением.
Первый из этих узлов, изготавливаемый на основе микропроцессора, полупроводниковых транзисторов или аналоговых микросхем, выполняет следующие функции:
- распознавание ситуации с пропаданием электричества в основной питающей линии;
- последующее за этим отключение от нее потребителя;
- переключение его на отвод от 3-х фазного генератора.
Сообщества › Сделай Сам › Блог › “преобразователь однофазного тока в трёх фазный”
Всем привет !Очередная моя самоделка, которую я с успехом использую много лет.Не знаю как точно, по научному его назвать, но думаю “преобразователь однофазного тока в трёх фазный” подойдёт.Сказать честно, да и многие знают, какие мучения доставляют асинхронные эл.
двигатели, при работе в однофазной сети, особенно при максимальной нагрузке.Однажды от папы услышал, что электрики както делают такие генераторы, но тогда ещё интернета не было спросить не укого, а те у кого спрашивал, не давали ответа (видимо не у тех спрашивал))) ).
Вот тут то и начались эксерименты, а то, что из них вышло ниже на фото:
Загрузка...
