+7 495 120-13-73 | 8 800 500-97-74

(для регионов бесплатно)

Как выполнить подключение дифавтомата в однофазной сети своими руками

Подключение дифавтомата в однофазной сетиПодключение дифференциального автомата можно считать довольно простой задачей, с которой справится совершенно любой человек. Необходимо лишь изучить все правила электромонтажа, техники безопасности и обозначение на корпусе устройства.

Содержание

Как устроен дифференциальный автомат

Дифавтоматом называется электрическое устройство, которое необходимо для защиты проводки и подсоединенных к ней изделий от больших перегрузок и утечек тока. Дифференциальный автомат представляет собой специальный аппарат, состоящий из таких функциональных частей:

  1. Устройство дифавтоматаУстройство защитного отключения, работа которого производится из-за подведения значения обратного тока. При работе значения обратного и входного тока способны создать одинаковые магнитные поля, которые не дают разъединить аппаратуру выключения устройства. Когда в схеме появляется утечка тока, то разница между магнитными полями переключает специальное реле и питание автоматически отключается.
  2. Автоматический выключатель, который оборудован несколькими расцепителями. Тепловой расцепитель отключает подачу тока при обнаружении небольшой перегрузки на потребителях, к которым он подсоединен. Электромагнитный расцепитель отключает питание при возникновении короткого замыкания в сети. В разных дифференциальных автоматах применяются 2 или 4 полюсные выключатели.

Кроме этих узлов, в состав дифференциального автомата входит специальный электронный усилитель и дифтрансформатор.

Перед тем как выбирать дифавтомат, необходимо правильно проверить его работоспособность. Для этой цели в каждом устройстве существует специальная кнопка. При нажимании на нее происходит искусственное моделирование утечки тока, которое приводит к выключению устройства. Когда это условие не выполняется, то использование такого дифавтомата не допускается.

В простой бытовой электрической сети используются двухполюстные дифавтоматы. Подключение устройства выполняется по определенному принципу. Снизу дифференциального автомата подключается ноль от нагрузки, а сверху него необходимо подсоединить провода питания.

Многополюсные автоматы монтируются таким же образом, но применяются лишь в трехфазных электрических сетях напряжением 380 вольт. Их монтаж требует намного больше места на специальной рейке, чем для других модулей, потому что нужно пространство для расположения блока дифференциальной защиты.

Как подключить дифавтомат

Схема подсоединения дифференциального автомата довольно просто читается любым человеком с электротехническим образованием. Эта схема практически не отличается от способа подключения других устройств, которые устанавливаются в распределительной аппаратуре. Дифференциальный автомат должен быть правильно подсоединен к нулю и фазным проводам лишь той линии, которую он должен будет защищать.

Схема подключения вводного дифавтомата

Правила подключения дифавтоматаСтоит рассмотреть несколько популярных способов подключения дифавтоматов. Один из них принято называть «вводной автомат», потому что устройство устанавливается в распределительном щите на вводном кабеле и выполняет защиту совершенно всех цепей в этой сети.

Дифференциальный автомат для подобной схемы необходимо выбирать очень внимательно, учитывая максимальную рабочую мощность и другие характеристики электрической сети.

Основными преимуществами данного метода защиты являются:

  • довольно небольшая цена одного устройства;
  • хорошая компактность дифавтомата.

А также стоит упомянуть про такие недостатки дифференциального автомата:

  • при возникновении поломки выключается подача напряжения на все помещение;
  • процесс ремонта займет большое количество времени, потому что тяжело определить точное место поломки и причину отключения.

Схема подключения отдельного дифавтомата

Трехфазные и однофазные сети в доме Следующий способ считается оптимальным. Дифавтомат нужно поставить перед каждой группой потребителей электрической энергии. К примеру, дифференциальные автоматы ставятся на освещение, водонагревательный бак и розетки. Такой способ является наиболее безопасным для защиты устройств и человека.

При сборке подобной схемы необходимо установить общий дифавтомат с большими рабочими характеристиками, чем у отдельных устройств. Например, когда отдельные устройства рассчитаны на утечку тока 30 миллиампер, то у общего автомата это значение обязано быть не менее 100 миллиампер. В случае если эти дифавтоматы будут совершенно одинаковыми, то при поломке в одной группе, сразу сработает основной и групповой автомат. Это способно привести к выключению всей электрической сети. Чтобы этого не произошло, стоит поставить устройство селективного типа. Он срабатывает с маленькой задержкой, поэтому появляется возможность организации последовательного выключения дифавтоматов.

Главные достоинства данного способа такие:

  • наиболее высокий уровень защиты;
  • при выключении становится понятно, на какой группе электрической сети произошла поломка.

Недостатки этой схемы такие:

  • высокая цена комплекта дифференциальных автоматов;
  • устройства занимают много места в распределительном щите;
  • установка автоматов представляет большую сложность.

Схема подключения дифавтомата без использования заземления

Раньше практически все здания оборудовались заземлением. Для этого от дома к земле отводился специализированный контур, к которому подсоединялись все крупные элементы электрической сети. Сейчас технологии строительства редко предполагают присутствие в здании системы заземления. В этом случае установка дифференциального автомата считается не только рекомендацией, но и требованием по электрической безопасности. Дифавтомат будет являться заземляющим устройством, что очень важно для обеспечения защиты от большой утечки тока.

Правила подключения дифавтомата

При подключении дифференциальных автоматов необходимо строго соблюдать такие правила:

  1. Схема подключения УЗО к однофазной сети с заземлениемПитающие провода обязаны подходить к устройству сверху, а отходящие стоит располагать снизу. У многих автоматов присутствует соответствующее обозначение подобных клемм и нарисована их принципиальная схема. Другой способ подсоединения проводов может обойтись очень дорого, потому что приведет к выходу из строя устройства. Когда длины кабелей недостаточно, то их необходимо поменять. А также можно нарастить провода или перевернуть автомат на специальной рейке.
  2. Необходимо строго соблюдать полярность всех контактов. В современном мире на всех дифференциальных автоматах клеммы для подсоединения нулевого провода обозначаются N, а фазные провода имеют надпись L. Стоит заметить, что дифавтомат способен работать и при некачественном подсоединении, но изменение полярности может привести к тому, что устройство не будет срабатывать при опасной нагрузке или коротком замыкании.
  3. Многие новички подключают все нулевые провода к одной клемме, потому что это требуют схемы подсоединения большинства бытовых изделий. Но в дифференциальном автомате подобное подсоединение может вызвать конфликт, и выключить электрическое питание. Чтобы устройство качественно выполняло свои функции, необходимо нулевой провод каждого изделия подключать только к своей цепи.

Схема подключения дифавтомата в однофазной сети

После того как выбран способ и приобретены все нужные устройства, стоит начинать монтаж дифференциальных автоматов. Сначала необходимо осмотреть дифавтомат на присутствие сколов и различных дефектов, которые способны повлиять на качество работы оборудования. Помещение отключается от электрической сети путем выключения распределительного щита. Необходимо убедиться в полном отсутствии электричества при помощи измерительного прибора или индикаторного инструмента. Дифавтомат устанавливается на специальную рейку.

При помощи пассатижей или специализированного приспособления снимается лишняя изоляция с подключаемых проводов. Далее, подсоединяются нулевые и фазные провода. На верхние разъемы устройства нужно подключить жилы питающего провода, а на нижние разъемы стоит подсоединить провода от нагрузок. Вот теперь необходимо подать питание от силового провода и проверить работу распределительного щита.

Основные ошибки при подключении дифавтомата

Процесс подключения дифференциального автомата довольно простой, но для его монтажа своими руками необходимо иметь электротехнические знания. Очень часто люди допускают небольшие ошибки, которые мешают устройству качественно работать. Главные ошибки такие:

  1. Вариант подключения дифавтоматаНулевые жилы отдельных дифавтоматов соединены вместе. При таком подключении устройство может срабатывать при возникновении небольшой разницы между обратным и входным током.
  2. Вводные фазы и нули подключены к нижним разъемам. Подобную ошибку делают при отсутствии необходимого опыта или просто по невнимательности. В этом случае дифавтомат не будет работать. Чтобы не допустить эту ошибку, необходимо внимательно смотреть на корпус устройства, на котором присутствует обозначение нижних разъемов и подробная схема подсоединения дифференциального автомата к питающей сети.
  3. Нулевая жила напрямую приходит к бытовому прибору. В этом случае дифавтомат способен очень часто выключать питание из-за большой разности потенциалов.
  4. При установке определенного количества устройств фазная жила подсоединена к одному автомату, а нулевой провод подключен к другому. В этом случае будут выключаться оба дифавтомата.
  5. Подсоединение нулевого провода к заземлению. Подобный способ принято называть занулением. Он основан на возбуждении тока короткого замыкания для быстрого срабатывания дифавтомата. При таком способе подключения возникнет большая разница между величинами токов и устройство отключится.

что это такое и подключение его к однофазной и трехфазной сети

В состав электрической сети, помимо токоведущих проводников и энергоприемников входит целый ряд устройств, которые обеспечивают как качество электроснабжения, так и его безопасность.

Одним из подобных устройств является дифференциальный автомат, или дифавтомат. Давайте попробуем разобраться, что же это такое – дифавтомат.

Понятие дифференциального автомата

Дифференциальный автомат – это комбинированный электрический аппарат, предназначенный для работы в сетях низкого напряжения и совмещающий в себе функции устройства защитного отключения (УЗО) и автоматического выключателя.

Назначение дифференциального автомата

Дифавтомат, называемый также автоматическим выключателем дифференциального тока (АВДТ), служит для защиты участка электроцепи, подключенного посредством данного автомата к питающей сети, от выхода из строя в случае возникновения в данной сети повышенных токов, возникающих при перегрузках и коротких замыканиях. Данная функция идентичная назначению автоматического выключателя.

Кроме того, дифференциальный автомат может предотвратить возгорания и травмы людей и животных (возможно, со смертельным исходом), возникающие по причине утечки электрического тока через повреждения в изоляционном слое проводника либо неисправное энергопринимающее устройство, что совпадает с функционалом УЗО.

Важно! Основное преимущество дифференциального автомата перед этими двумя устройствами в совокупности – его компактность. Особенно это актуально при необходимости установки в распределительном щитке целого ряда защитных автоматов.

Дифференциальный автомат

Дифференциальный автомат

Дифференциальные автоматические выключатели широко применяются для защиты электрических систем как в быту, так и в офисных и производственных помещениях. Они ничем не уступают по своим характеристикам аналогичным УЗО и автоматическим выключателям, следовательно, не имеет каких-либо особенных ограничений в плане сферы применения. Дифавтоматы возможно устанавливать как на вводе в здание, так и на ответвительных кабельных трассах для обеспечения пожарной безопасности, а также безопасности людей и иных живых организмов.

Устройство дифференциального автомата

Основными рабочими элементами конструкции дифавтомата являются:

  • дифференциальный трансформатор;
  • электромагнитный расцепитель;
  • тепловой расцепитель.

Трансформатор, входящий в состав дифференциального автоматического выключателя, имеет несколько обмоток, количество которых напрямую зависит от числа полюсов устройства. Он предназначен для сравнения токов нагрузки проводников.

В случае их несимметричности на выходе из вторичной обмотки рассматриваемого трансформатора внутри дифференциальногоустройства возникает ток утечки, поступающий на пусковой элемент, который немедленно производит размыкание силовых контактов автомата дифференциального тока.

Электромагнитный расцепитель – это специализированный магнит с сердечником, оказывающий воздействие на отключающий механизм. Срабатывает указанный магнит в случае достижения током нагрузки порога срабатывания (в частности, при коротком замыкании). Электромагнитный расцепитель срабатывает практически мгновенно – за доли секунды.

Тепловой расцепитель предназначен для защиты электрической сети от токовых перегрузок. Конструктивно тепловой расцепитель – это биметаллическая пластина, отличающаяся эффективностью действия именно в подобных режимах. Механизм расцепления при этом срабатывает посредством изгиба пластины как следствия прохождения через нее повышенных токов. Срабатывания теплового расцепителя происходит не мгновенно, а с выдержкой некоторого времени, причем время его срабатывания напрямую зависит от величины тока нагрузки, проходящего через дифавтомат, а также от температуры окружающей среды.

Подключение

Монтаж

Один раз в месяц рекомендуется осуществлять проверку дифференциального автомата на работоспособность. Для этого в его устройстве предусмотрена кнопка «test», подключаемая последовательно с сопротивлением. При ее нажатии осуществляется подача напряжения на специальный контакт. Если дифавтомат исправен, то в этом случае он должен отключиться.

Важно! Если ваше устройство успешно прошло подобный тест, то вы можете быть уверены только в том, что целостность цепи не нарушена. Но это не дает вам гарантии, что ток утечки отключения и скорость срабатывания дифференциального автомата соответствуют должным требованиям.

Помимо прочего, выключатель дифференциального тока может успешно проходить «test»-проверку, но при этом он проигнорирует реальную утечку электроэнергии по причине неверной установки его в сеть.

Производители дифференциальных автоматов

Помимо понятия о том, что это такое, диф автомат, необходимо иметь элементраные знания о фирмах-производителях данных устройств, самыми популярными среди которых на мировом рынке являются ABB, LeGrand, Schneider Electric и Siemens. Среди отечественных производителей можно выделить КЭАЗ, IEK и DEK raft.

Как подключить дифференциальный автомат?

Домашняя электрическая сеть может быть как однофазной с напряжением 220 вольт, так и трехфазной с напряжением 380 вольт. Кроме того, как упоминалось выше автоматический дифференциальный выключатель тока можно установить как на вводе в дом, так и отдельно на каждую группу электрических приборов.

В зависимости от исходных условий и задач схема подключения данного устройства может несколько отличаться от стандартной, да и сам дифавтомат может быть предназначен как для работы в однофазной сети (двухполюсный), так и для работы в трехфазной сети (четырехполюсный).

Подключение дифавтомата в однофазной сети

Наиболее простой способ организации защиты локальной электросети посредством дифференциального автомата – установка одного такого устройства на вводе в дом (квартиру). В этом случае необходимо приобрести достаточно мощное устройство, которое сможет обслуживать всю электрическую сеть и включенные в нее энергопринимающие устройства.

Недостаток такого монтажа защитной автоматики заключается в том, что при ее срабатывании достаточно сложно будет самостоятельно обнаружить неисправность в системе, поскольку она может возникнуть, где угодно.

Более совершенным и более надежным способом защиты домашней электросети при помощи дифавтоматов будет их отдельная установка на каждую группу проводников. При такой компоновке элементов электрической схемы в случае возникновения короткого замыкания либо перегрузки сработает только то защитное устройство, на участке, подключенном посредством которого, произошла нештатная ситуация. Другие устройства в это время продолжат функционировать в своем обычном режиме.

Подключение к однофазной сети

Подключение к однофазной сети на несколько линий

Достоинство такого способа монтажа автоматики заключается в оперативности определения участка, на котором возникла неисправность. Очевидным же недостатком выступают высокие трудовые и финансовые затраты на организацию указанной схемы подключения дифференциальных автоматов враспределительном щитке.

Важно! Заземляющая жила токоведущего кабеля подключается к шинке заземления, минуя всю защитную автоматику.

Устаревшая электрическая проводка зачастую лишена заземления. Разумеется, вы можете подключить дифавтомат как к сети без заземления, так и к сети с ним. Однако целесообразно перед его установкой все-таки модернизировать устаревшую электропроводку.Соединение защитных дифавтоматов между собой производится посредством перемычек.

Подключение дифавтомата в трехфазной сети

Во многих частных домах, а также в некоторых современных жилых комплексах можно встретить систему электропитания от трехфазной сети с напряжением 380 вольт. Реализация подключения дифференциального автоматического выключателя в данном случае мало чем будет отличаться от произведения работ в однофазной сети, за тем простым исключением, что на вход и выход устройства вы будете подсоединять не две, а четыре токоведущих провода.

Схема подключения трехфазных защитных автоматов также может предусматривать установку рассматриваемого устройства как на всю локальную электрическую сеть, так и монтаж отдельных автоматов на ее ветки.

Теперь вы имеете полное представления о том, что такое дифавтомат в электрике, а также в курсе принципа его работы и монтажа в электрическую сеть.

Подключение дифавтомата в однофазной и трехфазной сети

устройство дифавтоматДифавтомат – электромеханическое устройство, которое обеспечивает защиту потребителя от удара электрическим током, также он способен оградить линию от перенагрузок, токовых утечек и короткого замыкания.

Этот защитный прибор включает в себя совокупность устройства защитного отключения и автомата.

Подключение дифавтомата производится по такому же принципу как автомата и УЗО. Но в отличие от них он имеет отличительные особенности, присущи только ему: увеличенная реакция срабатывания; ограждение электроцепи от сверхтоков; предохранение от утечки тока в грунт.

Существует несколько способов подключения дифавтоматов: по селективной схеме, по неселективной схеме, методы соединения при помощи заземления или без него.

Условия подключения дифавтомата

Для подключения данного устройства необходимо соблюсти ряд условий. Эти требования также заключаются в инструкции к защитному устройству.

Корпус дифавтомата должен быть целым без механических повреждений в виде трещин или сколов.
При подключении данного устройства необходимо обесточить всю электролинию. Рекомендуется убедиться, что в линии нет напряжения посредством индикаторной отвертки или другого измерительного инструмента.

Дифавтомат должен быть установлен на специальную рейку.

Устанавливая защитное устройство, следует обратить внимание, что входные жилы должны заходить сверху, а отходящие только снизу. Если поменять их местами, то данный прибор может просто перегореть.

На корпусе дифавтомата существуют отверстия, которые предназначены специально для каждого проводника в отдельности. N – для нулевого провода, L – для фазного провода. Отверстия обозначены цифрами: 1 – для присоединения входящей фазы, в гнездо под номером 2 подключается отходящий фазный провод.

При монтаже защитного прибора правило объединения всех нулевых проводников в этом случае не работает. Поэтому запрещается объединять провода с нулевыми значениями после расположения дифавтомата. При этом фаза и нули входят в устройство, и более не объединяются.

Специалисты в данной области рекомендуют в случае не соответствия длинны проводов и дистанции присоединения лучше их полностью заменить, чем наращивать. Со временем такой контакт придет в негодность и рано или поздно его все равно придется менять, также это может привести к плохим последствиям.

Следует рассчитать количество потребляемой энергии, численность нагрузочных электроприборов, а также особенности конфигурации создаваемой электрической линии.

Схема подключения

подключение дифавтоматаСуществует несколько видов подключения дифференцированных автоматов:

  1. Диффавтомат установлен на входе, защищая всю электрическую цепь, находящуюся в квартире. Положительными чертами такого расположения являются: недорогой способ, имеющий в сети дифавтомат в единственном экземпляре; не занимает много места в главном распределительном щите. К недостаткам можно отнести: при возникновении ситуации для срабатывания обесточит полностью всю линию; осложнит поиск повреждения.
  2. Дифавтомат установлен один общий на входе и по одному на каждую линию. Это самая популярная и надежная схема. При этом каждое устройство контролирует свою электрическую линию, а общий – электрическую цепь в целом. В таком варианте соединения необходимо соблюдать селективность. Входной аппарат должен обладать номинальным током утечки от 100-300мА, у остальных ток утечки должен быть 30мА. Этот метод исключит одновременное срабатывание всех устройств сразу. Для лучшего эффекта селективности рекомендуется выбирать защитное устройство типа S, для которой характерный срок срабатывания имеет задержку. Отрицательными свойствами являются: дорогой в использовании; требуется много места в распределительном щитке; многосложность схемы.
  3. Отсутствие общего автомата, защитные устройства устанавливаются только на токоведущие линии.

Подключение в однофазной сети

дифференциальный автоматВ жилых домах зачастую используется однофазная система электропроводки. При этом в этой системе рабочее напряжение составляет 220 вольт. Для данной величины напряжения рекомендуется применять двухполюсное защитное устройство.

Электромонтаж схемы можно производить двумя способами. Одна из которых — это когда дифавтомат монтируется только после электросчетчика, выполняя свои защитные функции на протяжении всей электрической линии.

В результате такого соединения неполадку, из-за которой вышел из строя аппарат, будет отыскать намного сложнее.

Другой способ более надежный и безопасный. Он представляет собой установку прибора на каждую линию, защищая и контролируя ее по отдельности.

При установке защитного устройства в однофазную сеть следует помнить, что нулевой провод, идущий от источника питания подсоединяют с нижней стороны, а сверху присоединяется нулевой провод, идущий от нагрузки.

Подключение в трехфазной сети

Основное отличие однофазной от трехфазной в том, что в этой системе заходит сразу три проводника фазных проводов – L1, L2, L3. В этой электрической системе вступает в эксплуатацию четырехполюсное защитное устройство на 380 вольт.

Данный способ электрического соединения подразумевает более мощную нагрузку. Он используется в частных домах, обладающих большой площадью, а также в автомобильных гаражах, где используются мощное электрооборудование.

Подключение дифавтомата без заземления

В жилых зданиях старой постройки, зачастую конфигурация электрической сети заключается в двухпроводной схеме. При этом в таких проводках не имеется проводника заземления. Если не проводится ремонт и не меняется вовремя такая проводка на трехпроводную, то это чревато тяжелыми последствиями.

Такая проводка не способна обеспечить защиту современным бытовым приборам переменного тока. В случаях если нет возможности замены проводки, необходимо устанавливать дифавтоматы.

В этой системе электрической сети господствует напряжение в 220 вольт двухпроводной сети. Электромонтаж данной линии более опасный и ненадежный.

Как подключить дифференциальный автомат: схемы подключения

Это устройство обеспечивает защиту от тока утечки, сетевой перегрузки, короткого замыкания и поражения человека током. Важно знать, как подключить дифференциальный автомат, чтобы максимально защитить оборудование, здоровье людей и имущество.

Назначение, технические характеристики и выбор


Дифавтоматы служат для защиты проводки от повышенных нагрузок и человека от поражения электротокомКак подключить дифференциальный автомат: схемы подключения

Дифавтомат или дифференциальный автомат защиты объединяет в себе функции автомата защиты и УЗО. То есть, одно это устройство защищает проводку от перегрузок, короткого замыкания и тока утечки. Ток утечки образуется при неисправности изоляции или при прикосновении к токоведущим элементам, то есть он еще защищает человека от поражения электричеством.


Дифавтоматы устанавливаются в электрические распределительные щитки, чаще всего на дин-рейки. Они ставятся вместо связки автомат+УЗО, физически занимают немного меньше места. Насколько конкретно — зависит от производителя и типа исполнения. И это — основной их плюс, который может быть востребован при модернизации сети, когда место в щитке ограничено, а необходимо подключить некоторое количество новых линий.

Второй положительный момент — экономия средств. Как правило, дифавтомат стоит меньше, чем пара автомат+УЗО с аналогичными характеристиками. Еще один положительный момент — необходимо определиться только с номиналом автомата защиты, а УЗО встроен по умолчанию с требующимися характеристиками.


Недостатки тоже имеются: при выходе и строя одной из частей дифавтомата менять придется все устройство, а это дороже. Также не все модели снабжены флажками, по которым можно определить, по какой причине сработало устройство — из-за перегрузки или тока утечки — что принципиально важно при выяснении причин.

Характеристики и выбор

Так как дифавтомат объединяет в себе два устройства, имеет он характеристики их обоих и при выборе надо учитывать все. Разберемся что обозначают эти характеристики и как выбирать дифференциальный автомат.


Обозначение дифавтоматов на схемахКак подключить дифференциальный автомат: схемы подключения
Номинальный ток

Это максимальный ток, который может длительное время выдерживать автомат без потери работоспособности. Обычно он указывается на лицевой панели. Номинальные токи стандартизованы и могут быть 6 А, 10 А, 16 А, 20 А, 25 А, 32 А, 40 А, 50 А, 63А.


Четырехполюсный дифавтомат для подключения в сети 380 ВКак подключить дифференциальный автомат: схемы подключения

Малые номиналы — 10 А и 16 А — ставят на линии освещения, средние — на мощных потребителей и розеточные группы, а мощные — 40 А и выше — в основном используют как вводный (общий) дифавтомат. Подбирается в зависимости от сечения кабеля, точно также, как при выборе номинала автомата защиты.

Время-токовая характеристика или тип электромагнитного расцепителя

Отображается рядом с номиналом, обозначается латинскими буквами B, C, D. Указывает на то, при каких перегрузках относительно номинала происходит отключение автомата (для игнорирования кратковременных стартовых токов).


Номинал дифавтомата и его время-токовая характеристикаКак подключить дифференциальный автомат: схемы подключения

Категория B — если ток превышен в 3-5 раз, C — при превышении номинала в 5-10 раз, тип D отключается при нагрузках, которые превышают номинал в 10-20 раз. В квартирах обычно ставят дифавтоматы типа C, в сельской местности можно ставить B, на предприятиях с мощным оборудованием и большими стартовыми токами — D.

Номинальное напряжение и частота сети

Для каких сетей предназначен аппарат — 220 В и 380 В, с частотой 50 Гц. Других в нашей торговой сети не бывает, но все равно, стоит проверить.


Напряжение и частота, на которые рассчитан дифференциальный автомат защитыКак подключить дифференциальный автомат: схемы подключения

Дифференциальные автоматы могут иметь двойную маркировку — 230/400 V. Это говорит о том, что данное устройство может работать и в сети на 220 В и на 380 В. В трехфазных сетях подобные устройства ставят на розеточные группы или на отдельных потребителей, там где используется лишь одна из фаз.

В качестве водных дифавтоматов на трехфазные сети необходимы устройства с четырьмя вводами, а они значительно отличаются габаритами. Спутать их невозможно.


Номинальный отключающий дифференциальный ток или ток утечки (уставки)

Отображает чувствительность устройства к образующимся токам утечки и показывает, при каких условиях сработает защита. В быту используются только два номинала: 10 мА для установки на линии, в которых установлено только одно мощное устройство или потребитель, в котором сочетаются два опасных фактора — электричество и вода (проточный или накопительный электрический водонагреватель, варочная поверхность, духовой шкаф, посудомоечная машина и т.п.).

Для линий с группой розеток и наружного освещения ставят дифавтоматы с током утечки 30 мА, на линии освещения внутри дома их не обычно ставят — для экономии.


Ток утечки или уставки на диф автоматеКак подключить дифференциальный автомат: схемы подключения

На устройстве может быть написан просто значение в миллиамперах (как на фото слева) или может быть нанесено буквенное обозначение тока уставки (на фото справа), после которого стоят цифры в амперах (при 10 мА стоит 0,01 А, при 30 мА цифра 0,03 А).

Класс дифференциальной защиты

Показывает от токов утечки какого типа защищает это устройство. Есть буквенное и графическое изображение. Обычно ставят значок, но может быть и буква (смотрите в таблице).

Буквенное обозначениеГрафическое обозначениеРасшифровка Область применения
АСКак подключить дифференциальный автомат: схемы подключенияРеагирует на переменный синусоидальный токСтавят на линии без электронного управления
АКак подключить дифференциальный автомат: схемы подключенияРеагирует на синусоидальный переменный ток и пульсирующий постоянныйПрименяется на линиях с электронным управлением
ВКак подключить дифференциальный автомат: схемы подключенияУлавливает переменный, импульсный, постоянный и сглаженный постоянный. Применяется на производстве с большим количеством разнообразной техники
SС выдержкой времени отключения 200-300 мсВ сложных схемах
GС выдержкой времени отключения60-80 мсВ сложных схемах

Выбор класса дифференциальной защиты дифавтомата происходит исходя из типа нагрузки. Если это техника с микропроцессорами, необходим класс А, на линии освещения или включения питания простых устройств подойдет класс AC. Класс В в частных домах и квартирах ставят редко — нет необходимости «отлавливать» все типы токов утечки. Подключение дифавтомата класса S и G имеет смысл в многоуровневых схемах защиты. Их ставят в качестве входных, если в схеме дальше есть другие дифференциальные устройства отключения. В этом случае при срабатывании одного из нижестоящих по току утечки, входной не отключится и исправные линии будут в работе.

Номинальная отключающая способность

Показывает, какой ток в состоянии дифавтомат отключить при возникновении КЗ и остаться при этом работоспособным. Есть несколько стандартных номиналов: 3000 А, 4500 А, 6000 А, 10 000 А.


Отключающая способность дифавтоматаКак подключить дифференциальный автомат: схемы подключения

Выбор дифавтомата по этому параметру зависит от типа сети и от дальности расположения подстанции. В квартирах и домах на достаточном удалении от подстанции используют дифавтоматы с отключающей способностью 6 000 А, близко к подстанциям ставят на 10 000 А. В сельской местности, при подводе электропитания по воздушке и в давно не модернизированных сетях достаточно 4 500 А.

На корпусе эта цифра указана в квадратной рамке. Местоположение надписи может быть разным — зависит от производителя.

Класс токоограничения

Чтобы ток короткого замыкания принял максимальное значение, должно пройти какое-то время. Чем быстрее будет отключено электропитание от поврежденной линии, тем меньше меньше вероятность получения повреждений. Класс токоограничения отображается цифрами от 1 до 3. Третий класс — отключает линию быстрее всего. Так что выбор дифавтомата по этому признаку прост — желательно использовать устройства третьего класса, но они дороги, зато дольше остаются работоспособными. Так что при наличии финансовой возможности, ставьте дифавтоматы этого класса.


Токоограничение дифавтоматаКак подключить дифференциальный автомат: схемы подключения

На корпусе эта характеристика изображена в маленькой квадратной рамке рядом с номинальной отключающей способностью. Она может стоять справа (у Legranda) или снизу (у большинства других производителей). Если вы такой отметки не нашли ни на корпусе, ни в паспорте, значит этот автомат не имеет тоокограничения.

Температурный режим использования

Большинство дифференциальных защитных автоматов рассчитаны на работу в помещениях. Они могут эксплуатироваться при температурах от -5°C до + 35°C. В этом случае на корпусе ничего не ставят.


Обозначение повышенной морозостойкости дифавтоматаКак подключить дифференциальный автомат: схемы подключения

Иногда щитки стоят на улице и обычные защитные устройства не подойдут. Для таких случаев выпускаются дифавтоматы с более широким диапазоном температур — от -25°C до +40°C. В этом случае на корпусе ставят специальный знак, который немного похож на звездочку.

Наличие маркеров о причине сработки

Дифавтоматы не все электрики любят ставить, так как считают, что связка защитный автомат+УЗО более надежна. Вторая причина — если устройство сработает, невозможно определить, что стало тому причиной — перегрузка, и надо просто выключить какой-то прибор, или ток утечки, и надо искать где и что произошло.

Чтобы решить хотя бы вторую проблему, производители стали делать флажки, которые показывают причину сработки дифавтомата. В некоторых моделях это небольшая площадка, по положению которой определяется причина отключения.


Флажок, который показывает причину отключенияКак подключить дифференциальный автомат: схемы подключения

Если отключение вызвала перегрузка, индикатор остается вровень с корпусом, как а фото справа. Если дифавтомат сработал при наличии тока утечки, флажок выступает на некоторое расстояние от корпуса.

Тип конструктивного исполнения

Есть диф автоматы двух типов: электромеханические или электронные. Электромеханические более надежны, так как они сохраняют работоспособность даже при пропадании питания. То есть, если пропадет фаза, они смогут сработать и отключить еще и ноль. Электронные же для работы требуют питания, которое берут с фазного провода и при пропадании фазы теряют работоспособность.


Производитель и цена

В электричестве не стоит экономить, тем более на устройствах, которые обеспечивают защиту проводки и жизни. Потому рекомендуют всегда покупать комплектующие известных производителей. Лидирует на рынке Legrand (Легранд) и Schneider (Шнайдер), Hager (Хагер) но их продукция дорога, да и много подделок. Не настолько высокие цены у IEK (ИЕК), ABB (АББ), но и проблем с нм бывает больше. С неизвестными производителями в данном случае лучше не связываться, так как они зачастую просто неработоспособны.

Выбор на самом деле не такой и маленький, даже если ограничиться только этими пятью фирмами. У каждого производителя есть несколько линеек, которые отличаются по цене, причем значительно. Чтобы понять в чем разница, надо внимательно смотреть на технические характеристики. На цену оказывает влияние каждая и них, так что внимательно изучайте все данные перед покупкой.


Как подключить дифавтомат

Начнем со способов монтажа и порядка подключения проводников. Все очень просто, никаких особых сложностей нет. В большинстве случаев монтируется он на динрейку. Для этого есть специальные выступы, которые удерживают устройство на месте.


Крепление на динрейкуКак подключить дифференциальный автомат: схемы подключения

Электрическое подключение

Подключение дифавтомата к электросети происходит проводами в изоляции. Сечение выбирается исходя из номинала. Обычно линия (подвод питания) подключается в верхние гнезда — они подписываются нечетными цифрами, нагрузка — в нижние — подписываются четными цифрами. Так как к дифференциальному автомату подключается и фаза и ноль, чтобы не перепутать, гнезда для «ноля» подписаны латинской буквой N.


Схема подключения дифавтомата обычно есть на корпусеКак подключить дифференциальный автомат: схемы подключения

В некоторых линейках подключать линию можно и в верхние, и в нижние гнезда. Пример такого устройства на фото выше (слева). В этом случае на схеме пишется нумерация через дробь — 1/2 вверху и 2/1 внизу, 3/4 вверху и 4/3 внизу. Это и обозначает, что не имеет значения сверху или снизу подключать линию.


Подключение дифавтомата на распределительном щиткеКак подключить дифференциальный автомат: схемы подключения

Перед подключением линии с проводов снимают изоляцию примерно на расстоянии 8-10 мм от края. На нужной клемме слегка ослабляют крепежный винт, вставляют проводник, винт затягивают с достаточно большим усилием. ЗАтем провод несколько раз дергают, чтобы убедиться что контакт нормальный.

Проверка работоспособности


После того, как вы подключили дифавтомат, подали питание, необходимо проверить работоспособность системы и правильность установки. Для начала тестируем сам агрегат. Для этого есть специальная кнопка, подписанная «Test» или просто буквой T. После того, как перевели переключатели в рабочее состояние, нажимаем на эту кнопку. При этом устройство должно «выбить». Эта кнопка искусственно создает ток утечки, так что мы проверили работоспособность дифавтомата. Если сработки не было — надо проверить правильность подключения, если все верно, устройство неисправно


Если при нажатии кнопки «Т» дифавтомат сработал, он работоспособенКак подключить дифференциальный автомат: схемы подключения

Дальнейшая проверка — подключение простой нагрузки к каждой розетке. Этим вы проверите правильность расключения розеточных групп. И последнее — поочередное включение бытовой техники, на которую заведены отдельные линии электропитания.

Схемы


При разработке схемы электропроводки в квартире или доме может быть много вариантов. Отличаться они могут удобством и надежностью эксплуатации, степенью защиты. Есть простые варианты, требующие минимума затрат. Они обычно реализуются в небольших сетях. Например, на дачах, в небольших квартирах с малым количеством бытовой техники. В большинстве случаев приходится ставить большое количество устройств, которые обеспечивают безопасность проводки и защищают от поражения током людей.


Схемы бывают разного уровня сложностиКак подключить дифференциальный автомат: схемы подключения

Простая схема

Не всегда имеет смысл устанавливать большое количество защитных устройств. Например, на даче сезонного посещения, где есть всего несколько розеток и освещение, достаточно поставить всего один дифавтомат на входе, от которого на группы потребителей — розетки и освещение — через автоматы пойдут отдельные линии.


Простая схема подключения дифавтомата на небольшую сетьКак подключить дифференциальный автомат: схемы подключения

Эта схема не потребует больших затрат, но при появлении тока утечки на любой из линий дифавтомат сработает, обесточив все. До выяснения и устранения причин света не будет.

Более надежная защита

Как уже говорили, отдельные дифавтоматы ставят на «мокрые» группы. К ним относятся кухня, ванная, наружное освещение, а также техника, использующая воду (кроме стиральной машинки). Такой способ построения системы дает более высокую степень безопасности и лучше защищает проводку, оборудование и человека.


Более сложная и надежная схема: подключение дифавтомата на каждое потенциально опасное устройствоКак подключить дифференциальный автомат: схемы подключения

Реализация этого способа устройства проводки потребует больших материальных затрат, но работать система будет более надежно и стабильно. Так как при сработке одного из защитных устройств, остальная часть останется работоспособной. Такое подключение дифавтомата применяется в большинстве квартир и в небольших домах.

Селективные схемы

В разветвленных сетях электроснабжения возникает необходимость сделать систему еще более сложной и дорогостоящей. В таком варианте после счетчика устанавливается входной дифференциальный автомат класса S или G. Далее, на каждую группу идет свой автомат, а при необходимости ставятся еще и на отдельных потребителей. Подключение дифавтомата для этого случая смотрите на фото ниже.


Селективная схема установки дифавтоматаКак подключить дифференциальный автомат: схемы подключения

При таком построении системы при сработке одного из линейных устройств все остальные останутся в работе, так как входной автомат дифференциального отключения имеет задержку в срабатывании.


Основные ошибки подключения дифавтоматов

Иногда после подключения дифавтомата он не включается или вырубается при подключении любой нагрузки. Это значит, что что-то сделано не так. Есть несколько типичных ошибок, которые встречаются при самостоятельной сборке щитка:

  • Провода защитного нуля (земля) и рабочего нуля (нейтраль) где-то объединены. При такой ошибке дифавтомат вообще не включается — рычаги не фиксируются в верхнем положении. Придется искать где объединены или перепутаны «земля» и «ноль».
  • Иногда при подключении дифавтомата ноль на нагрузку или на ниже расположенные автоматы взят не с выхода устройства, а напрямую с нулевой шины. В таком случае рубильники становятся в рабочее положение, но при попытке подключить нагрузку, они моментально отключаются.
  • С выхода дифавтомата ноль подается не на нагрузку, а идет обратно на шину. Ноль на нагрузку тоже берется с шины. В этом случае рубильники становятся в рабочее положение, но кнопка «Тест» не работает и при попытке включить нагрузку происходит отключение.
  • Перепутано подключение ноля. С нулевой шины провод должен идти на соответствующий вход, обозначенный буквой N, который находится вверху, а не вниз. С нижней нулевой клеммы провод должен уходить на нагрузку. Симптомы аналогичны: рубильники включаются, «Тест» не работает, при подключении нагрузки происходит срабатывание.
  • При наличии в схеме двух дифавтоматов перепутаны нулевые провода. При такой ошибке оба устройства включаются, «Тест» работает на обоих устройствах, но при включении любой нагрузки выбивает сразу оба автомата.
  • При наличии двух дифавтоматов, идущие от них нули где-то дальше соединили. В этом случае оба автомата взводятся, но при нажатии на кнопку «тест» одного из них, вырубаются сразу два устройства. Аналогичная ситуация возникает при включении любой нагрузки.

Теперь вы не только можете выбрать и подключить дифференциальный автомат защиты, но и понять почему он выбивает, что именно пошло не так и самостоятельно исправить ситуацию.

для чего нужен, схема подключения (в том числе в однофазной сети)
Как подключить дифавтомат по схеме и зачем это нужно

Развитие технологии защиты в электрических сетях различного назначения привело к появлению удобного и практичного устройства — дифференциального автоматического выключателя тока. Статус практичного прибора дифавтомат заслуживает благодаря объединению нескольких защитных функций. В отличие от устройств узкого профиля, использующихся для осуществления защиты от конкретных явлений в электрической сети, дифавтоматы обеспечивают комплексную защитную технологию. Принцип действия и условия работы защиты описаны далее.

Для чего нужен дифавтомат в электропроводке

Прежде всего, дифавтомат — это защитное устройство. Как и обычный автоматический выключатель, дифавтомат защищает участок цепи, на котором он установлен, от перегруза и короткого замыкания. При возникновении таких явлений в цепи, дифавтомат отключит участок, находящийся под его защитой аналогично обычному автоматическому выключателю.

Дополнительно дифавтомат оснащён функцией защиты человека от поражения электрическим током при случайном прикосновении человека к токоведущим частям. В этом смысле дифавтомат выполняет функцию УЗО.

Такое сочетание необходимых видов защит делает дифавтомат востребованным в процессе монтажа и эксплуатации электрических сетей различного назначения.

Универсальность этого устройства подтверждается его размерами, которые особо не увеличились при объединении функций двух других устройств. Дифавтомат устанавливается на дин-рейку аналогично другим приборам.

Дифференциальный автомат

Объединение функций УЗО и автоматического выключателя

Сохранность и работоспособность электрической сети во многом зависит от используемых устройств защиты. Но самой большой ценностью во все времена остаётся человеческая жизнь. Защита людей, обслуживающих и эксплуатирующих электрические сети, всегда должна оставаться в приоритете. В этом смысле дифавтомат является оптимальным решением в оборудовании защищаемой электросети.

При несомненных практических преимуществах, дифавтоматы ещё и несколько экономичнее, чем отдельная установка УЗО и автоматического выключателя.

Об особенностях подключения перекрёстного выключателя можно прочитать в данном материале: https://aqua-rmnt.com/ehlektrosnabzhenie/perekryostnyj-vyklyuchatel-dlya-chego-nuzhen-i-kak-ego-podklyuchit.html

Принцип работы и методы срабатывания

Принцип работы дифавтомата также объединяет принципы работы автоматического выключателя и УЗО. Для защиты от токов короткого замыкания и перегрузки в сети дифавтомат оснащён электромагнитным и тепловым расцепителями, а для защиты от тока утечки — дифференциальным трансформатором и отключающей катушкой.

В случае попадания человека под действие тока на участке цепи, защищаемом дифавтоматом, сработает отключение от появления тока утечки. В дифференциальном трансформаторе нарушиться баланс магнитных потоков и отключающая катушка на это отреагирует мгновенно.

Принцип срабатывания отключающей катушки дифавтомата

Возникновение тока утечки

В случае же перегруза электрической цепи работу по отключению выполнит тепловой расцепитель, конструктивно и номинально не отличающийся от тепловых расцепителей обычных автоматических выключателей. А при возникновении в цепи тока короткого замыкания, свою работу выполнит магнитный расцепитель, который также не отличается от магнитных расцепителей автоматических выключателей.

Конструктивная схема расположения исполнительных механизмов

Расположение магнитного и теплового расцепителей

В зависимости от схемы монтажа дифавтоматов, различают селективный и неселективный методы срабатывания.

Селективность — это избирательность в процессе защиты. При возникновении аварии селективная защита должна отключить минимальное количество потребителей, находящихся на защищаемом участке.

В качестве примера: при возникновении неисправности в бытовом электроприборе, предохранитель должен сработать в самом приборе, а не в распределительном щите всего здания.

Селективная схема предусматривает использование дифавтомата с обозначением S на передней панели, что собственно и обозначает «селективный».

Селективная схема монтажа реализовывается за счёт установки одного дифавтомата (селективного) на вводе (центральный распределительный щит, электрощит на лестничной клетке и т. п.) и нескольких неселективных дифавтоматов в отходящей цепи. По одному на каждый участок.

Селективная схема монтажа

Вводной дифавтомат и три отходящих участка цепи

Такая схема монтажа предпочтительнее из-за того, что при возникновении аварии на любом из трёх защищаемых участков, отключение выполнит неселективный дифавтомат, а основной останется включённым. Такой способ срабатывания обеспечивает существенное снижение риска отключения всех потребителей одновременно.

Неселективная схема монтажа реализована аналогично предыдущей, но с существенным отличием. Вводной дифавтомат не селективного исполнения, а такого же, как и отходящие дифавтоматы. В случае возникновения аварии на любом из участков цепи отключится дифавтомат, защищающий этот участок, а также вводной дифавтомат, что, в свою очередь, приведёт к отключению всех групп потребителей.

Функционально неселективная схема выполняет защиту правильно, но в плане эксплуатации она непрактична.

Монтаж селективной схемы защиты более предпочтителен.

Об обозначении розеток и выключателей на строительных чертежах и электрических схемах можно прочитать здесь: https://aqua-rmnt.com/ehlektrosnabzhenie/oboznachenie-rozetok-i-vyklyuchatelej-na-stroitelnyx-chertezhax-i-elektricheskix-sxemax.html

Схема подключения дифференциального автоматического выключателя тока

Схема подключения дифавтомата рассмотрена на примере бытовой электросети 220 В.

Схему можно реализовать по-разному, в зависимости от бюджета и личных предпочтений в формировании защиты домашней электрической сети.

Относительно экономичный вариант предусматривает установку одного дифференциального автомата на вводе в квартиру или дом, а на каждый защищаемый участок установку обычного автоматического выключателя. При такой схеме защита от перегруза и короткого замыкания осуществляется на каждом из участков благодаря работе автоматических выключателей. А защита от тока утечки реализована во всей цепи за счёт дифавтомата на вводе.

Схема подключения дифавтомата

Подключение вводного дифавтомата в бытовой сети 220В

Следующий вариант подключения предусматривает установку дифавтоматов на каждый участок цепи. В этом случае нет необходимости устанавливать вводной дифавтомат. Каждый из защищаемых участков обеспечен защитой от перегруза, короткого замыкания и тока утечки. Следует заметить, что такой вариант дороже чем предыдущий. Хотя и более правильный, с точки зрения формирования защиты, в электросети.

Схема подключения дифавтоматов

Схема без вводного дифавтомата в электросети 220 В

Второй вариант схемы подключения предпочтительнее для помещений с повышенной влажностью. В таких помещениях возрастает риск появления токов утечки на землю из-за влажной среды. Для защиты людей необходимо максимально эффективно сформировать защиту от токов утечки. Установка дифавтоматов на каждую группу электроприборов обеспечит высокую степень защиты.

Как правильно подключить

Схема подключения дифавтоматов в сети 220 В рассмотрена выше.

Схема подключения дифавтоматов в сети 380 В имеет существенные отличия. Прежде всего, для такой схемы нужен четырёхполюсный дифавтомат. Такой дифавтомат предназначен специально для трёхфазной сети, имеет более крупные габариты, но также устанавливается на дин-рейку.

Автоматический выключатель дифференциального тока

Исполнение для трёхфазной сети

Схема установки такого дифавтомата предусматривает его монтаж после счётчика. Такой тип установки можно реализовать селективным способом, если вводной дифавтомат использовать селективного исполнения.

Схема установки дифавтомата

Установка в сети 380 В

При отсутствии заземляющего проводника в схеме питания помещения (дома), установка дифавтомата является обязательной.

Самым уязвимым местом у лампы накаливания является вольфрамовая спираль, которая чувствительна к резким перепадам напряжения. Для того чтобы сгладить эти каскады используют специальные приспособления. Подробности: https://aqua-rmnt.com/ehlektrosnabzhenie/plavnoe-vklyuchenie-lamp-nakalivaniya-220.html

Защита людей от электрического тока прежде всего.

Схема подключения в такой сети реализовывается следующим образом.

Установка дифавтомата в сети без заземления

Простейшая схема установки в сети 220 В

При такой схеме сам дифавтомат будет выполнять функцию заземлителя, мгновенно реагируя на появление в сети тока утечки на землю. Это обеспечит защиту людей использующих бытовые электроприборы или просто находящихся в защищаемом помещении.

Независимо от вида электрической сети, в которой монтируется дифавтомат, существует ряд правил, обеспечивающих правильность эксплуатации:

  • Питающие провода всегда нужно подводить к устройству сверху, а отходящие вниз. Практически на всех моделях дифавтоматов нанесено обозначение присоединений проводов и положение входа и выхода. При случайном подключении нагрузки не стой стороны, можно вызвать аварию, вызывающую выход из строя дифавтомата. Иногда приходится работать в условиях, требующих установки дифавтомата в перевёрнутом положении. На эффективность его работы такое положение не повлияет, главное, не перепутать клеммы подключения.
  • Важно соблюдать правильность подключения фазных и нулевого провода. В стандартной международной маркировке клемма подключения фазного провода имеет обозначение L, а клемма подключения нулевого проводника N. Приходящий проводник имеет обозначение — 1, а отходящий обозначение — 2.
  • Для нормальной корректной работы дифавтомата, его нулевой проводник должен быть соединён лишь со своей цепью. Запрещено объединять нули всех групп в общую цепь.

Важно помнить, что неправильное подключение устройства защиты не всегда вызовет его поломку. Неправильное подключение всегда не обеспечит должного уровня защиты и правильности её работы.

Видео: устройство и принцип работы устройства

Обеспечение своего жилого пространства защитой — это всегда актуальный вопрос. А обеспечение защитой близких — ещё более актуальный. Автоматические выключатели дифференциального тока помогают решить одну из наиболее важных задач — задачу безопасного использования электроэнергии. Важно, что решение вопроса построено комплексно. Это позволяет оптимально использовать средства монтажа, пространство и время работы, потраченное на оборудование схемы защиты.

Дмитрий. 29 лет. Образование — инженер-механик. Работаю в горнодобывающей промышленности. Оцените статью: Поделитесь с друзьями!
Трехфазный двигатель в однофазной сети. Схема подключения трехфазного двигателя

В жизни бывают ситуации, когда вам необходимо включить какое-то промышленное оборудование в обычную домашнюю сеть электропитания. Существует также проблема с количеством проводов. Для машин, предназначенных для эксплуатации на заводах, обычно есть три вывода, а иногда четыре. Что с ними делать, где их соединить? Те, кто пытался попробовать разные варианты, были убеждены, что моторы просто не хотят крутиться.Возможно ли однофазное подключение трехфазного двигателя? Да, вы можете добиться вращения. К сожалению, в этом случае падение мощности практически неизбежно, но в некоторых ситуациях это единственный выход.

Напряжения трехфазной сети и их соотношение

Чтобы понять, как подключить трехфазный двигатель к обычной розетке, необходимо понять, как соотносится напряжение в промышленной сети. Общеизвестны значения напряжений — 220 и 380 вольт.Раньше было 127 В, но в пятидесятых годах этот параметр был отменен в пользу более высокого. Откуда взялись эти «магические числа»? Почему не 100, или 200, или 300? Кажется, что круглые числа легче вычислить.

Большинство промышленного электрооборудования предназначено для подключения к трехфазной сети переменного тока. Напряжение каждой фазы относительно нейтрального провода составляет 220 вольт, как в домашней розетке. Откуда поступает 380 В? Это очень просто, достаточно рассмотреть равнобедренный треугольник с углами 60, 30 и 30 градусов, который является векторной диаграммой напряжений.Длина самой длинной стороны будет равна длине бедра, умноженной на cos 30 °. После простых расчетов можно убедиться, что 220 x cos 30 ° = 380.

Трехфазный двигатель

Не все типы промышленных двигателей могут работать от одной фазы. Наиболее распространенными из них являются «рабочие лошадки», составляющие большинство электрических машин на любом предприятии — асинхронные машины мощностью от 1 до 1,5 кВА. Как работает этот трехфазный двигатель в трехфазной сети, для которой он предназначен?

Изобретателем этого революционного устройства стал русский ученый Михаил Осипович Доливо-Добровольский.Этот выдающийся инженер-электрик был сторонником теории трехфазной сети электропитания, которая в наше время стала доминирующей. Трехфазный асинхронный двигатель работает по принципу индукции токов от обмоток статора к закрытым проводникам ротора. В результате прохождения через короткозамкнутые обмотки в каждой из них возникает магнитное поле, взаимодействующее с линиями питания статора. Это приводит к крутящему моменту, который приводит к круговому движению оси двигателя.

Обмотки расположены под углом 120 °, поэтому вращающееся поле, создаваемое каждой фазой, последовательно толкает каждую намагниченную сторону ротора.

Треугольник или звезда?

Трехфазный двигатель в трехфазной сети не может быть включен двумя способами — с нейтральным проводом или без него. Первый метод называется «звездой», и в этом случае каждая из обмоток находится под фазовым напряжением (между фазой и нулем), равным 220 В в наших условиях. Схема подключения трехфазного «треугольного» двигателя предполагает последовательное подключение трех обмоток и линейного (380 В) напряжения к узлам коммутации.Во втором случае двигатель будет вырабатывать большую мощность примерно в 1,5 раза.

Как включить двигатель в обратном направлении?

Управление трехфазным двигателем может предполагать необходимость изменения направления вращения на противоположное, то есть обратное. Для этого вам просто нужно поменять два провода из трех.

Для удобства замены цепи в клеммной коробке двигатель снабжен перемычками, выполненными, как правило, из меди. Для включения «звезды» аккуратно соедините три выходных провода обмоток вместе.«Треугольник» немного сложнее, но с ним справится любой электрик средней квалификации.

Емкости с фазовым сдвигом

Поэтому иногда возникает вопрос, как подключить трехфазный двигатель к стандартной бытовой розетке. Если вы просто попытаетесь подключить два провода к штекеру, он не будет вращаться. Для того, чтобы дело пошло, вам нужно смоделировать фазу, сместив приложенное напряжение на некоторый угол (предпочтительно 120 °). Этот эффект может быть достигнут путем применения фазосдвигающего элемента.Теоретически, это может быть индуктивность и даже сопротивление, но чаще трехфазный двигатель в однофазной сети включается с помощью электрических конденсаторов (конденсаторов), обозначенных в схемах с латинской буквой C.

Что касается приложений Дросселей, это сложно из-за сложности определения их стоимости (если это не указано на корпусе устройства). Чтобы измерить значение L, вам понадобится специальный инструмент или схема, собранная для этой цели. Кроме того, выбор доступных дросселей обычно ограничен.Однако экспериментально может быть выбран любой сдвигающий фазу элемент, но это хлопотное дело.

Что происходит при включении двигателя? Одна из точек соединения питается нулем, другая — фазой, а третья — определенным напряжением, смещенным на некоторый угол относительно фазы. Специалисту также ясно, что работа двигателя не будет завершена в отношении механической мощности на валу, но в некоторых случаях сам факт вращения достаточен. Однако даже при запуске могут возникнуть некоторые проблемы, например, отсутствие начального крутящего момента, способного сдвинуть ротор с его места.Что делать в этом случае?

Пусковой конденсатор

Во время запуска вала предпринимаются дополнительные усилия по преодолению сил инерции и трения покоя. Для увеличения крутящего момента необходимо установить дополнительный конденсатор, который подключается к цепи только в момент запуска, а затем отключается. Для этих целей лучше всего использовать кнопку закрытия без фиксации положения. Схема подключения трехфазного двигателя с пусковым конденсатором приведена ниже, она проста и понятна.Когда напряжение приложено, нажмите кнопку «Пуск», и пусковой конденсатор создаст дополнительный сдвиг фазы. После того, как двигатель раскрутится до необходимой скорости, кнопку можно (и даже нужно) отпустить, и в цепи останется только работоспособность.

Расчет значений емкости

Итак, мы обнаружили, что для включения трехфазного двигателя в однофазную сеть требуется дополнительная схема подключения, которая, помимо кнопки запуска, включает два конденсатора.Их ценность должна быть известна, иначе система не будет работать. Сначала мы определяем величину электрической мощности, необходимую для того, чтобы ротор сместился с места. При параллельном включении это сумма:

C = Cm + Cp, где:

С st — запуск дополнительного отключения после взлетной мощности;

C p — рабочий конденсатор, обеспечивающий вращение.

Нам также необходимо значение номинального тока I n (оно указано на табличке, прикрепленной к двигателю на заводе).Этот параметр также можно определить с помощью простой формулы:

I n = P / (3 x U), где:

U — напряжение, при подключении со «звездой» — 220 В, а при «треугольнике», затем 380 В;

P — мощность трехфазного двигателя, иногда в случае

.

Однофазный асинхронный двигатель

Дмитрий Левкин

Однофазный асинхронный электродвигатель представляет собой асинхронный электродвигатель, который работает от однофазной сети переменного тока без использования преобразователя частоты и который в базовом режиме работы (после запуска) использует только одну обмотку (фазу). статора.

Сплитфазный двигатель — это однофазный асинхронный двигатель, имеющий вспомогательную (пусковую) обмотку на статоре, смещенную от основной, и короткозамкнутый ротор [2].

Конструкция однофазного асинхронного двигателя с вспомогательной или пусковой обмоткой

Основными компонентами любого электродвигателя являются ротор и статор. Ротор является вращающейся частью электродвигателя, статор является неподвижной частью электродвигателя, с помощью которого создается магнитное поле для вращения ротора.

Основные части однофазного асинхронного двигателя: ротор и статор

Статор имеет две обмотки, расположенные под углом 90 ° относительно друг друга.Основная (рабочая) обмотка обычно занимает 2/3 пазов сердечника статора, другая обмотка называется вспомогательной (пусковой) и обычно занимает 1/3 пазов статора.

Двигатель фактически двухфазный, но поскольку после запуска работает только одна обмотка, электродвигатель называется однофазным.

Ротор обычно представляет собой короткозамкнутую обмотку, также называемую «короткозамкнутой клеткой» из-за сходства. Чьи медные или алюминиевые стержни закрыты кольцами на концах, а пространство между стержнями часто заполнено алюминиевым сплавом.Ротор однофазного двигателя также может быть выполнен в виде полого немагнитного или полого ферромагнитного цилиндра.

Однофазный асинхронный двигатель со вспомогательной обмоткой имеет две обмотки, расположенные перпендикулярно друг другу

Принцип работы однофазного асинхронного двигателя

Чтобы лучше понять работу однофазного асинхронного двигателя, давайте рассмотрим его только с одним витком в главной и вспомогательной обмотках.

Анализ корпуса с двумя обмотками, имеющими один оборот

Рассмотрим случай, когда ток не течет во вспомогательной обмотке.При включении основной обмотки статора переменный ток, проходящий через обмотку, создает пульсирующее магнитное поле, стационарное в пространстве, но изменяющееся от + Ф макс. до -Ф макс. .

Старт

Стоп

Колеблющееся магнитное поле

Если вы поместите короткозамкнутый ротор с начальным вращением в флуктуирующее магнитное поле, он продолжит вращаться в том же направлении.

Чтобы понять принцип работы однофазного асинхронного двигателя, мы разделяем флуктуирующее магнитное поле на два одинаковых вращающихся поля с амплитудой, равной Ф макс. /2 и вращающихся в противоположных направлениях с одинаковой частотой:

,

  • , где n f — скорость вращения магнитного поля в прямом направлении, об / мин,
  • n r — скорость вращения магнитного поля в обратном направлении, об / мин,
  • f 1 — частота тока статора, Гц,
  • — число пар полюсов,
  • n 1 — скорость вращения магнитного потока, об / мин

Старт

Стоп

Разложение флуктуирующего магнитного потока на два вращающихся

Действие флуктуирующего поля на вращающийся ротор

Рассмотрим случай, когда ротор в флуктуирующем магнитном потоке имеет начальное вращение.Например, мы вручную вращали вал однофазного двигателя, одна обмотка которого подключена к электросети переменного тока. В этом случае при определенных условиях двигатель будет продолжать развивать крутящий момент, поскольку скольжение ротора относительно прямого и обратного магнитного потока будет неравным.

Предположим, что прямой магнитный поток Ф f вращается в направлении вращения ротора, а обратный магнитный поток Ф r в противоположном направлении. Поскольку скорость вращения ротора n 2 меньше скорости вращения магнитного потока n 1 , то скольжение ротора относительно потока Ф f будет:

,

  • , где s f — скольжение ротора относительно прямого магнитного потока,
  • n 2 — частота вращения ротора,
  • с асинхронным двигателем скольжения

Прямой и обратный вращающийся магнитный поток вместо флуктуирующего магнитного потока

Магнитный поток Ф r вращается против вращения ротора, скорость вращения ротора n 2 относительно этого потока отрицательна, а скольжение ротора относительно Ф r

,

  • , где s r — скольжение ротора относительно обратного магнитного потока

Старт

Стоп

Вращающееся магнитное поле, пронизывающее ротор

Ток, индуцированный в роторе переменным магнитным полем

Согласно закону электромагнитной индукции, магнитные потоки прямого Ф f и обратного Ф r , генерируемые обмоткой статора, индуцируют ЭДС в обмотке ротора, которая, соответственно, в короткозамкнутом роторе генерирует токи I 2f. а я .Частота тока в роторе пропорциональна скольжению, поэтому:

,

  • , где f 2f — частота тока I 2f , индуцированного прямым магнитным потоком, Гц

,

  • , где f 2r — частота тока I 2r , индуцированного обратным магнитным потоком, Гц

Таким образом, когда ротор вращается, электрический ток I 2r , индуцированный обратным магнитным полем в обмотке ротора, имеет частоту f 2r , значительно превышающую частоту f 2f индуцированного тока ротора I 2f передним полем.

Пример: для однофазного асинхронного двигателя, работающего от сети с частотой f 1 = 50 Гц при n 1 = 1500 и n 2 = 1440 об / мин,

скольжения ротора относительно прямой магнитный поток s f = 0,04;
частота тока, индуцированного прямым магнитным потоком f 2f = 2 Гц;
проскальзывание ротора относительно обратного магнитного потока а с р = 1,96;
частота тока, индуцированного обратным магнитным потоком f 2r = 98 Гц

Согласно закону Ампера, крутящий момент возникает в результате взаимодействия электрического тока I 2f с магнитным полем F f

,

  • , где M f — магнитный момент, создаваемый прямым магнитным потоком, Н ∙ м,
  • с М — постоянный коэффициент, определяемый конструкцией двигателя

Электрический ток I 2r , взаимодействуя с магнитным полем Ф r , создает тормозной момент M r , направленный против вращения ротора, то есть в противоположность моменту M f :

,

  • , где M r — магнитный крутящий момент, создаваемый обратным магнитным потоком, Н 900 м

Результирующий крутящий момент, действующий на ротор однофазного асинхронного двигателя,

,

Примечание: В связи с тем, что во вращающемся роторе прямое и обратное магнитное поле будет индуцировать ток различной частоты, крутящие моменты, действующие на ротор в разных направлениях, не будут одинаковыми.Следовательно, ротор будет продолжать вращаться в колеблющемся магнитном поле в направлении, в котором он имел начальное вращение.

Эффект торможения обратного поля

Когда однофазный двигатель работает в пределах номинальной нагрузки, то есть при малых значениях скольжения s = s f , крутящий момент создается в основном за счет крутящего момента M f . Эффект торможения от крутящего момента обратного поля M r незначительный. Это связано с тем, что частота f 2r намного выше частоты f 2f , поэтому индуктивное сопротивление обмотки ротора а х 2r = x 2 с r к току У меня намного больше, чем у него активное сопротивление.Поэтому ток I 2r , имеющий большую индуктивную составляющую, оказывает сильное размагничивающее действие на обратный магнитный поток Ф r , значительно ослабляя его.

,

  • , где r 2 — сопротивление стержней ротора, Ом,
  • x 2r — реактивное сопротивление стержней ротора, Ом.

Если учесть, что коэффициент мощности мал, то станет понятно, почему M r под нагрузкой двигателя не оказывает существенного тормозного воздействия на ротор однофазного двигателя.

При одной фазе ротор не может быть запущен.

Ротор, имеющий начальное вращение, будет продолжать вращаться в поле, создаваемом однофазным статором

Действие флуктуирующего поля на неподвижный ротор

При неподвижном роторе (n 2 = 0) скольжение s f = s r = 1 и M f = M r , поэтому начальный пусковой момент однофазного асинхронного двигателя M f = 0.Чтобы создать пусковой момент, необходимо привести ротор во вращение в ту или иную сторону. Тогда s ≠ 1, равенство моментов М f и М r нарушается, и результирующий электромагнитный момент приобретает некоторое значение M = M f — M r ≠ 0.

Запуск однофазного асинхронного двигателя. Как создать начальный поворот?

Одним из способов создания пускового крутящего момента в однофазном асинхронном двигателе является расположение вспомогательной (пусковой) обмотки B, которая смещена в пространстве относительно главной (рабочей) обмотки A под углом 90 электрических градусов.Для того чтобы обмотки статора создавали вращающееся магнитное поле, токи I A и I B в обмотках должны быть не в фазе относительно друг друга. Для получения фазового сдвига между токами I A и I B вспомогательная (пусковая) обмотка B подключается к фазосдвигающему элементу, который представляет собой сопротивление (резистор), индуктивность (дроссель) или емкость (конденсатор). [1].

После того, как ротор двигателя ускоряется до скорости вращения, близкой к постоянной, пусковая обмотка B отключается.Вспомогательная обмотка отключается либо автоматически с помощью центробежного переключателя, реле задержки времени, тока или дифференциального реле, либо вручную с помощью кнопки.

Таким образом, во время запуска однофазный асинхронный двигатель работает как двухфазный, а после запуска — как однофазный.

Подключение однофазного асинхронного двигателя

Сопротивление пуска асинхронного двигателя

Сопротивление пуска Асинхронный двигатель представляет собой двухфазный двигатель, в котором цепь вспомогательной обмотки отличается повышенным сопротивлением.

Омический фазовый сдвиг, бифилярная пусковая обмотка

Различное сопротивление и индуктивность обмоток

Для запуска однофазного асинхронного двигателя вы можете использовать пусковой резистор, который последовательно подключен к пусковой обмотке. В этом случае можно добиться сдвига фаз на 30 ° между токами главной и вспомогательной обмоток, чего вполне достаточно для запуска двигателя.В двигателе с пусковым сопротивлением разность фаз объясняется различным комплексным сопротивлением цепей.

Кроме того, фазовый сдвиг можно создать с помощью пусковой обмотки с меньшей индуктивностью и большим сопротивлением. Для этого пусковая обмотка выполняется с меньшим числом витков и с использованием более тонкой проволоки, чем в основной обмотке.

Пусковой конденсаторный асинхронный двигатель

Конденсаторный запуск Асинхронный двигатель представляет собой двухфазный двигатель, в котором цепь вспомогательной обмотки с конденсатором включается только на время пуска.

Емкостный фазовый сдвиг с пусковым конденсатором

Для достижения максимального пускового крутящего момента требуется создать круговое вращающееся магнитное поле, для этого необходимо, чтобы токи в основной и вспомогательной обмотках были смещены относительно друг друга на 90 °. Использование резистора или дросселя в качестве элемента, сдвигающего фазу, не обеспечивает требуемого сдвига фаз. Только включение конденсатора определенной емкости позволяет сдвиг фазы на 90 °.

Среди фазосдвигающих элементов только конденсатор позволяет достичь наилучших пусковых свойств однофазного асинхронного электродвигателя.

Двигатели, в цепи которых постоянно включенный конденсатор, используют две фазы для работы и называются конденсаторными. Принцип работы этих двигателей основан на использовании вращающегося магнитного поля.

Асинхронный двигатель с заштрихованными полюсами представляет собой двухфазный двигатель, в котором вспомогательная обмотка замкнута накоротко.

Статор однофазного асинхронного двигателя с заштрихованными полюсами обычно имеет выступающие полюса. Каждый полюс статора разделен на две неравные секции осевой канавкой. Меньшая часть полюса имеет короткозамкнутый виток. Ротор однофазного двигателя с заштрихованными полюсами закорочен в виде короткозамкнутого сепаратора.

Когда однофазная обмотка статора включена в электрическую сеть, в магнитной цепи двигателя создается флуктуирующий магнитный поток.Одна часть которого проходит через незатененную Ф ‘, а другая Ф «вдоль затененного участка полюса. Поток Ф» индуцирует ЭДС E k в короткозамкнутом витке, в результате чего ток I k отстает от E к в фазе из-за индуктивности катушки. Ток I к создает магнитный поток Ф к , направленный противоположно Ф «, создавая результирующий поток в затененном участке полюса Ф с = Ф» + Ф к . Таким образом, в двигателе потоки затененных и незатененных участков полюса смещаются во времени на определенный угол.

Пространственные и временные углы сдвига между потоками Ф с и Ф ‘создают условия для появления вращающегося эллиптического магнитного поля в двигателе, начиная с Ф с ≠ Ф’.

Пусковые и рабочие свойства рассматриваемого двигателя низкие. КПД значительно ниже, чем у асинхронных двигателей с пусковым конденсатором той же мощности, что связано со значительными электрическими потерями в короткозамкнутой катушке.

Статор такого однофазного двигателя выполнен с выступающими полюсами на несимметричном многослойном сердечнике.Ротор имеет короткозамкнутую обмотку.

Этот двигатель для работы не требует использования фазосдвигающих элементов. Недостатком этого мотора является низкий КПД.

Также прочитайте

,
Три способа управления однофазным асинхронным двигателем

Каждый день инженеры разрабатывают продукты, в которых используются однофазные асинхронные двигатели. Регулирование скорости однофазных асинхронных двигателей является желательным в большинстве приложений управления двигателями, поскольку оно не только обеспечивает переменную скорость, но также снижает потребление энергии и слышимый шум.

Большинство однофазных асинхронных двигателей являются однонаправленными, что означает, что они предназначены для вращения в одном направлении.Либо добавив дополнительные обмотки, внешние реле и переключатели, либо добавив зубчатые механизмы, можно изменить направление вращения. Используя микроконтроллерные системы управления, можно добавить изменение скорости в систему. В дополнение к опции изменения скорости, направление вращения также может быть изменено в зависимости от используемых алгоритмов управления двигателем.

Двигатели с постоянным разделенным конденсатором (PSC) являются наиболее популярным типом однофазных асинхронных двигателей. В этой статье будут обсуждаться различные методы и топологии привода для управления скоростью двигателя PSC в одном и двух направлениях.

Интерфейс микроконтроллера

Микроконтроллер является мозгом системы. Часто контроллеры, используемые для управления двигателем, имеют специализированные периферийные устройства, такие как ШИМ управления двигателем, высокоскоростные аналого-цифровые преобразователи (АЦП) и диагностические выводы. PIC18F2431 и dsPIC30F2010 от Microchip оба имеют эти встроенные функции.

Наличие доступа к специализированной микроконтроллерной периферии облегчает реализацию алгоритмов управления.

Каналы АЦП

используются для измерения тока двигателя, температуры двигателя и температуры радиатора (подключенных к выключателям питания). Третий канал АЦП используется для считывания уровней потенциометра, который затем используется для установки скорости двигателя. Дополнительные каналы АЦП могут использоваться в конечном приложении для считывания различных датчиков, таких как датчик приближения, датчики мутности, уровень воды, температура морозильной камеры и т. Д.

Входы и выходы общего назначения (входы / выходы) могут использоваться для сопряжения переключает и отображает в приложении.Например, в холодильной установке эти универсальные входы / выходы могут использоваться для управления ЖК-дисплеем, семисегментным светодиодным дисплеем, кнопочным интерфейсом и т. Д. Каналы связи, такие как I2C (TM) или SPI ( TM) используются для соединения платы управления двигателем с другой платой для обмена данными.

Интерфейсы неисправностей и диагностики включают входные линии со специальными функциями, такими как возможность отключения ШИМ в случае катастрофических неисправностей в системе. Например, в посудомоечной машине, если привод заблокирован из-за скопившихся отходов, это может помешать вращению двигателя.Эта блокировка может быть обнаружена в виде перегрузки по току в системе управления двигателем. Используя функции диагностики, эти типы неисправностей могут быть зарегистрированы и / или отображены, или переданы на ПК для устранения неисправностей обслуживающего персонала. Зачастую это предотвращает серьезные сбои и сокращает время простоя продукта, что приводит к снижению затрат на обслуживание.

Аппаратный интерфейс для PIC 18F2431 или dsPIC30F2010.

ШИМ являются основными периферийными устройствами, используемыми для управления двигателем. Используя вышеуказанные входы, алгоритм управления двигателем микроконтроллера определяет рабочий цикл ШИМ и схему выхода. Наиболее ценные функции ШИМ включают дополнительные каналы с программируемым временем простоя. ШИМ могут быть выровнены по краям или по центру. Выровненные по центру ШИМ имеют преимущество в том, что продукт излучает электромагнитные помехи.

Вариант № 1: однонаправленный контроль

Управление

VF в одном направлении делает топологию привода и алгоритм управления относительно простыми.Задача состоит в том, чтобы генерировать источник переменного напряжения и частоты из источника постоянного напряжения и частоты (например, из розетки). На рисунке на стр. 85 показано структурное представление этой топологии привода с тремя основными разделами сборки, которые обсуждались ранее. Обмотки двигателя подключены к центру каждого полумоста в секции выходного инвертора. Многие имеющиеся в продаже двигатели имеют как основную, так и пусковую обмотки, соединенные вместе с конденсатором, соединенным последовательно с пусковой обмоткой.При такой конфигурации двигатель может иметь только два выступающих провода (M1 и M2).

MCU, показанный на блок-схеме, имеет модуль PWM Power Control (PCPWM), который способен выводить до трех пар ШИМ с мертвой зоной между парами. Зона нечувствительности необходима в приложении управления асинхронным двигателем, чтобы избежать перекрестной проводимости шины постоянного тока через выключатели питания, когда один выключается, а другой включается. Диагностическая схема может включать в себя контроль тока двигателя, контроль напряжения шины постоянного тока и контроль температуры на радиаторе, подключенном к выключателям питания и двигателю.

Блок-схема топологии привода с тремя основными строительными секциями. При такой конфигурации двигатель может иметь только два выступающих провода (M1 и M2). Показанный MCU имеет модуль ШИМ, который способен выводить до трех пар ШИМ с мертвой зоной между парами.
Двунаправленный контроль с использованием H-моста.

Двунаправленный контроль

Большинство двигателей PSC предназначены для работы в одном направлении. Тем не менее, многие приложения требуют двунаправленного вращения двигателя. Исторически зубчатые механизмы или внешние реле и переключатели использовались для достижения двунаправленного вращения. При использовании механических передач вал двигателя вращается в одном направлении, а шестерни для прямого и обратного хода включаются и выключаются в соответствии с требуемым направлением. С помощью реле и переключателей полярность пусковой обмотки электрически меняется в зависимости от требуемого направления.

К сожалению, все эти компоненты увеличивают стоимость системы для базового управления ВКЛ и ВЫКЛ в двух направлениях.

В этом разделе мы обсудим два метода двунаправленного управления скоростью для двигателей PSC с использованием привода на основе микроконтроллера. Топологии привода, обсуждаемые здесь, создают эффективные напряжения, которые приводят в движение главную обмотку и начинают намотку при фазовых сдвигах на 90 градусов друг к другу. Это позволяет разработчику системы постоянно удалять конденсатор, последовательно включенный в пусковую обмотку, из цепи, что снижает общую стоимость системы.

Вариант № 2: H-Bridge Inverter

Этот метод имеет удвоитель напряжения на входной стороне; на выходной стороне используется H-мост или двухфазный инвертор (см. рисунок выше). Один конец главной и пусковой обмоток соединен с каждой полумостом; другие концы соединены вместе в нейтральной точке источника питания переменного тока, которая также служит центральной точкой удвоителя напряжения.

Для схемы управления требуется четыре ШИМ с двумя комплементарными парами и достаточной зоной нечувствительности между комплементарными выходами.PWM0-PWM1 и PWM2-PWM3 являются парами ШИМ с мертвой зоной. С использованием ШИМ, шина постоянного тока синтезируется для обеспечения двух синусоидальных напряжений на 90 градусов в противофазе с переменной амплитудой и переменной частотой в соответствии с профилем VF. Если напряжение, подаваемое на главную обмотку, отстает от пусковой обмотки на 90 градусов, то двигатель вращается в прямом направлении. Чтобы изменить направление вращения, напряжение, подаваемое на главную обмотку, должно привести к напряжению, подаваемому на пусковую обмотку.

Фазовые напряжения, когда двигатель работает в прямом и обратном направлении.

Этот инверторный способ управления двигателем типа PSC имеет следующие недостатки.

Основные и пусковые обмотки имеют разные электрические характеристики. Таким образом, ток, протекающий через каждый переключатель, не сбалансирован. Это может привести к преждевременному выходу из строя переключающих устройств в преобразователе.

Общая точка обмоток напрямую связана с нейтральным источником питания. Это может увеличить переключающие сигналы, проникающие в основной источник питания, и может увеличить шум, излучаемый на линию.В свою очередь, это может ограничивать уровень электромагнитных помех изделия, нарушая определенные цели и нормы проектирования.

Эффективное обрабатываемое напряжение постоянного тока является относительно высоким из-за цепи удвоителя входного напряжения.

Наконец, стоимость самой цепи удвоения напряжения высока из-за двух больших конденсаторов мощности.

Лучшим решением для минимизации этих проблем было бы использование трехфазного инверторного моста, как описано в следующем разделе.

Вариант № 3: Использование трехфазного инверторного моста

Входная секция заменена стандартным диодно-мостовым выпрямителем.Выходная секция имеет трехфазный инверторный мост. Основным отличием от предыдущей схемы является метод, используемый для подключения обмоток двигателя к инвертору. Один конец главной и стартовой обмоток соединен с одним полумостом каждая. Другие концы связаны между собой и соединены с третьей половинкой моста.

Управление с использованием трехфазного инверторного моста.

Благодаря этой топологии привода управление становится более эффективным.Однако алгоритм управления становится более сложным. Напряжения обмоток, Va, Vb и Vc, должны контролироваться для достижения разности фаз между эффективными напряжениями на основной и пусковой обмотках, чтобы иметь фазовый сдвиг на 90 градусов друг к другу.

Для того чтобы иметь одинаковые уровни напряжения-напряжения на всех устройствах, что улучшает использование устройства и обеспечивает максимально возможное выходное напряжение для данного напряжения шины постоянного тока, все три напряжения фазы инвертора поддерживаются на одной амплитуде, как указано в :

| Ва | = | Vb | = | Vc |

Эффективное напряжение на главной и пусковой обмотках определяется следующим образом:

Vmain = Va-Vc

Vstart = Vb-Vc

Направление вращения можно легко контролировать с помощью фазового угла Vc относительно Va и Vb ,

На рисунках на странице 87 показаны фазные напряжения Va, Vb и Vc, действующие напряжения на основной обмотке (Vmain) и пусковой обмотке (Vstart) для прямого и обратного направлений соответственно.

Использование метода управления трехфазным инвертором на компрессоре мощностью 300 Вт позволило сэкономить 30% энергии по сравнению с первыми двумя методами.

Микроконтроллер Необходимые ресурсы
Ресурс Однонаправленный двунаправленный Н-мост Двунаправленный с трехфазным мостом Примечания
Программная память
.

однофазных компенсированных сетей — MATLAB & Simulink

В этом примере показан анализ в частотной и временной областях системы передачи с последовательной компенсацией.

G. Sybille (Hydro-Quebec)

Описание

Линия 735 кВ, 300 км используется для передачи энергии от шины B1 (эквивалентная система 735 кВ) к шине B2 (эквивалентная 315 кВ). Для упрощения была представлена ​​только одна фаза системы.

Чтобы увеличить пропускную способность, линия последовательно компенсируется в ее центре конденсатором, составляющим 40% реактивного сопротивления линии.Линия также с помощью шунта компенсируется с обоих концов реактивным сопротивлением 330 Мвар (110 Мвар / фаза). Откройте подсистему компенсации серии. Обратите внимание, что последовательный конденсатор защищен металлооксидным варистором (MOV), имитируемым блоком защиты от импульсных перенапряжений. Трансформатор 250 МВА, 735 кВ / 315 кВ представляет собой блок с насыщаемым трансформатором, имитирующий одну фазу трехфазного трансформатора 750 МВА. Мультиметровый блок используется для контроля тока повреждения, а также магнитного потока и тока намагничивания трансформатора.

Simulation

Переходные характеристики этой схемы можно изучить, если в узле B2 применен 6-тактный отказ. Неисправность моделируется блоком выключателя. Время переключения определяется в меню блока выключателя (замыкание при t = 3 цикла и размыкание при t = 9 циклов).

Анализ частоты

Чтобы понять переходное поведение этой сети с последовательной компенсацией, сначала выполняется частотный анализ путем измерения полного сопротивления в узле B2.Это измерение выполняется блоком измерения импеданса, подключенным в узле B2. Откройте Powergui и в меню «Инструменты» выберите «Импеданс против измерения частоты». Нажмите «Дисплей», чтобы вычислить и отобразить импеданс для диапазона 0–500 Гц. Кривые импеданса показывают два основных параллельных резонанса (максимумы импеданса и инверсию фазы), соответствующие модам 15 Гц и 300 Гц. Режим 15 Гц обусловлен параллельным резонансом последовательной емкости и двух шунтирующих реактивных сопротивлений. Режим 300 Гц в основном обусловлен резонансом емкости шунтирующей линии и последовательным реактивным сопротивлением системы передачи.Эти два режима, вероятно, будут возбуждены при устранении неисправности.

Моделирование во временной области — сбой в шине B2

Запустите моделирование и наблюдайте за сигналами в двух областях. При t = 3 циклах происходит замыкание линии на землю, и ток повреждения достигает 10 кА (трасса 1 Scope2). Во время неисправности MOV проводит на каждом полупериоде (трасса 2 Scope1), а напряжение на конденсаторе (трасса 1 Scope1) ограничено 263 кВ. При t = 9 циклов неисправность очищается.Режим 15 Гц хорошо виден на напряжении конденсатора (трасса 1 на Scope1) и напряжении шины B2 (трасса 3 на Scope1). Во время неисправности поток в трансформаторе задерживается до 1 пу. При сбое сброса смещение потока и составляющая 15 Гц вызывают насыщение трансформатора (поток> 1,2 pu, трасса 3 Scope2), генерируя импульсы тока намагничивания (трасса 2 Scope2).

Подключен

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о