Quelle est la différence entre la tension triphasée et la tension monophasée. En quoi une tension triphasée est-elle différente d'une tension monophasée Comment obtenir 3 phases à partir d'une
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Les moteurs électriques triphasés dans la vie quotidienne et la pratique amateur conduisent le plus divers mécanismes - scie circulaire, rabot électrique, ventilateur, Perceuse, pompe. Les plus couramment utilisés sont les moteurs asynchrones triphasés à rotor à cage d'écureuil. Malheureusement, un réseau triphasé dans la vie quotidienne est un phénomène extrêmement rare, par conséquent, pour les alimenter à partir d'un réseau électrique les amateurs utilisent :
♦ condensateur de déphasage, qui ne permet pas de réaliser pleinement la puissance et les caractéristiques de démarrage du moteur ;
♦ les dispositifs "déphaseurs" trinistors, qui sont encore en plus réduire la puissance sur l'arbre moteur ;
♦ divers autres circuits déphaseurs capacitifs ou inductifs-capacitifs.
Mais le mieux est d'obtenir une tension triphasée à partir d'une monophasée à l'aide d'un moteur électrique qui agit comme un générateur. Considérons les circuits qui permettent, ayant une tension alternative monophasée, d'obtenir deux phases manquantes.
Note.
N'importe quel machine électrique réversible : le générateur peut servir de moteur, et inversement.
Rotor conventionnel moteur asynchrone après une déconnexion accidentelle de l'un des enroulements, il continue de tourner et il existe une force électromotrice entre les bornes de l'enroulement déconnecté. Ce phénomène permet d'utiliser un moteur électrique asynchrone triphasé pour convertir une tension monophasée en tension triphasée.
Schéma n ° 1. Par exemple, un moteur électrique asynchrone triphasé conventionnel avec un rotor à cage d'écureuil a été utilisé pour cela par S. Gurov (village d'Ilyinka, région de Rostov). Ce moteur, comme le générateur, comporte : un rotor ; trois enroulements statoriques décalés dans l'espace d'un angle de 120°.
Nous appliquons une tension monophasée à l'un des enroulements. Le rotor du moteur ne pourra pas commencer à tourner tout seul. Il a besoin d'un moyen de donner l'impulsion initiale. De plus, il tournera en raison de l'interaction avec le champ magnétique d'un enroulement de stator.
Conclusion.
Le flux magnétique du rotor en rotation induira l'induction EMF dans les deux autres enroulements du stator, c'est-à-dire que les phases manquantes seront restaurées.
Le rotor peut être mis en rotation, par exemple, à l'aide d'un dispositif avec un condensateur de démarrage. Soit dit en passant, sa capacité n'a pas besoin d'être grande, car le rotor d'un convertisseur asynchrone est mis en mouvement sans charge mécanique sur l'arbre.
L'un des inconvénients d'un tel convertisseur est l'inégalité des tensions de phase, ce qui entraîne une diminution de l'efficacité du convertisseur lui-même et de la charge du moteur.
Si vous complétez l'appareil avec un autotransformateur de la puissance appropriée, allumez-le, comme indiqué sur la Fig. 1, il est possible d'obtenir une égalité approximative des tensions de phase en commutant les prises. Le stator d'un moteur électrique défectueux d'une puissance de 17 kW a été utilisé comme circuit magnétique de l'autotransformateur. Enroulement - 400 tours de fil émaillé d'une section de 4-6 mm 2 avec des robinets tous les 40 tours.
Riz. 1. schéma convertisseur
Il est préférable d'utiliser des moteurs "basse vitesse" (jusqu'à 1000 tr/min) comme moteurs convertisseurs.
Ils sont très faciles à démarrer, le rapport courant de démarrage sur courant de fonctionnement est bien inférieur à celui des moteurs avec une vitesse de 3000 tr/min, et donc, la charge sur le réseau est « plus douce ».
Règle.
La puissance du moteur utilisé comme convertisseur doit être supérieure à celle de l'entraînement électrique qui lui est raccordé. Commencez toujours par démarrer le convertisseur, puis connectez-y les consommateurs de courant triphasés. Éteignez l'appareil dans l'ordre inverse.
Par exemple, si le convertisseur est un moteur de 4 kW, la puissance de charge ne doit pas dépasser 3 kW. Le convertisseur de 4 kW discuté ci-dessus et fabriqué par S. Gourov , a été utilisé dans son foyer personnel pendant plusieurs années. Une scierie, un moulin à grain, un broyeur y travaillent.
Schémas n ° 2-4. Sous l'influence champ magnétique stator dans un enroulement de rotor en court-circuit moteur à induction des courants circulent, transformant le rotor en un électro-aimant à pôles prononcés, induisant une tension sinusoïdale dans les bobinages du stator, y compris ceux non connectés au réseau.
Le déphasage entre les sinusoïdes dans différents enroulements ne dépend que de l'emplacement de ces derniers sur le stator et dans un moteur triphasé est exactement de 120°.
Note.
La condition principale pour la transformation d'un moteur électrique asynchrone en un convertisseur de nombre de phases est un rotor en rotation.
Il convient donc de le détorsader au préalable, par exemple à l'aide d'un condensateur déphaseur classique.
La capacité du condensateur est calculée par la formule :
C=k*I f /U réseau
où k \u003d 2800 si les enroulements du moteur sont reliés par une étoile; k \u003d 4800 si les enroulements du moteur sont connectés en triangle; Si - courant de phase nominal du moteur électrique, A ; U ce ti - tension d'un réseau monophasé, V.
Vous pouvez utiliser des condensateurs MBGO, MBGP, MBGT K42-4 pour une tension de fonctionnement d'au moins 600 V ou MBGCH K42-19 pour une tension d'au moins 250 V.
Note.
Le condensateur n'est nécessaire que pour démarrer le moteur-générateur, puis son circuit est interrompu et le rotor continue de tourner, de sorte que la capacité du condensateur de déphasage n'affecte pas la qualité de la tension triphasée générée.
Une charge triphasée peut être connectée aux enroulements du stator. S'il n'y en a pas, l'énergie du réseau d'alimentation est dépensée uniquement pour surmonter les frottements dans les roulements du rotor (sans compter les pertes habituelles en cuivre et en fer), de sorte que l'efficacité du convertisseur est assez élevée.
En tant que convertisseur du nombre de phases, l'auteur des schémas V. Kleimenov a testé plusieurs moteurs électriques différents. Ceux d'entre eux, dont les enroulements sont reliés par une étoile, avec une sortie à partir d'un point commun (neutre) ont été connectés selon le circuit illustré à la Fig. 2. Dans le cas de la connexion des enroulements avec une étoile sans neutre ni triangle, les circuits illustrés, respectivement, à la fig. 3 et fig. 4.
Riz. 2. Schéma du convertisseur, les enroulements du moteur dans lesquels sont connectés par une étoile, avec une conclusion à partir d'un point commun (neutre)
Riz. 3. Circuit convertisseurenroulements du moteur dans lesquels sont reliés par une étoile sans neutre
Riz. 4. Circuit convertisseur ; enroulements du moteur dans lesquels sont reliés par un triangle
Dans tous les cas, le moteur, lancé en appuyant sur le bouton SB 1 et en le maintenant pendant 15 C,jusqu'à ce que la vitesse du rotor atteigne la vitesse nominale. Fermez ensuite l'interrupteurSA1, et le bouton a été relâché.
Schémas n ° 5. Habituellement, les extrémités des enroulements d'un moteur électrique triphasé asynchrone sont amenées sur un bloc à trois ou six bornes. Si le bloc est à trois bornes, les enroulements du stator de phase sont connectés par une étoile ou un triangle. S'il est à six bornes, les enroulements de phase ne sont pas connectés les uns aux autres (Ya. Shatalov, Irba, territoire de Krasnoïarsk).
Dans ce dernier cas, il est important de les connecter correctement. Lorsqu'elles sont allumées par une étoile, les bornes d'enroulement du même nom (début ou fin) doivent être combinées en un point zéro. Pour connecter les enroulements avec un triangle, vous devez:
♦ connecter la fin du premier enroulement avec le début du second;
♦ la fin du deuxième - avec le début du troisième;
♦ la fin du troisième - avec le début du premier.
Mais que se passe-t-il si les bornes des enroulements du moteur ne sont pas marquées ?
Procédez ensuite comme suit. Trois enroulements sont déterminés à l'ohmmètre, en les désignant classiquement I, II et III. Pour trouver le début et la fin de chacun d'eux, deux sont connectés en série et on leur applique une tension alternative de 6-36 V. Un voltmètre est connecté au troisième enroulement courant alternatif(Fig. 5).
Riz. 5. Schéma de câblage d'un voltmètre pour déterminer les enroulements
La présence d'une tension alternative indique que les enroulements I et II sont connectés conformément, et l'absence de tension est opposée. Dans ce dernier cas, les conclusions de l'un des enroulements doivent être inversées. Après cela, le début et la fin des enroulements I et II sont marqués (les sorties des enroulements I et II du même nom sur la Fig. 5 sont marquées par des points). Pour déterminer le début et la fin de l'enroulement III, les enroulements sont intervertis, par exemple II et III, et les mesures sont répétées selon la méthode décrite ci-dessus.
Alors, pourquoi certains tableaux électriques obtiennent-ils 380 V et d'autres - 220 ? Pourquoi certains consommateurs ont une tension triphasée, tandis que d'autres ont une tension monophasée ? Il fut un temps où je posais ces questions et cherchais des réponses. Maintenant, je vais vous le dire d'une manière populaire, sans les formules et les schémas dont abondent les manuels.
Autrement dit. Si une phase s'approche du consommateur, alors le consommateur est appelé monophasé et sa tension d'alimentation sera de 220 V (phase). Si nous parlons de tension triphasée, nous parlons toujours d'une tension de 380 V (linéaire). On s'en fout? Plus loin - plus en détail.
En quoi trois phases sont-elles différentes d'une seule ?
Dans les deux types d'alimentation, il y a un conducteur neutre de travail (ZERO). Je parle de mise à la terre de protection, c'est un vaste sujet. Par rapport à zéro dans les trois phases - la tension est de 220 volts. Mais par rapport à ces trois phases entre elles - elles ont 380 volts.
Tensions dans un système triphasé
Cela se produit parce que les tensions (avec charge active et courant) sur les fils triphasés diffèrent d'un tiers du cycle, c'est-à-dire 120°.
Plus de détails peuvent être trouvés dans le manuel d'électrotechnique - sur la tension et le courant dans un réseau triphasé, ainsi que voir les diagrammes vectoriels.
Il s'avère que si nous avons une tension triphasée, nous avons alors des tensions triphasées de 220 V. Et les consommateurs monophasés (et il y en a presque 100% dans nos maisons) peuvent être connectés à n'importe quelle phase et zéro . Il suffit de le faire de manière à ce que la consommation de chaque phase soit approximativement la même, sinon un déséquilibre de phase est possible.
De plus, ce sera difficile et insultant pour la phase trop chargée que d'autres "reposent")
Avantages et inconvénients
Les deux systèmes d'alimentation ont leurs avantages et leurs inconvénients, qui changent de place ou deviennent insignifiants lorsque la puissance franchit le seuil des 10 kW. Je vais essayer de lister.
Réseau monophasé 220 V, plus
- Simplicité
- Bas prix
- Au-dessous de la tension dangereuse
Réseau monophasé 220 V, moins
- Pouvoir consommateur limité
Réseau triphasé 380 V, plus
- La puissance n'est limitée que par la section des fils
- Économies avec la consommation triphasée
- Alimentation pour équipements industriels
- Possibilité de commuter une charge monophasée sur une "bonne" phase en cas de dégradation de la qualité ou de coupure de courant
Réseau triphasé 380 V, moins
- Des équipements plus chers
- Tension plus dangereuse
- Limité Puissance maximum charges monophasées
Quand est 380 et quand est 220 ?
Alors pourquoi la tension dans nos appartements est-elle de 220 V, et non de 380 ? Le fait est qu'en règle générale, une phase est connectée à des consommateurs d'une puissance inférieure à 10 kW. Et cela signifie qu'une phase et un conducteur neutre (zéro) sont introduits dans la maison. Dans 99% des appartements et des maisons, c'est exactement ce qui se passe.
Panneau électrique monophasé dans la maison. L'automate de droite est introductif, puis - à travers les salles. Qui trouvera des erreurs dans la photo? Bien que ce bouclier soit une grosse erreur ...
Cependant, si vous prévoyez de consommer plus de 10 kW de puissance, une entrée triphasée est préférable. Et s'il y a un équipement avec une alimentation triphasée (contenant), je recommande fortement d'apporter dans la maison une entrée triphasée avec une tension linéaire de 380 V. Cela permettra d'économiser sur la section des fils, sur la sécurité et sur l'électricité.
Malgré le fait qu'il existe des moyens d'allumer une charge triphasée dans réseau monophasé, de telles modifications réduisent drastiquement le rendement des moteurs, et parfois, toutes choses égales par ailleurs, on peut payer 2 fois plus pour du 220 V que pour du 380.
La tension monophasée est utilisée dans le secteur privé, où la consommation électrique ne dépasse généralement pas 10 kW. Dans le même temps, un câble avec des fils d'une section de 4 à 6 mm² est utilisé à l'entrée. Le courant consommé est limité par l'entrée disjoncteur, dont le courant nominal de protection n'est pas supérieur à 40 A.
A propos du choix d'un disjoncteur, je l'ai déjà. Et sur le choix de la section de fil -. Il y a aussi des discussions animées.
Mais si la puissance du consommateur est de 15 kW et plus, il est impératif d'utiliser une alimentation triphasée. Même s'il n'y a pas de consommateurs triphasés dans ce bâtiment, par exemple des moteurs électriques. Dans ce cas, la puissance est divisée en phases et l'équipement électrique (câble d'entrée, commutation) n'est pas soumis à la même charge que si la même puissance était prélevée sur une phase.
Par exemple, 15 kW équivaut à environ 70 A pour une phase, il vous faut fil de cuivre avec une section d'au moins 10 mm². Le coût d'un câble avec de telles âmes sera important. Et je n'ai pas vu de machines automatiques pour une phase (unipolaire) pour un courant de plus de 63 A sur un rail DIN.
Par conséquent, dans les bureaux, les magasins et plus encore dans les entreprises, seule l'alimentation triphasée est utilisée. Et, en conséquence, des compteurs triphasés, qui sont à connexion directe et à connexion par transformateur (avec transformateurs de courant).
Et quoi de neuf dans le groupe VK SamElectric.ru ?
Abonnez-vous et lisez l'article plus loin:
Et à l'entrée (devant le comptoir), il y a approximativement de telles «boîtes»:
Entrée triphasée. Machine d'introduction devant le comptoir.
Un inconvénient significatif d'une entrée triphasée et (marqué ci-dessus) - la limite de puissance des charges monophasées. Par exemple, la puissance allouée d'une tension triphasée est de 15 kW. Cela signifie que pour chaque phase - un maximum de 5 kW. Et cela signifie que le courant maximum pour chaque phase ne dépasse pas 22 A (pratiquement - 25). Et vous devez tourner en répartissant la charge.
J'espère maintenant qu'il est clair qu'est-ce qu'une tension triphasée de 380 V et une tension monophasée de 220 V ?
Schémas étoile et triangle dans un réseau triphasé
Il existe différentes variantes de commutation sur la charge avec une tension de fonctionnement de 220 et 380 Volts dans un réseau triphasé. Ces schémas sont appelés "Etoile" et "Triangle".
Lorsque la charge est conçue pour une tension de 220V, elle est connectée à un réseau triphasé selon le schéma "Etoile", c'est-à-dire à la tension de phase. Dans ce cas, tous les groupes de charge sont répartis de manière à ce que les puissances des phases soient approximativement les mêmes. Les zéros de tous les groupes sont connectés ensemble et connectés au fil neutre de l'entrée triphasée.
Tous nos appartements et maisons avec entrée monophasée sont connectés à Zvezda, un autre exemple est la connexion d'éléments chauffants puissants et.
Lorsque la tension de charge est de 380V, elle est allumée selon le schéma «Triangle», c'est-à-dire à la tension linéaire. Cette distribution de phase est la plus typique pour les moteurs électriques et autres charges, où les trois parties de la charge appartiennent à un seul appareil.
Système de distribution d'énergie
Initialement, la tension est toujours triphasée. Par "à l'origine", j'entends un générateur d'une centrale électrique (thermique, à gaz, nucléaire), à partir duquel une tension de plusieurs milliers de volts est fournie à des transformateurs abaisseurs, qui forment plusieurs échelons de tension. Le dernier transformateur abaisse la tension à un niveau de 0,4 kV et la fournit aux consommateurs finaux - à nous, aux immeubles d'habitation et au secteur résidentiel privé.
De plus, la tension est fournie au transformateur TP2 du deuxième étage, à la sortie duquel la tension du consommateur final est de 0,4 kV (380 V). Transformateurs de puissance TP2 - de centaines à milliers de kW. Avec TP2, la tension vient à nous - pendant plusieurs Tours d'appartements, sur secteur privé, et ainsi de suite.
Le schéma est simplifié, il peut y avoir plusieurs étapes, les tensions et les puissances peuvent être différentes, mais l'essence de cela ne change pas. Seule la tension finale des consommateurs est un - 380 V.
Photo
Enfin - quelques photos supplémentaires avec des commentaires.
Tableau électrique avec entrée triphasée, mais tous les consommateurs sont monophasés.
Les amis, c'est tout pour aujourd'hui, bonne chance à tous !
J'attends vos retours et questions dans les commentaires !
Dans ce schéma, comme dans tout autre, il peut y avoir des erreurs. Si vous les trouvez, écrivez-nous. Abonnez-vous aux nouvelles pour être au courant des corrections et des mises à jour matérielles.
Attention! L'assemblage de l'appareil nécessite des compétences dans le domaine de l'électronique de puissance, associée au contact avec la haute tension, qui peut être mortelle tant pour l'ingénieur lui-même que pour les utilisateurs de l'appareil. Assurez-vous d'avoir les qualifications requises.
D5- Un amplificateur opérationnel conçu pour fonctionner avec une seule alimentation de 12V, avec une impédance d'entrée élevée et avec la possibilité de se connecter à la sortie d'une charge de 2 kΩ ou moins. Bien adapté K544UD1, KR544UD1.
D6- stabilisateur de tension intégré (KREN) pour 12V.
VT5- Transistor basse tension haute tension 600 volts. Cela ne fonctionne que lorsque le circuit est allumé. Ainsi, aucune puissance n'est dissipée pendant le fonctionnement.
VD9- Diode Zener 15V.
C11- 1000uF 25V.
R25- 300kOhm 0.5W
D1- Contrôleurs de modulation de largeur d'impulsion (PWM) intégrés. Il s'agit de 1156EU3 ou de son analogue importé UC3823.
Ajout du 27/02/2013 Le fabricant étranger de contrôleurs Texas Instruments nous a réservé une surprise étonnamment agréable. Les puces UC3823A et UC3823B sont apparues. Ces contrôleurs ont des fonctions de broche légèrement différentes de celles de l'UC3823. Ils ne fonctionneront pas dans les circuits UC3823. La broche 11 a maintenant acquis des fonctions complètement différentes. Pour utiliser des contrôleurs avec les indices de lettre A et B dans le circuit décrit, vous devez doubler les résistances R22, exclure les résistances R17 et R18, accrocher (ne pas connecter n'importe où) les jambes 16 et 11 des trois microcircuits. Quant aux analogues russes, les lecteurs nous écrivent que le câblage est différent dans différents lots de microcircuits (ce qui est particulièrement agréable), bien que nous n'ayons pas encore vu de nouveau câblage.
D3- Conducteurs de demi-pont. IR2184
R7, R6- Résistances 10kOhms. C3, C4- Condensateurs 100nF.
R10, R11- Résistances de 20 kOhm. C5, C6- Condensateurs électrolytiques de 30 microfarads, 25 volts.
R8- 20kOhms, R9- résistance ajustable 15 kOhm
R1, R2- Potentiomètres 10 kOhm
R3- 10 kOhm
C2, R5- une résistance et un condensateur qui fixent la fréquence des contrôleurs PWM. Nous les choisissons pour que la fréquence soit d'environ 50 kHz. La sélection doit commencer par un condensateur de 1 nF et une résistance de 100 kΩ.
R4- Ces résistances dans différents bras sont différentes. Le fait est que pour obtenir une tension sinusoïdale avec un déphasage de 120 gr. un déphaseur est utilisé. En plus de se déplacer, cela affaiblit également le signal. Chaque lien atténue le signal de 2,7 fois. Nous sélectionnons donc une résistance dans le bras inférieur dans la plage de 10 kOhm à 100 kOhm afin que le contrôleur PWM à valeur minimum la tension sinusoïdale (de la sortie de l'amplificateur opérationnel) était fermée, avec une légère augmentation, elle a commencé à produire de courtes impulsions, lorsque le maximum a été atteint, elle était pratiquement ouverte. La résistance du bras central sera 9 fois plus grande, la résistance du bras supérieur sera 81 fois plus grande.
Après avoir sélectionné ces résistances avec plus de précision, le gain peut être ajusté en réglant les résistances R1.
R17- 300 kOhm, R18- 30 kOhm
C8- 100nF. Il peut s'agir de condensateurs basse tension. Il n'y a pas de haute tension sur eux, bien qu'ils soient dans la partie haute tension.
R22- 0,23 ohm. 5W.
VD11- Diodes Schottky. Les diodes Schottky sont sélectionnées pour assurer la chute de tension minimale aux bornes de la diode à l'état passant.
R23, R24- 20 ohms. 1W.
L1- self 10mH (1E-02 H), pour courant 5A, C12- 1uF, 400V.
L2 - plusieurs tours de fil fin sur l'inductance L1. Si dans l'inductance L1 - X tourne, alors dans la bobine L2 devrait être [ X] / [60 ]
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