Двухфазное подключение что это
Двухфазная система переменного тока
Чаще всего ток распределялся по четырем проводам, реже по трем, причем один из них имел больший диаметр (его нужно было рассчитать на 141% тока отдельных фаз).
Первый из этих генераторов имел два ротора, повернутых относительно друг друга на 90°, поэтому они больше походили на два соединенных однофазных генератора, настроенных для создания двухфазного переменного напряжения. Генераторы, установленные в 1895 году на Ниагарском водопаде, были двухфазными и были крупнейшими в свое время.
Упрощенная схема двухфазного генератора
Двухфазная система имела то преимущество, что позволяла работать асинхронным электродвигателям.
Вращающееся магнитное поле, которое создает двухфазный ток, обеспечивает ротор крутящим моментом, который способен вращать его из состояния покоя. Однофазная система не может этого сделать без использования пусковых конденсаторов. Конфигурация катушки двухфазного двигателя такая же, как и у однофазного двигателя с конденсаторным пуском.
Также было проще анализировать поведение системы с двумя полностью отдельными фазами. Фактически, так было до 1918 года, когда был изобретен метод симметричных составляющих, который позволил проектировать системы с несбалансированными нагрузками (в основном любая система, в которой по какой-либо причине невозможно сбалансировать нагрузки отдельных фаз, как правило, жилые).
Обмотка двухфазного электродвигателя около 1893 г.
Большинство шаговых двигателей также можно рассматривать как двухфазные двигатели.
Трехфазное распределение, по сравнению с двухфазным распределением, требует меньшего количества проводов при одинаковом напряжении и той же передаваемой мощности. Для этого требуется всего три провода, что значительно снижает затраты на установку системы.
В качестве источника двухфазного тока использовался специальный генератор генератор, который имел два набора катушек, повернутых друг относительно друга на 90°.
Обе системы, то есть двухфазные и трехфазные, могут быть подключены напрямую, используя два трансформатора в так называемом соединении Скотта, решение дешевле и эффективнее, чем использование вращающихся преобразователей.
В то время, когда переходил от двухфазной системы к трехфазной, необходимо было решить, как равномерно распределить нагрузку двухфазных машин на трехфазную систему, чтобы сбалансировать ее, т.к. отдельные фазы нельзя регулировать отдельно.
Кроме того, он может преобразовывать электроэнергию не только из трехфазной системы в двухфазную, но и наоборот, обеспечивая таким образом взаимосвязь между более крупными электрическими блоками и обмен энергией между ними.
Предполагая, что напряжение на трех- и двухфазной стороне должно быть одинаковым, на одном из них формируется отвод точно посередине, катушка делится 50:50 и ее концы подключаются к двум фазам, а другой имеет всего 86,6% намотки, соответственно там создается ответвление.
Этот второй трансформатор подключается к центру первого, а ответвление подключается к оставшейся фазе. Тогда на вторичных обмотках получается ток, смещенный на 90° относительно друг друга.
К сожалению, это соединение не способно сбалансировать несимметричную нагрузку отдельных фаз, дисбаланс двухфазной системы переносится на трехфазную и наоборот, в зависимости от того, какой источник подключен.
В настоящее время система почти везде в мире заменена более современной трехфазной системой, однако в некоторых частях Соединенных Штатов система все еще используется, например, в Филадельфии и Южном Джерси в США (где она находится в упадке). Причины, по которым эта система все еще работает, являются историческими.
Однофазная трехпроводная сеть для коммунального электроснабжения, которая особенно широко распространена в Северной Америке, иногда и неправильно называется двухфазной системой, хотя в базовой установке это однофазная система.
Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!
Подписывайтесь на наш канал в Telegram!
Просто пройдите по ссылке и подключитесь к каналу.
Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:
Виды подключений
Типы подключений нагревателей к источнику питания.
В настоящее время типы подключений различаются по количеству фаз: одна, две или три. Отсюда и названия типов подключений:
однофазное;
двухфазное;
трехфазное.
Однофазное подключение предусматривает самый простой способ подключить нагреватель к источнику питания: на один из двух проводов, идущих от сердечника нагревателя, подается фаза, на другой провод – нейтраль или, как принято говорить, «ноль» (рис. 1).
Рисунок 1. Однофазное подключение.
Однофазный тип подключения широко применяется в типичной электросети, где напряжение составляет 220 – 240 Вольт, и в других сетях, которые имеют такие значения напряжения: 12, 24, 36, 48, 60 и 110 Вольт.
На рисунке 2 показана схема подключения к однофазному источнику питания.
Рисунок 2. Схема однофазного подключения.
В силу того, что нагреватель не предполагает наличие собственной полярности, фаза может подаваться на любой из проводов. Данный факт относится к преимуществам использования такого типа подключения: простота и универсальность.
Рисунок 3. Двухфазное подключение.
Двухфазное подключение используется в энергосетях, напряжение которых варьируется в пределах 380 – 400 Вольт.
На рисунке 4 показана схема подключения к двухфазному источнику питания. Как было сказано раннее, визуальных и конструктивных изменений, по сравнению с однофазным типом, данный тип подключения не имеет.
Рисунок 4. Схема двухфазного подключения.
Преимуществом такого типа подключения является возможность получить больше мощности от нагревательного элемента. Повышение мощности оказывает негативное влияние на надежность и ресурс нагревателя – это является единственным недостатком использования двухфазного подключения
Трехфазное подключение может быть реализовано двумя способами. На рисунке 5 показаны две схемы исполнения трехфазного подключения: звезда и треугольник.
Рисунок 5. Схемы исполнения трехфазного подключения.
Разница между этими схемами заключается только лишь в отличительном напряжении питания, которое будет подаваться нагревателю: либо фазные 220 вольт, либо линейные 380 вольт к источнику питания. Фазы будут иметь одинаковый ток, какой бы не была выбрана схема.
Трехфазное подключение по схеме звезда показано на рисунке 6.
Рисунок 6. Трехфазное подключение по схеме звезда.
Подключение по схеме звезда предусматривает наличие нулевого провода, который для визуальной разницы имеет синий цвет. Существует возможность не использовать нулевой провод, если его наличие в схеме не было предусмотрено клиентом. Однако, мы настоятельно не рекомендуем использовать подключение по схеме звезда без использования нулевого контакта.
На рисунке 7 представлен принцип подключения по схеме звезда.
Рисунок 7. Принцип подключения по схеме звезда.
Если нагреватель имеет вместо проводов для подключения контакты, то производитель отмечает нулевые контакты синим цветом так, как это показано на рисунке 8, 9.
Рисунок 8. Подключение по схеме звезда без проводов в нагревателе.
Рисунок 9. Подключение сухого ТЭНа по схеме звезда.
Трехфазное подключение по схеме треугольник показано на рисунке 10.
Рисунок 10. Трехфазное подключение по схеме треугольник.
Подключение по схеме треугольник используется при работе с линейным напряжением порядка 380 вольт. Поэтому каждый участок цепи нагревателя получает две фазы, чем отличается от подключения по схеме звезда, где на каждый участок цепи приходится лишь одна фаза.
Треугольное подключение, которое принято считать классическим, имеет 3 провода, на которые подается три фазы. Наличие нулевого провода данная схема подключения не предусматривает. На рисунке 11 и 12 показаны принципы подключения нагревателя и сухого ТЭНа по схеме треугольник.
Рисунок 11. Принцип подключения по схеме треугольник.
Рисунок 12. Подключение сухого ТЭНа по схеме треугольник.
Преимуществом такой схемы подключения является более высокие значения мощности, по сравнению со схемой звезда, а также более удобное подключение без использования лишних проводов. Недостатком такой схемы является лишь недостаток использования высокого напряжения, которое снижет ресурс нагревателя.
Заземление предназначено для предотвращения несчастных случаев на производстве, а зануление предназначено для выравнивания потенциалов в цепи – не стоит данные понятия считать синонимами.
Оборудование должно быть изначально заземлено, что требует техника безопасности, тем ниже риск несчастного случая (рис. 13). Исключениями являются нагреватели без металлического корпуса, которые не нуждаются в заземлении.
Рисунок 13. Влияние заземления на безопасность человека.
Почему в сети только 1 или 3 фазы, а не 2 или 4?
Вы никогда не задумывались, почему подключение к электросети бывает однофазным и трехфазным? Почему не используют две или четыре? На самом деле все просто.
Взглянув в электрощиток или на опору, стоящую рядом с вашим домом, вы скорее всего увидите 2 или 4 провода, приходящие к вам, которые являются фазой и нулем или тремя фазами и нулем. Почему к нам чаще всего приходит именно такое количество фаз, а не 2, 4 или, например, 5? Ответ электрика в нашей статье.
Почему не хватает одной фазы?
На самом деле варианты и с двумя фазами тоже встречаются, но это довольно редкое явление. Как правило, это потребители, которые были подключены в конце девяностых – начале двухтысячных, когда появлялись мощные потребители и одной фазы сечением 1,5 мм 2 уже не хватало. Однако чаще мы все же встречаем 1 или 3 фазы. Одной фазы вполне хватает для работы большинства электроприборов (при достаточном сечении проводки). Для проведения трех фаз есть несколько причин.
Первая заключается в необходимости запитать трехфазные потребители, например, электрический котел отопления. Соответственно в этом случае ставится трехфазный счетчик (не путать с многотарифным), общий вводной автомат и несколько линейных автоматов.
Вторая причина такая же, как и в случае с двумя фазами — возможность разгрузить фазы при наличии большого количества мощных однофазных потребителей. В особенности это необходимо, когда есть сварочный аппарат. Или же нужно подключить на отдельную фазу варочную панель, водонагреватель или систему «теплый пол». Благодаря такому четкому распределению нет перекоса фаз и напряжение на каждой примерно одинаковое и в пределах нормы.
Почему не 4, 5 или больше фаз?
Тут ответ кроется в экономической целесообразности. В России подавляющее количество электроэнергии тратится на работу трехфазных двигателей. Для создания вращающегося электромагнитного поля необходимо минимум 3 фазы, каждая из которых смещается относительно другой на 120° (см. рис. ниже). При наличии трех фаз двигатель будет нормально и стабильно работать.
В теории можно подключить и 4 фазы, что кстати даст возможность двигателю работать «ровнее». Но для работы четвертой фазы необходимо будет вести дополнительный провод, что в масштабе страны составляет миллионы тонн цветного металла, дополнительные изоляторы, усиленные опоры и т.д. Все это несет колоссальные затраты, которые по факту не оправданы. Так что в этом случае три фазы — это «золотая середина».
Итак, три фазы НЕОБХОДИМЫ для работы трехфазных двигателей, а четыре, пять или больше — это лишняя трата денег.
Интересное из мира электрики:
Как самостоятельно подключить электроплиту дома
Из данной статьи вы узнаете сложно или подключить электроплитку самому, схемы и способы подключения (без розетки и с розеткой), какие существуют требование к электропроводке, меры безопасности и много другое.
В чем удобство электрических плит
Основным элементом на кухне всегда была плита, ведь без нее понятие «кухня» теряет свой смысл. В газифицированных домах в основном применяются газовые плиты, но последнее время все больше людей отдает предпочтение электрическим.
Электрические плиты удобны в управлении, отлично справляются со своей задачей, и являются безопасными, но только при условии правильного подключения.
Приобретая новую электрическую плиту, многие магазины предоставляют услуги электрика, который выполняет подключение.
Даже если такая услуга и не предоставляется, то продавцы настоятельно рекомендуют для подключения прибора воспользоваться услугами электрика.
И все это потому что современная электрическая плита является очень мощным потребителем электроэнергии, а значит – к безопасности ее подключения предъявляются особые требования.
Но необязательно вызывать мастера, даже при базовых знаниях в области электрики подключить этот прибор самостоятельно вполне можно, особых сложностей в этом нет, но должны соблюдаться некоторые условия.
Особенности и условия процесса подключения
Первое и одно из самых важных условий – возможность проводки выдерживать значительные нагрузки.
В доме или квартире должна быть проложена медная проводка сечением не менее 4 мм. кв. Если мощность плиты значительна – то необходим провод уже 6 мм. кв. сечением.
Лучшим вариантом будет прокладка отдельной линии для запитывания, что позволит не нагружать общую проводку дома, особенно если он старой постройки, и проводка не рассчитана на значительные нагрузки.
Второе условие – способность автомата распределительного щитка работать со значительными нагрузками.
Поэтому проводку, которая будет запитывать плиту, следует подключать к автомату с самым большим значением по силе тока, или же под нее установить в распределительный щиток дополнительный мощный автомат.
При этом значение по силе тока у автомата должно быть выше на один номинал, чем данный параметр плиты, чтобы избежать критических нагрузок. То есть, при подключении прибора с потребляемой силой тока в 20 А, используется автомат на 25 А.
Третье условие – наличие дополнительных средств защиты. Ими могут выступать дифференциальные автоматы или же устройство защитного отключения.
Последнее условие – правильность подключения. Плиту можно подключать к розетке, что обеспечивает некое удобство, позволяя в любой момент ее отключить.
Но розетка и вилка должны быть силовыми, способными работать при нагрузках.
Обязательно к распределительному щитку должно быть подведено заземление.
Также посредством вилки и розетки можно подключать не особо мощные электроплиты.
Если же устройство обладает большой мощностью, то лучше для его запитки использовать клеммник. Он способен выдерживать большие нагрузки.
Но такое соединение является неразъемным, для обесточивания плиты необходимо будет отключать автомат.
Но все же такое соединение более надежное и безопасное, поэтому его лучше использовать даже при подключении приборов средней и малой мощности.
Еще один способ подключения – «напрямую». Подойдет в тех случаях, когда производитель плиты не укомплектовал ее силовым кабелем. В таких случаях провод, идущий от автомата можно подключать непосредственно к плите, избегая дополнительных соединений.
Меры безопасности
При подключении важно серьезно подходить к мерам безопасности. Проводка, розетка с вилкой или клеммник должны быть рассчитаны на значительные нагрузки.
Самое главное нужно правильно подобрать сечение кабеля.
Все соединения должны быть хорошо закрученными, слабые незатянутые болты или винты при подключении проводки не допускаются.
Важно также не перепутать проводку при подключении к плите, розетке, вилке УЗО и автомату.
Подведем небольшой итог.
Чтобы электроплита работала с максимальной безопасностью, следует обеспечить подвод электроэнергии к ней с соответствующими параметрами – проводка, розетка и автомат должны выдерживать нагрузку больше, чем создает электроплита, а вот УЗО по силе тока должен максимально быть приближенным к данному параметру электроприбора. И лучше, если для запитки электроплиты используется отдельная линия и автомат.
Но соблюдения условий недостаточно, еще необходимо правильно подключить проводку. Ведь плиты могут работать от однофазной сети или трехфазной, встречаются также и двухфазные плиты, и важно правильно все соединить.
Схемы подключения
Хорошо, если производитель укомплектовал свою продукцию силовым кабелем. Подключить ее не составит труда, поскольку останется только правильно распределить провода в вилке или на клеммнике, но часто такой кабель отсутствует, и его приходится приобретать отдельно и самостоятельно подключать.
Далее рассмотрим, как выполняется подключение кабеля к плите, работающей от однофазной, двухфазной и трехфазной сети.
Подключение к однофазной сети
В электрической плите под защитной крышкой располагаются контакты, к которым и подключается провод.
Для однофазной сети этот кабель должен быть трехжильным.
Одна жила – фаза, вторая – ноль, третья – заземление. В кабеле каждая жила имеет свою окраску. Важно запомнить, что жила для ноля всегда имеет синий или голубой окрас, а заземление – желто-зеленый.
В плите же контактов для соединения обычно больше, но каждый из них имеет свое обозначение.
Все выводы, маркированные буквой «L» являются фазными, сколько бы их ни было, ноль маркируется буквой «N», их может быть тоже несколько, заземление же обозначается буквами «РЕ», обычно это один вывод.
Зная это, можно легко подключить кабель. Если, к примеру, выводов «L» несколько, а фаза в однофазной сети только одна, то необходимо воспользоваться перемычками, которые идут в комплекте с плитой.
Вначале подключаем провод заземления к выводу «РЕ», затем – ноль к выводу «N».
Если таких выводов несколько, используем перемычку, соединяя их между собой, а затем к одному из выводов подсоединяем синий провод.
Последней подключается фаза. Соединяем перемычкой все выводы, обозначенные буквой «L» (если их три, то они обозначаются как «L1» «L2» «L3»).
После соединения подключаем провод фазы. В трехжильном кабеле он может иметь коричневый, серый или черный цвет.
Подключение к двухфазной сети
Редкий, но все же встречающийся метод подключения.
Схема подключения к электроплите, работающей от двухфазной сети, несколько иная, поскольку для этого необходим кабель с 4 жилами, два из которых будут фазами, другие два – ноль и заземление.
Подключение производится так: подсоединяем провод заземления, затем используем перемычку для выводов ноля и подключает нулевой провод.
Если в плите имеется три фазных вывода, то два из них соединяем перемычкой и подсоединяем к одному из выводов один фазный провод, а на оставшийся третий вывод – второй провод фазы.
Подключение к трехфазной сети
Для подключения плиты, работающей от трехфазной сети, необходим кабель с 5 жилами, 3 из которых будут фазами, другие два – земля и ноль.
Снова вначале подключаем заземление и ноль, предварительно замкнув перемычкой выводы ноля, если их несколько.
К трем фазным выводам подключаем по одному проводу фазы.
Расцветка фазных проводов может быть разной, но важно запомнить, что нулевой провод – всегда синий или голубой, а провод заземления – желто-зеленый.
Помня это, можно легко подключить кабель к плите, и неважно, от какой сети она работает.
Полная схема подключения через розетку
Теперь же рассмотрим полную схему подключения электроплиты, для примера возьмем модель, работающую от сети 220 В (однофазную), причем для нее проложим отдельную линию.
Вначале подключим ее при помощи розетки. Перед началом работ распределительный щиток в обязательном порядке обесточивается.
Итак, первым делом подключаем провод к автомату на распределительном щитке.
К нему подключаем фазный и нулевой провода, земля должна подсоединяется к заземлению дома или квартиры.
По поводу заземления – чуть ниже. Сразу за автоматом последовательно подключаем УЗО и закрепляем его.
Затем провод протягивается к месту установки розетки. Сделать это можно открытым способом (при помощи гофрированной трубки или пластикового короба).
Читайте тут подробнее: Как правильно проводить монтаж электропроводки.
Розетка и вилка для однофазной сети должны быть силовые – трехконтактные.
При подключении проводов к розетке, следует не попутать провода. Земля должна подсоединятся к контакту заземления, ноль – к нулевому контакту, а фаза – к фазному.
И обязательно нужно проследить, чтобы к вилке кабель от плиты подключался соответствующим образом. Очень важно не попутать проводку.
Розетку закрепляем на стене, важно чтобы она находилась на удалении от металлических конструкций (трубы или батареи отопления), на нее не воздействовали источники тепла, и не попадала вода.
Затем подключаем силовой кабель вместе с вилкой к плите. После этого внимательно проверяем все соединения, они должны быть хорошо затянуты, все элементы схемы – надежно закреплены.
Далее проводится пробное включение. Сначала включается автомат, затем УЗО, и сама плита.
После включения плиты на полную мощность, все отключается и проверяются все элементы на нагрев.
Подключение без розетки
Подключение плиты без использования розетки, а при помощи клеммника практически не отличается.
Подсоединяется провод к автомату, затем врезается в схему УЗО, и провод тянется к месту установки плиты.
В стене проделывается углубление, в которое устанавливается защитная коробка. В эту коробку помещается клеммник.
К нему подводится и подсоединяется провод, идущий от распределительного щитка, а также кабель от плиты.
В клеммнике они закрепляются, важно не перепутать где какой провод.
После этого защитная коробка закрывается крышкой. Ну а далее – проверка работоспособности.
Примечательно, что схема подключения электрических плит практически одинакова.
Многим известны электроплиты Hansa и «Мечта». Покупатели часто спрашивают, как их правильно подключить.
Так как моделей плит много, сложно предположить, какую именно вы приобрели. Но все возможные способы подключения мы описали выше.
Смотрите потребляемую мощность и на какую проводку ваша модель рассчитана (однофазная, двухфазная или трехфазная) и применяйте наши рекомендации.
Плита Hansa зарубежного производителя подключается к сети, как и отечественная плита «Мечта». Важно только правильно выбрать проводку и все остальные элементы, входящие в линию запитки.
Пару слов о заземлении
Теперь по поводу заземления. Поскольку мощность прибора – большая, то заземление необходимо. Один из вариантов подключения электроплиты к заземлению – это воспользоваться общим заземлением дома, если таковое имеется.
Для этого лучше обратиться в ЖЭК и поинтересоваться, подключен ли ваш распределительный щиток к заземлению дома.
При утвердительном ответе останется только провод земли подсоединить к заземлению щитка.
Выявить его несложно – обычно это толстый провод. Подсоединенный к корпусу щитка при помощи болтового соединения. К этому подсоединению и подключается провод земли.
Если же заземления в доме нет, но при этом вы проживаете на первом этаже или в частном доме, то заземление можно сделать и самому.
Если коротко – то в землю возле квартиры забиваются три прута, они соединяются между собой металлической лентой.
К этой ленте прикрепляется стальная проволока, которую прокладывают к квартире. А уже к этой проволоке подсоединяется провод заземления.
Более подробно об изготовлении заземления для дома можно узнать здесь.
Самостоятельное подключение электроплиты расписано в общих чертах. В процессе же может возникнуть много нюансов.
К примеру, решено подключать плиту к общей сети дома, но выяснилось, что она – алюминиевая и на такие нагрузки не рассчитана.
Или же автоматы в распределительном щитке слабые. Как вариант – в квартире нет заземления и провести его пока невозможно.
Все это нужно учитывать, но при правильном подходе – эти проблемы решаемы.