380 из 220, или как инвертор для создает из однофазного трехфазный ток

Как известно, турбогенератор промышленной электростанции, например АЭС или ГЭС, производит трехфазное электрическое напряжение величиной до 24000 В при частоте 50 Гц.

Далее, для передачи по ЛЭП, это напряжение повышается до нескольких сотен киловольт (бывает и до миллиона вольт) при помощи трансформатора, который установлен на подстанции возле электростанции. Это нужно для того, чтобы как можно сильнее понизить тепловые потери в проводах ЛЭП при передаче энергии на расстояние.

На стороне потребителя напряжение снова понижается на трансформаторной подстанции, только уже до 380 вольт. Таким образом получается три фазы при напряжении между ними в 380 вольт (линейное напряжение).

А вот между любой из фаз и нейтралью (средней точкой схемы «звезда») действующее напряжение составляет 220 вольт (фазное напряжение). И это — как раз тот уровень напряжения, при котором электроэнергия подается в наши бытовые розетки. Ноль розетки соответствует нейтрали трехфазной обмотки, фаза — фазному ее выводу.

На промышленные предприятия, где оборудованию требуется трехфазное питание, подается трехфазное напряжение .

Краны, лебедки, станки и т. д. — зачастую питаются напрямую от трехфазной сети 380 вольт. Трехфазное оборудование (те же асинхронные двигатели) работает в этих условиях надежно, мощность распределяется по трем обмоткам двигателей равномерно. Нейтральный же провод служит для выравнивания напряжения по трем фазам.

Но в квартирах нет трехфазной сети. Обычно, если в подъезде на площадке три квартиры, то одна фаза идет в одну квартиру, вторая — в другую, третья — в третью. Но что, если необходимо от обычной розетки запустить трехфазный асинхронный двигатель?

Тут то и приходит нам на помощь инвертор или частотный преобразователь. Суть его действия такова: на вход подается однофазное напряжение 220 вольт из розетки, а на выходе получается три фазы.

В принципе можно получить три фазы с фазными напряжениями 380 вольт от розетки, выдающей 220 вольт без необходимости переключения обмоток двигателя со схемы «звезда» на схему «треугольник». Потребуется лишь иметь в инверторе звено постоянного тока на 540 вольт и соответствующие высоковольтные IGBT-ключи .

Но целесообразно ли это? Нет, не целесообразно! Ведь достаточно переключить обмотки двигателя со схемы «звезда» на схему «треугольник», и получится трехфазная обмотка на 220 вольт переменного тока, работающая точно так же, как она работает в схеме «звезда», останется лишь электронным способом регулировать питание обмоток с нужной частотой и в правильной фазе.

Именно по этой причине инверторы или частотные преобразователи выпускаются в виде универсальных изделий, предполагающих возможность переключения обмоток двигателя на схему «треугольник».

Так как же с помощью 220 вольт получить аналог трехфазного питания 380 вольт? Все очень просто. При обычном трехфазном питании ток нагрузки каждый раз протекает через пары обмоток, образованные в виде последовательных цепей, при этом на каждую обмотку приходится как раз по 220 вольт.

Соответственно, когда 220 вольт прикладывается не к парам, а к одиночным обмоткам, в обмотках получается тот же самый рабочий ток. И двигателю все равно, питаются ли его обмотки по схеме «звезда» или по схеме «треугольник». Главное — токи текут в правильных фазах.

Но во сколько раз уменьшилось питающее напряжение — в корень из трех (1,73) — во столько же раз увеличился ток потребления, ведь мощность то осталась той же. Вот так просто «из 220 вольт получается 380 вольт.»