Принципиальные электросхемы, подключение устройств и распиновка разъёмов
Схема индикатора чередования фаз
Ищете простой индикатор последовательности фаз в трехфазной электрической сети? Не обязательно покупать готовый, тем более часто работают они не особо корректно. Лучше собрать такое устройство самому, тем более там работы и расходов минимум. Итак, при выборе схемы индикатора основным предположением было максимальное уменьшение количества точек пайки и путей, имеющих потенциал фазы силовой сети. Дополнительным фактором была конструкция печатной платы, которая позволяет использовать либо один двухцветный светодиод, либо отдельные светодиоды.
Схема индикатора последовательности фаз
В этой схеме каждая фаза ограничена по току с целью повышения безопасности. Этот стало возможным благодаря резисторам на входах фаз, которые часто отсутствуют в схемах дешевых китайских приборах. Кроме того, используя современные элементы (резисторы с минимальным напряжением пробоя 500 В), можно упростить входную часть.
Правильный порядок фаз
Правильный порядок фаз выглядит следующим образом: Поскольку оба светодиода управляются дополнительными выходами одного и того же триггера, может гореть только один светодиод. Для правильной последовательности фаз это будет зеленый — высокое состояние на выходе Q триггера A и, соответственно, низкое состояние на выходе из Q. Для обратной фазовой последовательности имеем обратную ситуацию на триггерах A и красный включенный светодиод.
Давайте посмотрим, как выглядит напряжение фазы S и T, если мы рассматриваем фазу R в качестве опорного напряжения:
Восходящий фронт на входе генератора CLK триггера A будет переписываться на выход Q текущего состояния в момент на входе D. Как видите на диаграмме, этот вход подключается к фазе S.
Процесс синхронизации генерируется из фазы (входа) системы T.
При правильной последовательности фаз (как на рисунке выше) нарастающий фронт будет происходить, когда H-состояние будет достигнуто на входе D спуска A.
Когда изменяется последовательность фаз S и T, состояние L спуска A находится в состоянии L.
Печатные платы прибора
Печатные платы разработаны односторонние, но в двух вариантах. Первая версия имеет только одну перемычку, правда путь «массы» (который находится в потенциале одной из фаз) долгий и не полностью соответствует требованиям безопасности. Вторая версия платки имеет лучшую распределенную массу, за пришлось заплатить необходимостью использования второй перемычки.
Испытания индикатора чредования
Макет согласно схеме был протестирован на универсальной плате. Работает без проблем. Общая стоимость радиодеталей составила около 200 рублей (согласитесь, готовый качественный индикатора чередования фаз за эти деньги не купить).
При выполнении монтажа не забудьте сделать перемычки с хорошо изолированной проволоки (например, тефлон) и подумайте о покрытии платы изоляционным лаком. Обязательно поместите все в пластиковый корпус. Несмотря на описанные действия, тут по-прежнему имеем дело с высоким напряжением трёхфазной сети и должны быть очень осторожными! Для напряжения фазы 220 В пиковое значение составляет 320 В, а для межфазного 400 В — 560 В соответственно.
Определение чередования фаз в трехфазных системах необходимо при наладке трехфазных электродвигателей, фазировке, правильности подключения измерительных приборов и т. д. Для определения чередования фаз применяются фазоуказатели (ФУ). В профессиональной практике применяются фазоуказатели, созданные на основе миниатюрных электродвигателей или относительно сложных электронных приборов, работающих в большом диапазоне напряжений. В домашней практике необходимость в применении ФУ возникает редко. Но если все же такая необходимость возникла, можно собрать простой и собранный из недефицитных деталей ФУ. Схема «классического» простого ФУ:
В этой схеме применены лампы накаливания Н1, Н2. Поскольку, даже миниатюрные лампы потребляют довольно значительный ток, мощность, рассеиваемая резисторами R1, R2 получается значительной. Например, при применении ламп типа КМ24-90, потребляющих ток 90 мА., мощность, рассеиваемая каждым из резисторов, получается около 20 Вт. Габариты конденсатора С1 получаются также велики (при длительном включении в сеть) Для уменьшения потребляемого тока, а следовательно, в конечном счете габаритов и массы ФУ можно применить светодиоды. Схема ФУ на светодиодах приведена ниже. ФУ рассчитан на работу в трехфазной сети 0,4 кВ. (380 В.) Светодиоды HL1, HL2, HL3 можно применить из серии АЛ307, или аналогичные. Резисторы R1, R2, R3 марки МЛТ. Конденсатор С1 должен быть рассчитан на работу в сети переменного тока, может быть типа К73-17. Диоды VD1-VD3 любого типа, на ток более 10 мА., например, из серий КД521, КД522. Марка, примененных светодиодов HL2, HL4, к сожалению, мне неизвестна. Применены светодиоды красно-зеленого цвета свечения, в корпусах, аналогичных корпусам светодиодов АЛ307. В общем-то, подойдут любые двуполярные светодиоды, рассчитанные на ток 10 мА.
Светодиоды HL1, HL3, HL5 индицируют наличие фаз в проверяемой сети. Для упрощения эти светодиоды и диоды VD1-VD3 можно исключить из схемы. Наладки ФУ не требует. Надо лишь проверить устройство в сети с известным чередованием фаз и пометить светодиоды HL2, HL4. К сожалению, при всей своей простоте прибор имеет два существенных недостатка: при включении в сеть горят оба светодиода HL2, HL4 и разница в яркости их свечения не очень велика.
4 простых схемы для изготовления индикатора фазы на светодиодах своими руками
В любой технике в качестве отображения режимов работы используют светодиоды. Причины очевидны – низкая стоимость, сверхмалое энергопотребление, высокая надёжность. Поскольку схемы индикаторов очень просты, нет необходимости в покупке фабричных изделий.
Из обилия схем, для изготовления указателя напряжения на светодиодах своими руками, можно подобрать наиболее оптимальный вариант. Индикатор можно собрать за пару минут из самых распространённых радиоэлементов.
Все подобные схемы по назначению делят на индикаторы напряжения и индикаторы тока.
Работа с сетью 220В
Рассмотрим простейший вариант – проверка фазы.
Эта схема представляет собой световой индикатор тока, которым оснащают некоторые отвёртки. Такое устройство даже не требует внешнего питания, поскольку разность потенциала между фазовым проводом и воздухом или рукой достаточна для свечения диода.
Для отображения сетевого напряжения, например, проверки наличия тока в разъёме розетки, схема ещё проще.
Простейший индикатор тока на светодиодах 220В собирается на ёмкостном сопротивлении для ограничения тока светодиода и диода для защиты от обратной полуволны.
Проверка постоянного напряжения
Нередко возникает необходимость прозвонить низковольтную цепь бытовых приборов, либо проверить целостность соединения, например, провод от наушников.
В качестве ограничителя тока можно использовать маломощную лампу накаливания либо резистор на 50-100 Ом. В зависимости от полярности подключения загорается соответствующий диод. Этот вариант подходит для цепей до 12В. Для более высокого напряжения потребуется увеличить сопротивления ограничивающего резистора.
Индикатор для микросхем (логический пробник)
Если возникает необходимость проверить работоспособность микросхемы, поможет в этом простейший пробник с тремя устойчивыми состояниями. При отсутствии сигнала (обрыв цепи) диоды не горят. При наличии логического ноля на контакте возникает напряжение около 0,5 В, которое открывает транзистор Т1, при логической единице (около 2,4В) открывается транзистор Т2.
Такая селективность достигается, благодаря различным параметрам используемых транзисторов. У КТ315Б напряжение открытия 0,4-0,5В, у КТ203Б – 1В. При необходимости можно заменить транзисторы другими с аналогичными параметрами.
Вариант для автомобиля
Простая схема для индикации напряжения бортовой сети автомобиля и заряда аккумулятора. Стабилитрон ограничивает ток аккумулятора до 5В для питания микросхемой логики.
Переменные резисторы позволяют выставить уровень напряжения для срабатывания светодиодов. Настройку лучше проводить от сетевого стабилизированного источника питания.
Хороший, качественный измерительный инструмент под рукой — эталон быстрой работы. Конечно, также необходимо иметь с собой инструменты, с помощью которого можно производить ремонт, но определение проблемы — это уже 80 % её решений. В статье описан последовательный монтаж указателя фазы своими руками. Потребуется только точно следовать инструкциям, иметь необходимые материалы и запастись толикой терпения.
Что такое фазоуказатель
Немного теории: указатель фазы — это измерительный прибор, показывающий чередование фаз трёхфазного напряжения и тока. Следует сразу развеять надежды молодых электриков и развеять миф, что с помощью фазоуказателя можно определить где именно какая фаза находится. Аксиома: данный прибор показывает только чередование фаз.
Существует большое количество таких приборов, выпускаемых различными производителями. Наиболее распространённые и чаще всего применяемые в работе модели: ФУ-2, ЭИ5001, VC-805, и конечно надёжный, проверенный временем И-517, который даже входил в ЗИП многих армейских дизельных электростанций. Но сейчас можно найти на рынке и вполне солидные и надёжные указатель фазы от китайских представителей.
Также существуют и более дорогие современные фазоуказатели от известных мировых производителей электронной техники, таких как Eltes или Mastech.
Современные фазоуказатели чаще сочетают в себе ещё и функцию индикатора напряжения, поэтому являются многофункциональными.
Когда действительно необходимо фазоуказатель
Определители угла опережения фаз в большом количестве занимают полки электротехнических магазинов, как отечественные, так и зарубежные модели. Но как определить тот самый угол опережения и зачем он вообще нужен, знают немногие электрики.
Хороший, качественный фазоуказатель необходим при поиске чередования фаз для того, чтобы обеспечить вращении электродвигателя в правильную сторону. Например, при включении водяного насоса в скважине, который может как транспортировать её наверх, так и бесполезно вращать лопасти крыльчатки, закреплённые на электродвигателе, и потреблять при этом лишнюю электроэнергию.
Ещё один хороший пример, которым определяется важность фазоуказателя как прибора: подключение индукционного счётчика. Если перепутать фазы, то после монтажа счётчик продолжит вращать диск даже при отключённой нагрузке. При такой работе прибора пользователя ждут дополнительные расходы, которые можно исключить, сделав качественный фазоуказатель своими руками.
Достаточно двух неправильно подключённых фаз, чтобы наблюдать такой эффект, а определение угла чередования фаз возможно только с помощью фазоуказателя. Без данного прибора правильно подключить электродвигатель невозможно, разве что методом «тыка», что не очень хорошо — можно спалить изделие.
Последовательность изготовления простого фазоуказателя
Внимание! Самостоятельное изготовление схем здесь и далее крайне опасно для жизни, так как может привести к поражению высоким напряжением, поэтому такое изготовление может быть выполнено только людьми, имеющими специальное образование и допуски!
Существует схема простого указателя фазы, с которым можно работать в трёхфазной промышленной сети, не боясь поражения электрическим током или повреждения прибора. Схема представлена ниже:
Для работы потребуются следующие элементы:
Последовательность монтажа электрической цепи фазоуказателя своими руками:
Данный фазоуказатель имеет существенное преимущество в сравнении с дорогими промышленными моделями — простоту. Стоимость всех элементов (с учётом расходных материалов), необходимых для сборки, очень низкая и по карману не ударит. Собрать и спаять такую схему сможет любой электрик-новичок, даже впервые взявший в руки паяльник.
Принцип работы приборы очень прост: сфазированные линии включат лампу на корпусе прибора. Правильное чередование — лампа светится ярко, неправильное — очень тускло или не светится вообще. Корпус прибора можно выбрать самый простой, но только из изоляционного пластика или любого другого материала, не пропускающего электрический ток.
Более сложный фазоуказатель своими руками
Для электриков, желающих использовать более сложные приборы в трёхфазной цепи, существует ещё одна схема:
Как видно из представленной схемы, здесь потребуется большее количество элементов, да и сборка посложнее. Но при правильном монтаже, на выходе обеспечен качественный и надёжный фазоуказатель, к тому же полностью сделанный своими руками.
Необходимые для работы элементы:
Очерёдность монтажа фазоуказателя практически ничем не отличается от предыдущего прибора, изготовленного своими руками. Только увеличилось количество элементов на схеме.
Последовательность проверки фазировки данным измерительным прибором:
Помимо своей простоты, данный прибор необычайно точен и позволяет за несколько минут определить фазирование в линии. Изготовив такой фазоуказатель самостоятельно, пользователь получает не только экономию средств, но и экономию личного времени при последующих измерениях чередования фаз.
Сложный фазоуказатель
Если же сборка фазоуказателя стала вызовом для начинающего электрика, то можно, используя приведённую ниже схему, смонтировать устройство, для работы которого не требуется подключение к нулевому проводнику в сети. Сразу следует уточнить, что изготовление подобного прибора будет под силу только определённому кругу специалистов, здесь требуется навык работы с паяльником и монтажными платами.
Схема достаточно тяжёлая, но на ней есть все необходимые номинальные значения элементов, следует только сделать несколько полезных в работе замечаний:
К сожалению, есть и некоторые недостатки данного прибора, собранного своими руками. Во-первых, схема достаточно сложна и скорее всего правильно смонтировать её начинающему электрику будет очень трудно. Во-вторых, стоимость всех элементов может быть достаточно высокой и дешевле приобрести промышленный прибор.
Подводя итоги
Прибор для измерения угла в трёхфазной цепи — это необходимый для каждого электрика измерительный инструмент, который должен быть всегда под рукой. Самостоятельно собранное устройство сэкономит не только средства, но и личное время в будущем. Конечно, всегда остаётся вариант покупки изделия в магазине электронной техники или измерительных приборов, но намного полезнее для себя как для специалиста попробовать собрать подобное устройство самостоятельно.
При подключении промышленных и бытовых потребителей к трёхфазной сети важно определить последовательность отдельных фаз. Если этого не сделать, то оборудование или отдельные устройства начинают работать в нештатном режиме, что может привести к выходу из строя. Правильность подключения в этих случаях проверяют при помощи фазоуказателей.
Определение и назначение
Фазоуказатель — устройство, которое позволяет увидеть и проконтролировать очерёдность фаз при подключении электрооборудования. С его помощью определяют обратную или прямую очерёдность.
Следует обратить внимание на тот факт, что фазоуказатель не даст увидеть, какая из фаз А, В, С подключена, он фиксирует именно очерёдность. Но этого хватит, чтобы определить порядок подключения обмоток, при котором ротор электродвигателя начнёт вращаться в нужную по технологии применения оборудования сторону. Кроме того, обязательная фазировка необходима при использовании устаревших индукционных электросчётчиков, отдельных видов установок на основе трёхфазных трансформаторов. А проверка чередования фаз — один из этапов этой процедуры.
Принцип работы
Разберем на примере щитовых фазоуказателей типа Ц1425 и Ц425.1. Фазоуказатель состоит из унифицированного измерительного механизма магнитоэлектрической системы и преобразователя-выпрямителя.
Ток, протекающий через рамку измерительного механизма, представляет собой разность двух токов, выпрямленных мостами V1 и V2. При прямом порядке следования фаз ток, выпрямленный мостом V2, больше тока, выпрямленного мостом V1, приблизительно в два раза. В этом случае суммарный ток через рамку измерительного механизма вызывает отклонение подвижной системы с указателем вправо от средней отметки в направлении стрелки на циферблате.
При обратном порядке следования фаз ток, выпрямленный мостом V1, будет больше тока, выпрямленного мостом V2, и указатель отклонится в противоположную сторону.
Сфера применения
Не стоит считать, что сфера применения фазоуказателей ограничена только промышленными установками. Да, ещё недавно приборы данного класса применялись электриками, работающими на предприятиях, технологические процессы которых основаны на оборудовании с высокопроизводительными электрическими машинами.
Но сейчас строят большие коттеджи, таунхаусы со сложной схемой электроснабжения. Даже в комфортабельных квартирах количество потребителей электроэнергии увеличилось до такой степени, что подключение к однофазному питанию становится невозможным. А правильно подключить трёхфазный электросчётчик без соблюдения очерёдности фаз не выйдет. Любая ошибка станет причиной некорректной работы этого прибора учёта, что влечёт за собой необоснованное увеличение платежей за электроэнергию.
Кроме того, на участках с невозможностью подключения центрального водоснабжения, где требуется подача воды при помощи мощных трёхфазных электронасосов, неправильное подсоединение оборудования станет причиной долгосрочного выхода из строя. Поэтому применение фазоуказателя в этой сфере считается обязательным.
Классификация фазоуказателей
Независимо от сферы применения для проверки правильности подключения бытовых или промышленных электроустройств наибольшее распространение получили фазоуказатели следующих типов:
Фазоуказатель микроконтроллерного типа
Принцип действия всё приборов, кроме индукционного, основан на эффекте перекоса фаз, при котором по различным цепям появляется различное активное и реактивное сопротивление. В результате это и приводит к изменению интенсивности свечения отдельных индикаторов или полному отказу от включения.
Конструктивные особенности
В индукционных фазоуказателях основной частью стал металлический диск с 3 обмотками. По сути это простая модель асинхронного двигателя, заменяющая неудобный большой агрегат, который проблематично и небезопасно подключать к сети в целях проверки. При любом перекосе фаз индикаторный диск будет вращаться против часовой стрелки, а при обрыве одной из обмоток просто останется неподвижным.
Конструкция других фазоуказателей отличается. Главный плюс — отсутствие вращающихся механических частей, что повышает надёжность и долговечность прибора. В большинстве случаев применяется принцип размещения в разных фазах отличающихся активных и реактивных сопротивлений. В этом качестве могут выступать обычные лампы, по накалу свечения которых и определяют правильность очерёдности проверяемых фаз.
Более сложную конструкцию имеют приборы на электронной компонентной базе. Наибольшее распространение получила схема с применением полупроводниковых элементов, тиристоров, симисторов. С их помощью можно уменьшить количество индикаторов или заменить их светодиодами.
Инструкция по использованию
Руководство по эксплуатации Мегеон-40850: Читать инструкцию
Преимущества прибора
Преимущество фазоуказателей — определение правильности подключения оборудования без применения сложных дорогостоящих приборов. Кроме того, применение фазоуказателя в умелых руках обеспечит и предотвращение выхода из строя оборудования, в приводах которого установлены асинхронные трёхфазные электродвигатели. А исходя из практики эксплуатации такого класса электромашин, становится очевидной и снижение производственного травматизма, связанного с нештатной работой оборудования с электроприводом.
Самостоятельное изготовление и правила применения
В любом случае при электромонтаже правильным считается применение профессионального оборудования. Только так можно обеспечить безопасность выполнения работ. Но в случаях, когда фазоуказатель требуется срочно, а под рукой его нет, опытные электрики обходятся простыми самодельными схемами, которые позволяют точно определить очерёдность фаз при подключении электрооборудования.
Самая простая схема требует наличия 4 ламп накаливания и одного конденсатора ёмкостью до 5 мкФ, который рассчитан на напряжение не менее 400 В. Все элементы подключают по стандартной схеме типа «звезда»:
Схема фазоуказателя из 4 ламп накаливания
Лампы подойдут обычные, рассчитанные на напряжение 220 В, мощностью до 60 Вт. Каждый контакт прибора подключается к одной фазе проводки. При включении питания разница в свечении каждой лампы зависит от полярности подключения. Если выбрана прямая очерёдность фаз, то в цепи, в которую включены лампы L1 и L2 будет наблюдаться их полный накал, в другой линии лампочки будут светиться вполнакала. Такой фазоуказатель можно собрать практически на коленке, но пользоваться им неудобно, поэтому подобная схема применяется только в крайних случаях.
Если есть доступ к набору простейших электронных компонентов, собирают схему, которая работает при наличии одной низковольтной лампы, рассчитанной на напряжение 24 В. Самодельные приборы такого класса более удобны в применении. Монтаж деталей выполняют по следующей схеме:
Схема фазоуказателя с тиристором
Номиналы и тип деталей указаны на схеме. Монтировать лучше при помощи пайки на печатной плате. В этом случае прибор прослужит долго, кроме того, это поможет обеспечить безопасную эксплуатацию.
Принцип применения прост — подключить к двум фазам и нулевому проводнику, подать напряжение. Яркое свечение свидетельствует о прямой очерёдности, если лампа горит вполнакала или не включилась, это свидетельствует об обратном подключении. Яркость свечения регулируется подбором номинала сопротивления R1.
Минус конструкции — необходимость подключения к нулю, что в бытовых условиях удаётся не всегда.
Ещё раз обращаем внимание — самодельные приборы стоит применять только в случае крайней необходимости. Обеспечить безопасность электромонтажа можно только при использовании специализированных устройств.
Поэтому лучшим решением будет покупка заводского фазоуказателя, тем более, что цены на эти приборы приемлемы.
Фазоуказатель микроконтроллерного типа 
Схема фазоуказателя из 4 ламп накаливания
Схема фазоуказателя с тиристором