Verständnis 240V AC Power für Heavy-Duty Power Tools

Wenn sie sind über zu kaufen eine 240V plasma cutter, oder eine MIG oder TIG schweißer, sie sind wahrscheinlich zu erfahrung eine sehr häufige problem. Der Stecker passt nicht in Ihre Steckdose. Sie können dies mit einem einfachen Adapter lösen, aber Ihr erster Schritt sollte sein, genug über 240V-Strom zu lernen, um sicher zu sein. Sobald Sie die hier vorgestellten Informationen gut verstanden haben, können Sie meinem Homebrewed 240V Netzteil-Projekt folgen.

Kein Plasmaschneiden, bis ich das herausgefunden habe!
Kein Plasmaschneiden, bis ich das herausgefunden habe! Fotografie und Diagramme von Tim Deagan
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Achtung: Diese Informationen kratzen nicht einmal an der Oberfläche dessen, was ein zugelassener Elektriker weiß. Elektrizität hat keine Gnade, und Genehmigungsinspektoren haben selten viel mehr. Holen Sie sich immer professionelle Hilfe bei der Installation von permanenten Stromkreisen, Kabeln oder Steckdosen in Ihrem Haus oder Geschäft.

Wechselstrom (AC) war Nikola Teslas Lösung für den Transport von Elektrizität über große Entfernungen. Anstatt eine feste Polarität wie Gleichstrom (DC) zu haben, oszilliert die Polarität in einer sinusförmigen Welle zwischen positiv und negativ. In den Vereinigten Staaten führt es diese Schwingung 60 Mal pro Sekunde (60 Hz) durch. Die Spannung ist die Amplitude der Welle. Wie Gleichstrom benötigt Wechselstrom eine Potentialdifferenz, um arbeiten zu können. Bei 120-V-Steckern mit zwei Drähten besteht der Unterschied zwischen einem heißen Draht (an die elektrische Quelle angeschlossen) und einem Neutralleiter (an die elektrische Quelle und an die Erde angeschlossen). Bei 240-V-Stromkreisen liegt die Potentialdifferenz zwischen zwei heißen Drähten, die um 180 ° phasenverschoben sind (siehe Abbildung 1). Weil wir nur messen über zwei drähte, sowohl 120 V und 240 V sind bezeichnet als single-phase power. (Es ist selten, dreiphasige Wechselstrom in Wohnsituationen zu finden).

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Abbildung 1: 120-V- und 240-V-Wechselstromwellenformen

Neutral und Masse sind verwandt, spielen jedoch unterschiedliche Rollen. Der Neutralleiter ist der Stromrücklauf für 120-V-Stromkreise. Es ist an mehreren Stellen entlang seines Weges vom Generator zur Steckdose mit Erde verbunden (geerdet) (siehe Abbildung 2). Der oszillierende Strom in den heißen Beinen erzeugt Magnetfelder, die unerwünschte Ströme im Neutralleiter induzieren. Das Anschließen des Neutralleiters an die Erde stabilisiert das Signal. Viele Steckdosen sind auch „geerdete Steckdosen“, Was bedeutet, dass sie ein Erdungskabel haben. Unter normalen betrieb, die boden draht nie führt strom. Wenn der heiße Draht Kurzschlüsse auf Masse (oder das geerdete Gehäuse) hat, hat der Erdungsdrahtpfad weniger Widerstand und mehr Strom fließt durch den Leistungsschalter, als er ausgelegt ist, wodurch er auslöst und die Stromversorgung unterbricht. Das Erdungskabel ist mit dem Neutralleiter an der Box „verbunden“, um sicherzustellen, dass es eine tragfähige Verbindung zur Erde hat.

Abbildung 2: AC Power distribution
Abbildung 2: Generalisierte AC Power Distribution Komponenten

Es gibt eine Menge Verwirrung über Spannungswerte. Sie werden Verweise auf 220-V-Geräte, 230-V-, 240-V- und NEMA-Anschlüsse (National Electrical Manufacturer’s Association) sehen, die sogar für 250 V ausgelegt sind. Trotz all dieser unterschiedlichen Zahlen beziehen sich alle auf dasselbe: den US-amerikanischen 240-V-Standard. (Eigentlich die USA. hat fünf Standardspannungen für verschiedene Zwecke – 120 V, 208 V, 240 V, 277 V und 480 V —, aber wir bleiben bei 240 V.)

240-V-Steckdosen in Privathaushalten haben normalerweise drei oder vier Anschlüsse, die zwei heiße 120-V-Drähte und entweder ein Erdungskabel, ein Neutralkabel oder beides bereitstellen (siehe Abbildung 3). Der Neutralleiter bietet dem Gerät die Möglichkeit, nur einen der heißen Drähte für 120-V-Geräte wie eine Uhr oder einen Lüfter zu verwenden. Solange Ihre Steckdose über die Kabel verfügt, die Ihr Stecker benötigt, Die Verkabelung eines Adapters ist unkompliziert. Als erstes müssen Sie den Auslasstyp identifizieren und verstehen, was er bietet.

Abbildung 3: 240-V-Buchsen verwenden Kombinationen derselben Drähte
Abbildung 3: 240-V-Buchsen verwenden Kombinationen derselben Drähte

Es gibt mindestens 20 Arten von 3- oder 4-Draht-240-V-Steckverbindern, die von NEMA definiert sind. Sie bezeichnen sie mit einer Gruppennummer und einer Stromstärke. Verriegelungsanschlüsse beginnen mit „L“, Stecker enden mit „P“ und Buchsen enden mit „R“ (siehe Abbildung 4)

 Abbildung 4: NEMA-Steckverbinderbenennungsstandard
Abbildung 4: NEMA-Steckverbinder nach Standard

Die gebräuchlichsten sind entweder Typ 6 (2-polige 3-Draht-Erdungsstecker mit zwei heißen Drähten und einer Erdung) oder Typ 14-Steckverbinder (3-polige 4-Draht-Steckverbinder mit zwei heißen Drähten, einem Neutralleiter und einer Erdung). Für die meisten Kombinationen von Typ und Stromstärke gibt es Versionen mit gerader Klinge und Verriegelung (siehe Abbildung 5).

 Abbildung 5: Gemeinsame NEMA 240 V buchsen
Abbildung 5: Gemeinsame NEMA 240 V buchsen

Zu konvertieren von einem typ zu einem anderen wir müssen antwort zwei fragen: „Was ist die stromstärke?“ und „Brauche ich eine neutrale Verbindung?“ Beginnen wir mit der Stromstärke.

Schließen Sie Geräte niemals an einen Stromkreis an, der für weniger als die Stromaufnahme des Geräts ausgelegt ist. Das englische Wort dafür ist ampacity. Beachten Sie, dass dies sowohl die Stromstärke der Verkabelung als auch den Leistungsschalter bedeutet. Wenn Sie versuchen, 45A durch einen Stromkreis zu ziehen, dessen Draht für 30A ausgelegt ist, wird der Draht zu einem Heizelement. Verwenden Sie immer Kabel, die mit oder über dem Wert des Leistungsschalters bewertet sind. Der Leistungsschalter sollte auslösen, wenn Sie versuchen, mehr Strom zu ziehen, als er veranschlagt ist, aber Sie möchten nicht, dass Ihr Getriebe so herunterfährt. (Und ich hasse es, Brechern zu vertrauen, um mein Haus vor dem Abbrennen zu bewahren, also warum sie schieben?)

Es ist im Allgemeinen sicherer, ein Gerät an einen Stromkreis anzuschließen, der weniger Strom verbraucht als die Stromstärke des Stromkreises. Das einzige Risiko besteht darin, dass das Gerät möglicherweise mehr Strom zieht, als es für etwas ausgelegt ist, bevor es auslöst. Wenn Sie einen Adapter bauen, um eine Steckdose mit 50 A in eine Steckdose mit 30 A umzuwandeln, sollten Sie einen 30-A-Unterbrecher in den Adapter einsetzen, um Ihre Ausrüstung zu schützen.

Abbildung 6: Typ 14 zu Typ 6 Konverter
Abbildung 6: Typ 14 zu Typ 6 konverter

Die zweite Frage betrifft den Neutralleiter. Da es alle vier Drähte hat, kann ein Typ 14 in einen Typ 6 mit gleicher oder geringerer Stromstärke umgewandelt werden (siehe Abbildung 6). Ein Typ 6 kann nicht in einen Typ 14 umgewandelt werden, da er nicht über den Neutralleiter verfügt, den der Typ 14 benötigt (siehe Abbildung 7). Ein Typ 14 kann in zwei 120-V-Stromkreise umgewandelt werden, einen von jedem der heißen Beine in Kombination mit dem Neutralleiter (siehe Abbildung 8). Ein Typ 6 kann nicht in 120V umgewandelt werden, da er keinen Neutralleiter hat, an den er eines der heißen Beine binden kann.

Abbildung 7: Typ 6 kann nicht in einen Typ konvertiert werden 14
Abbildung 7: Typ 6 kann nicht in einen Typ konvertiert werden 14
 Abbildung 8: Typ 14 kann konvertieren in zwei 120 V schaltungen
Abbildung 8: Typ 14 kann konvertieren in zwei 120 V schaltungen

Sie können kauf adapter zu konvertieren zwischen verschiedenen stecker und buchsen. Wenn Sie Erfahrung mit Wechselstromverkabelung haben, können Sie viele davon selbst konstruieren. In einem Anfall von Frustration baute ich mir einen Adapter, um meine 14-50R 50A RV Steckdose mit einem 6-50P, einem L6-30P, einem 14-50P zu verwenden, und dann warf ich zwei 15A 120V Stromkreise (mit vorverdrahteten Steckdosenleisten) (siehe Abbildung 9). Sie brauchen vielleicht nicht so etwas, aber wissen Sie, dass Sie Ihre neue Ausrüstung zum Laufen bringen können, solange Sie den Service haben!

Abbildung 9: Mein kundenspezifischer Adapter
Abbildung 9: Mein kundenspezifischer Adapter

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