Двухфазная система переменного тока

Двухфазная система переменного тока

Двухфазная система была предшественницей сегодняшней трехфазной системы. Ее фазы были сдвинуты на 90° относительно друг друга, поэтому первая имела синусоидальную кривую напряжения, вторая — косинусоидальную.

Чаще всего ток распределялся по четырем проводам, реже по трем, причем один из них имел больший диаметр (его нужно было рассчитать на 141% тока отдельных фаз).

Первый из этих генераторов имел два ротора, повернутых относительно друг друга на 90°, поэтому они больше походили на два соединенных однофазных генератора, настроенных для создания двухфазного переменного напряжения. Генераторы, установленные в 1895 году на Ниагарском водопаде, были двухфазными и были крупнейшими в свое время.

Упрощенная схема двухфазного генератора

Двухфазная система имела то преимущество, что позволяла работать асинхронным электродвигателям.

Вращающееся магнитное поле, которое создает двухфазный ток, обеспечивает ротор крутящим моментом, который способен вращать его из состояния покоя. Однофазная система не может этого сделать без использования пусковых конденсаторов. Конфигурация катушки двухфазного двигателя такая же, как и у однофазного двигателя с конденсаторным пуском.

Также было проще анализировать поведение системы с двумя полностью отдельными фазами. Фактически, так было до 1918 года, когда был изобретен метод симметричных составляющих, который позволил проектировать системы с несбалансированными нагрузками (в основном любая система, в которой по какой-либо причине невозможно сбалансировать нагрузки отдельных фаз, как правило, жилые).

Обмотка двухфазного электродвигателя около 1893 г.

Большинство шаговых двигателей также можно рассматривать как двухфазные двигатели.

Трехфазное распределение, по сравнению с двухфазным распределением, требует меньшего количества проводов при одинаковом напряжении и той же передаваемой мощности. Для этого требуется всего три провода, что значительно снижает затраты на установку системы.

В качестве источника двухфазного тока использовался специальный генератор генератор, который имел два набора катушек, повернутых друг относительно друга на 90°.

Обе системы, то есть двухфазные и трехфазные, могут быть подключены напрямую, используя два трансформатора в так называемом соединении Скотта, решение дешевле и эффективнее, чем использование вращающихся преобразователей.

Схема Скотта: фазы Y1, Y2, Y3 трехфазной системы; R1, R2 — одна фаза двухфазной системы, R3, R4 — вторая фаза двухфазной системы

В то время, когда переходил от двухфазной системы к трехфазной, необходимо было решить, как равномерно распределить нагрузку двухфазных машин на трехфазную систему, чтобы сбалансировать ее, т.к. отдельные фазы нельзя регулировать отдельно.

Кроме того, он может преобразовывать электроэнергию не только из трехфазной системы в двухфазную, но и наоборот, обеспечивая таким образом взаимосвязь между более крупными электрическими блоками и обмен энергией между ними.

Предполагая, что напряжение на трех- и двухфазной стороне должно быть одинаковым, на одном из них формируется отвод точно посередине, катушка делится 50:50 и ее концы подключаются к двум фазам, а другой имеет всего 86,6% намотки, соответственно там создается ответвление.

Этот второй трансформатор подключается к центру первого, а ответвление подключается к оставшейся фазе. Тогда на вторичных обмотках получается ток, смещенный на 90° относительно друг друга.

К сожалению, это соединение не способно сбалансировать несимметричную нагрузку отдельных фаз, дисбаланс двухфазной системы переносится на трехфазную и наоборот, в зависимости от того, какой источник подключен.

В настоящее время система почти везде в мире заменена более современной трехфазной системой, однако в некоторых частях Соединенных Штатов система все еще используется, например, в Филадельфии и Южном Джерси в США (где она находится в упадке). Причины, по которым эта система все еще работает, являются историческими.

Однофазная трехпроводная сеть для коммунального электроснабжения, которая особенно широко распространена в Северной Америке, иногда и неправильно называется двухфазной системой, хотя в базовой установке это однофазная система.

Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!

Подключение варочной поверхности по двухфазной схеме

1. Зачем и кому нужна 2-х фазная варочная поверхность?

Если Вы являетесь владельцем частного дома или квартиры, где подача электроснабжения организована по трехфазной системе, тогда подключение варочной поверхности следует подключать по двум фазам. Для этого необходимо сначала приобрести именно такую варочную поверхность, у которой есть возможность питания как от однофазной сети, так и от двухфазной (не все варочные поверхности имеют такую возможность, нужно спрашивать у продавцов-консультантов, либо заглянуть в технические характеристики, которые приводятся обычно в техническом паспорте на модель или в руководстве по монтажу).

2. Как определить схему подключения?

В данном случае нас интересует третий слева вариант, где указаны такие буквы: L1, L2, N1, N2, а также значок заземления:

L1, N1 – подключение питания фазы (например фазы “А”)

L2, N2 – подключение питания другой фазы (например фазы “B”)

На этом фото показаны клеммы варочной поверхности:

3. Варианты электрических подключений варочной поверхности

Хочу отметить, что клеммы для подключения нулевых проводников N1 и N2 не соединены между собой (что также подтверждено опытным путем – банальной “прозвонкой”). Таким образом, как могли догадаться коллеги-электрики, можно подключать не только две разные фазы, но и два разных “нуля”. А два разных нуля – это ни что иное, как разные нулевые проводники, отходящие от нулевых клемм устройств защитного отключения (УЗО) или дифференциальных автоматических выключателей.

Такая конфигурация электросети возможна, если в трехфазной системе электроснабжения разделить потребители по фазам, на каждую из фаз подключить УЗО или дифавтомат, как я выше уже писал. Также такая структура сети может включать реле контроля напряжения, устанаваливаемую на каждую фазу. Если изобразить схематично, подобная электросистема будет иметь следующий вид:

Автоматический выключатель следует выбирать двухполюсный и применять его в качестве защитного устройства от короткого замыкания и/или перегрузки.

Можно пом енять местами реле контроля напряжения и УЗО. В таком случае схема примет следующий вид:

Здесь “Диф. А.” – дифференциальный автоматический выключатель. Его можно применять вместо УЗО.

Вот так выглядят клеммы с подключенными в них проводами:

Сечение проводов для двухфазной плиты достаточно 4 мм2 (можно и 2,5мм2, нужно считать индивидуально в зависимости от мощности варочной поверхности). Количество проводов – 5 (две фазы, два нуля и заземляющий проводник). Если провода многожильные – обязательно их жилы оконцевать трубчатыми наконечниками.

Почему клемм 6 штук, а используются 5? Дело в том, что в зависимости от способа подключения задействуются те или иные клеммы. Об этом можно удостовериться, посмотрев на схему, изображенную на нижней части варочной поверхности:

4. Подводные камни

А теперь вопрос “на засыпку”. Какие могут быть подводные камни данных двух рассмотренных вариантов подключения?

Что случится, если отключит цепь только одно из двух реле напряжения либо одно из двух УЗО? Будет ли работать варочная поверхность? Лично я не тестировал, но подозреваю следующее. Варочная поверхность останется в работоспособном состоянии, если электроника, которая управляет варочной поверхностью, будет продолжать питаться от той фазы, которая не отключена, ведь электронный модуль вряд ли получает питание одновременно от двух фаз. Часть конфорок, которая осталась под питанием, будет нагреваться, вторая часть, которая питается от другой (отключенной) фазы, естественно, не будет работать.

5. Основные моменты схемы подключения варочной поверхности от двух фаз

1. Если электросистема в квартире (доме) трехфазная, и выделенная мощность ограничена вводным автоматическим выключателем, тогда наилучшим образом станет подключение варочной поверхности, которая будет питаться от двух (а не от одной фазы). Это позволит лучше распределить нагрузки по фазам с точки зрения равномерного потребления тока каждой фазой.
2. Конечно же, варочную поверхность необходимо защищать от:

• короткого замыкания
• перегрузки
• утечки тока
• аварийного напряжения

С этим справляются такие устройства, как: автоматический выключатель, устройство защитного отключения (УЗО) или дифференциальный автоматический выключатель, реле контроля напряжения.

3. Установив эти устройства последовательно в электрической сети, вы создадите надежную защиту варочной поверхностина на долгие годы.

Как подключить двойную розетку? Основные методы подключения

Монтаж простых электрических приборов не требует специальной подготовки. Но элементарные знания по технике электробезопасности и навыки владения отверткой, плоскогубцами и другими инструментами необходимы. Сегодня нередко возникают ситуации, когда увеличение количества бытовой техники требует ее подключения в разных комнатах. А свободные точки отсутствуют. Поэтому приходится снимать одинарные и устанавливать двойные, тройные системы, а иногда и комбинированные.

Правила подключения двойной розетки

Существуют разные варианты подсоединения конструкций, включающих группы розеток, выключателей или совмещенных изделий. Но основой всегда являются одинарные приборы для единственного потребителя, которым может быть что угодно, например, светильник, телевизор, утюг или компьютер.

Самым насыщенным по количеству потребителей помещением в стандартной квартире является кухня. Особенно, если это малогабаритная «хрущевка» или «брежневка». Здесь находится место даже для стиральной машины, которая не помещается в совмещенном санитарном узле. Сейчас диапазон используемой техники настолько широк, что 2-3 розетками никак не обойтись.

Современные кухонные гарнитуры скрывают за своими сверкающими панелями самые уникальные изобретения, помогающие облегчить труд хозяйки:
• электронные или газовые варочные панели;
• посудомоечные машины;
• вытяжные системы;
• холодильники, рефрижераторные комплексы и камеры.

Это не считая микроволновок, электрочайников, кофеварок и прочей мелочи. И все они требуют своего места включения. Система включения при этом имеет двухэтажную планировку. Первый план располагается на уровне пола, второй – на высоте человека среднего роста.

Важно! Перед началом подключения двойной розетки к одному кабелю нужно отключить соответствующий автомат на щитке питания, если их там несколько. При отсутствии такового – отключается общий.

Подключение проводов к двойной розетке выполняется следующим образом. Для проверки их принадлежности к фазе или нулю нужен простой тестер в виде отвертки с индикатором на ручке. Если при касании отверткой провода индикатор засветился, значит это фаза, если нет – провод нейтральный. Согласно правилам, разная расцветка проводов говорит о принадлежности. Обычно коричневый – это фаза, голубой – ноль, а желтый с зеленым – заземление. Еще одно правило подключение проводки. К правой клемме подключается фаза, к левой – ноль, к центральной, со скобой – земля.

Заметка! Сдвоенные розетки имеют общую клемму питания. Ток на каждое устройство поступает через распределительную планку. При одинаковом напряжении в сети (220 В) сила тока на каждый прибор будет зависеть от мощности подключаемой техники. Розетка хоть и двойная, но нагрузочная мощность не увеличится в два раза. Обязательно, чтобы подходящий к розетке кабель имел сечение не меньше, чем общий по дому (оптимальный вариант – одинаковое). Материал жил также должен совпадать. Если вся разводка медная, то и к устройству подводится медный кабель.

Схема подключения двойной розетки с заземлением

При использовании маломощных устройств, типа ноутбука, светильника для их питания пригодится моноблок двойной розетки. Она вставляется в имеющийся подрозетник и подключается по старой схеме. В этом случае не нужно прокладывать новые кабели, сверлить в бетонной стене место рядом для другого подрозетника и крепить его.

Для демонтажа старой розетки снимается лицевая панель откручиванием двух винтов. Если после снятия отслужившей свой срок розетки остались провода достаточной длины (10-12 см), то они подключаются к контактам нового прибора. Для этого нужно ослабить зажимающие винты на клеммах, вставить туда оголенные концы фазы и нуля, каждый в свою нишу и плотно снова затянуть винты. Провод с заземлением подсоединяется к центральной клемме, на которой находятся скобы.

Важно! К какому контакту подключать фазу и нуль не принципиально. Главное – не к одному контакту, чтобы не произошло короткого замыкания.

После подключения проводов приступают к укладке суппорта в подрозетник. При этом нельзя допустить, чтобы под распорные лапки попала проводка. Их металл при затягивании винтов может повредить изоляцию. После установки в подрозетнике корпус розетки фиксируется распорными лапками и саморезами. Сверху монтируется декоративная накладка, которая при правильном монтаже подрозетника в стене или под гипсокартоном ложится четко на их поверхность вплотную и без зазора.

Подключение двойной розетки без заземления отличается только лишь тем, что третий провод «земля» отсутствует. В конструкции прибора не предусмотрен контакт для его использования. Такие розетки можно устанавливать в сухих помещениях. От них могут запитываться самые маломощные приборы, не требующие заземления.

Заметка! Современные вилки бытового оборудования не удобны для включения в сдвоенные евророзетки. Приходится их поворачивать. Поэтому, чтобы устранить этот дискомфорт можно воспользоваться двумя одинарными гнездами.

Подключение двойного выключателя и розетки

Блок, управляющий работой розетки и двухклавишного выключателя, монтируется перед входной дверью в ванную комнату или туалет. Благодаря устройству пользователь может включать свет в двух комнатах.
Сначала прокладываются пять проводов от щитка электроснабжения. Два из них – нуль и заземление идут на розетку. Фаза соединяется с розеткой и через перемычку подается на выключатель. Две фазные жилы от выключателя идут на приборы освещения. Нуль, идущий к розетке, в распределительном блоке соединяется с нулем, идущим на патроны освещения.

Иногда приходится менять порядок включения кнопок. Чтобы это сделать, нужно две жилы, идущие после разрыва на контактах коммутации выключателя к лампам, поменять местами. Для освещения одной комнаты применяют однокнопочный коммутатор и четыре провода.

Как подключить двойную внешнюю розетку?

Распределительный кабель прокладывается открытым методом или закрытым в стенах. Для монтажа наружных устройств проводка выполняется открытым способом. Она может находиться в гофре, в коробах или просто лежать на стене, зафиксированная клипсами. Работа происходит в несколько этапов:
1. Обесточивается сеть питания на электрощитке. После чего с помощью указателя напряжения проверяется отсутствие напряжения на самих приборах.
2. Открывается верхняя панель гнезда для освобождения доступа к фиксаторам, удерживающим панель.
3. Отжиманием крепежа отделяется верхняя часть прибора от суппорта.
4. Разбирается устройство. Оно состоит из корпуса, панели с крышкой, гнезд.

5. Отмечается место крепежных отверстий.
6. Фиксируется основание прибора с помощью дюбелей типа гвозди.
7. Вырезается заглушка в месте ввода кабеля в середину устройства. Если кабель проложен в гофрированной трубе, то её заводят прямо в середину розетки.
8. Кабель освобождается от изоляции и зачищаются концы жил на 10-15 мм.
9. Производится подсоединение жил к контактам – коричневый к фазе (крайняя справа клемма), голубой – к нулю (крайняя слева клемма), желто-зеленый – к земле (центральный контакт со скобой).
10. Питание гнезд второй розетки в корпусе производится с помощью перемычек или шлейфов.
11. Затем восстанавливается корпус наружной розетки в обратном порядке.

Как последовательно подключить двойные компьютерные розетки?

Для уменьшения нагрузки электромагнитного излучения в квартирах вместо Wi-Fi роутера устанавливают компьютерные розетки. Их монтаж производится в соответствии с правилами электробезопасности. Выпускаются изделия под скрытую и открытую проводку.

Как и силовые розетки, интернет-аналоги вставляются в гнезда. Приборы RJ-45 обеспечивают подключение компьютера к интернет- и местной сети. Наличие разъемов под витую пару –обязательное условие для нормального функционирования комнат серверного назначения. Использование только беспроводной системы передачи данных опасно с точки зрения перехвата связи. Через проводку украсть информацию можно только, подключившись к ней.

RJ-45 – это универсальный способ соединения компьютерной техники с применением 8-жильного защищенного кабеля, который и называется «витая пара». Розетки классифицируются по числу разъемов на:
• одинарные;
• двойные;
• терминальные;
• комбинированные.

По аналогии с силовыми компьютерные розетки бывают внутренними и наружными. Скрытое в стене устройство находится в защитном пластиковом стакане с клеммником. Наружная установка фиксируется с использованием накладной панели.

Для сокращения времени монтажа розеток применяются монтажные короба. Для квартиры достаточно провести одну или две розетки. Для подключения интернет-розетки главное – это правильная распиновка. Она заключается в четком понимании, куда и какой расцветки провода вставлять. Существует два типа распиновки – прямой и перекрестный. В первом случае применяется провод для соединения конечного техустройства с роутером. Второй – для подключения одинаковых по назначению систем между собой. Все провода соединяются согласно с цветовой маркировкой.

Каждая пара определенного цвета садится в свой паз соответственно цветовой распиновки в клеммник розеточного устройства. Затем утапливаются прижимные коннекторы и фиксируются все жилы контактной группы. Запрещается наличие в розетке перегнутых или выступающих концов проводки. Если клеммник не входит в паз стены, то подрезают внутреннюю плоскость монтажного подрозетника.