Comprensione dell’alimentazione CA 240V per utensili elettrici pesanti

Se stai per acquistare un cutter al plasma 240V o un saldatore MIG o TIG, è probabile che si verifichi un problema molto comune. La spina non si adatta alla presa. È possibile risolvere questo problema con un semplice adattatore, ma il primo passo dovrebbe essere imparare abbastanza circa 240 V di alimentazione per essere sicuro. Una volta che hai una buona comprensione delle informazioni presentate qui, puoi seguire il mio progetto di adattatore di alimentazione 240V homebrewed.

 Nessun taglio al plasma finché non lo capisco!
Nessun taglio al plasma fino a quando non lo capisco! Fotografia e diagrammi di Tim Deagan
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Attenzione: queste informazioni non graffiano nemmeno la superficie di ciò che un elettricista autorizzato sa. L’elettricità non ha pietà e gli ispettori del permesso raramente hanno molto di più. Ottenere sempre aiuto professionale l’installazione di circuiti permanenti, cablaggio, o prese nella vostra casa o negozio.

La corrente alternata (AC) era la soluzione di Nikola Tesla per trasportare elettricità su lunghe distanze. Invece di avere una polarità fissa come la corrente continua (DC), la polarità oscilla tra positivo e negativo in un’onda sinusoidale. Negli Stati Uniti, esegue questa oscillazione 60 volte al secondo (60Hz). La tensione è l’ampiezza dell’onda. Come l’alimentazione DC, AC richiede una differenza di potenziale per fare il lavoro. Per le spine 120V con due fili, la differenza è tra un filo caldo (collegato alla fonte elettrica) e un filo neutro (collegato alla fonte elettrica e alla terra). Per i circuiti 240V, la differenza di potenziale è tra due fili caldi che sono 180 ° fuori fase (vedi Figura 1). Poiché misuriamo solo su due fili, sia 120V che 240V sono indicati come alimentazione monofase. (È raro trovare corrente alternata trifase in situazioni residenziali).

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Figura 1: 120 V e 240 V AC forme d’onda di alimentazione

Neutro e terra sono correlati, ma servono ruoli diversi. Il filo neutro è il percorso di ritorno corrente per i circuiti 120V. È collegato alla terra (messa a terra) in più punti lungo il suo percorso dal generatore alla presa (vedi Figura 2). La corrente oscillante nelle gambe calde crea campi magnetici che inducono correnti indesiderate nel filo neutro. Il collegamento del neutro alla terra stabilizza il segnale. Molte prese elettriche sono anche” prese di messa a terra”, nel senso che hanno un filo di terra. In condizioni di funzionamento normale, il filo di terra non trasporta mai corrente. Se il filo caldo si ferma a terra (o il caso di messa a terra), il percorso del filo di terra ha meno resistenza e più corrente scorre attraverso l’interruttore di quanto non sia valutato, facendolo inciampare, interrompendo l’alimentazione. Il filo di terra è “legato” al filo neutro alla scatola per assicurare che abbia una connessione praticabile alla terra.

Figura 2: distribuzione dell'alimentazione CA
Figura 2: Componenti di distribuzione generalizzata dell’alimentazione CA

C’è molta confusione sui valori di tensione. Vedrete riferimenti a 220V elettrodomestici, 230V, 240V, e NEMA (Associazione nazionale dei produttori elettrici) connettori sono anche valutato a 250V. Nonostante tutti questi numeri diversi, tutti sono praticamente riferendosi alla stessa cosa: gli Stati Uniti 240V standard. (In realtà, gli Stati Uniti. ha cinque tensioni standard per scopi diversi — 120V, 208V, 240V, 277V e 480V-ma ci atterremo a 240V.)

Le prese 240V residenziali di solito hanno tre o quattro connettori, che forniscono due fili 120V caldi e un filo di terra, un filo neutro o entrambi (vedi Figura 3). Il filo neutro fornisce un modo per l’apparecchio di utilizzare solo uno dei fili caldi per 120 V elettrodomestici come un orologio o ventilatore. Finché la presa ha i fili necessari per la spina, il cablaggio di un adattatore è semplice. La prima cosa da fare è identificare il tipo di presa e capire cosa fornisce.

Figura 3: I recipienti 240V utilizzano combinazioni degli stessi fili
Figura 3: I recipienti 240V utilizzano combinazioni degli stessi fili

Esistono almeno 20 tipi di connettori 240V a 3 o 4 fili definiti da NEMA. Li designano con un numero di gruppo e una valutazione dell’amperaggio. I connettori di bloccaggio iniziano con “L”, le spine terminano con” P “e i recipienti terminano con” R. ” (vedi figura 4)

Figura 4: NEMA connector naming standard
Figura 4: NEMA connettore denominazione standard

I più comuni di questi sono sia di tipo 6 (2 poli, 3-wire connettori di messa a terra che hanno due fili caldi e una terra) o di tipo 14 connettori (3 poli, 4-wire connettori che hanno due fili caldi, un neutro e una terra). Per la maggior parte delle combinazioni di tipo e amperaggio, esistono versioni con lama diritta e bloccaggio (vedi Figura 5).

 Figura 5: Recipienti comuni NEMA 240V
Figura 5: recipienti comuni NEMA 240V

Per convertire da un tipo all’altro dobbiamo rispondere a due domande: “Qual è l’amperaggio?”e” Ho bisogno di una connessione neutra?”Iniziamo con l’amperaggio.

Non collegare mai l’apparecchiatura a un circuito valutato per un assorbimento di amperaggio inferiore al dispositivo. La parola deliziosa per questo è ampacity. Tenete a mente che questo significa l’ampacity del cablaggio così come l’interruttore. Se stai cercando di tirare 45A attraverso un circuito che ha un filo valutato per 30A, il filo diventa un elemento riscaldante. Utilizzare sempre filo nominale a, o superiore, il valore dell’interruttore del circuito. L’interruttore dovrebbe scattare se provi a disegnare più corrente di quanto sia valutato, ma non vuoi che la tua attrezzatura si spenga in quel modo. (E odio dover fidarmi degli interruttori per impedire che la mia casa bruci, quindi perché spingerli?)

È generalmente più sicuro collegare un dispositivo a un circuito che assorbe meno corrente dell’ampacità del circuito. L’unico rischio è che l’apparecchiatura potrebbe disegnare più corrente di quanto è valutato per prima di qualcosa di viaggi. Se stai costruendo un adattatore per convertire una presa nominale per 50A in una presa nominale per 30A, dovresti inserire un interruttore 30A nell’adattatore per proteggere la tua attrezzatura.

Figura 6: Convertitore da tipo 14 a Tipo 6
Figura 6: Convertitore da tipo 14 a tipo 6

La seconda domanda riguarda il filo neutro. Dal momento che ha tutti e quattro i fili, un tipo 14 può convertire in un tipo 6 dello stesso o minore amperaggio (vedi Figura 6). Un tipo 6 non può essere convertito in un tipo 14 perché non ha il filo neutro richiesto dal tipo 14 (vedere Figura 7). Un tipo 14 può essere convertito in due circuiti da 120V, uno da ciascuna delle gambe calde combinate con il neutro (vedi Figura 8). Un tipo 6 non può convertire in 120V perché non ha neutro per legare una delle gambe calde.

 Figura 7: Il tipo 6 non può essere convertito in un tipo 14
Figura 7: il tipo 6 non può essere convertito in un tipo 14
Figura 8: Tipo 14 può convertire in due circuiti 120V
Figura 8: Tipo 14 può convertire in due circuiti 120V

È possibile acquistare adattatori per convertire tra varie spine e prese. Se si dispone di esperienza di lavoro con il cablaggio AC, è possibile costruire molti di questi da soli. In un impeto di frustrazione, mi sono costruito un adattatore per permettermi di usare la mia presa RV 14-50R 50A con un 6-50P, un L6-30P, un 14-50P, e poi ho gettato in due circuiti 15A 120V (usando strisce di uscita pre-cablate) (vedi Figura 9). Potresti non aver bisogno di qualcosa di questo, ma sappi che finché hai il servizio, puoi far funzionare la tua nuova attrezzatura!

 Figura 9: Il mio adattatore personalizzato
Figura 9: Il mio adattatore personalizzato

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