ЭЛЕКТРОДВИГАТЕЛЬ - ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ТРЕХФАЗНОГО НАПРЯЖЕНИЯ ИЗ ОДНОФАЗНОГО
В. Клейменов, г.Москва
Трехфазные электродвигатели в быту и любительской практике приводят в действие самые различные механизмы — циркулярную пилу, электрорубанок, вентилятор, сверлильный станок, насос. Для питания таких двигателей от однофазной сети применяют различные емкостные или индуктивно-емкостные фазосдвигающие цепи. Неплохо было бы иметь одну такую цепь для всех двигателей, но сделать это не позволяет необходимость изменять параметры ее элементов в зависимости от мощности и схемы соединения обмоток двигателя. Есть другой выход — получить трехфазное напряжение из однофазного с помощью электродвигателя, выполняющего функции генератора.
Известно, что любая электрическая машина обратима. Генератор
может служить двигателем, и наоборот. Ротор обычного асинхронного
электродвигателя после случайного отключения одной из обмоток продолжает
вращаться, причем между выводами отключенной обмотки имеется ЭДС. Это явление
подтолкнуло к мысли использовать трехфазный асинхронный электродвигатель для
преобразования однофазного напряжения в трехфазное.
Под
действием магнитного поля статора в короткозамкнутой обмотке ротора асинхронного
двигателя протекают токи, превращающие ротор в электромагнит с явно выраженными
полюсами, индуктирующий напряжение синусоидальной формы в обмотках статора, в
том числе не подключенных к сети.
Сдвиг фаз между синусоидами в
разных обмотках зависит только от расположения последних на статоре и в
трехфазном двигателе в точности равен 120 град. Основное условие превращения
асинхронного электродвигателя в преобразователь числа фаз — вращающийся ротор.
Поэтому его следует предварительно раскрутить, например, с помощью обычного
фазосдвигающего конденсатора, емкость которого рассчитывают по формуле
С=К*Iф/Uc. где К=2800 если обмотки двигателя соединены звездой, или 4800, если —
треугольником, Iф — номинальный фазный ток электродвигателя, A, U — напряжение
однофазной сети. В Можно применять конденсаторы МБГО, МБГП. МБГТ К42-4 на
рабочее напряжение не менее 600 В или МБГЧ. К42-19 на напряжение не менее 250 В
Конденсатор нужен только для пуска двигателя-генератора затем его цепь разрывают
причем ротор продолжает вращаться Поэтому емкость фазосдвигающего конденсатора
не влияет на качество генерируемого трехфазного напряжения. К обмоткам статора
можно подключить трехфазную нагрузку. Если ее нет энергия питающей сети
расходуется лишь на преодоление трения в подшипниках ротора (не считая обычных
потерь в меди и железе) поэтому КПД преобразователя довольно велик.
В качестве преобразователей числа
фаз было испытано несколько различных электродвигателей. Те из них обмотки
которых соединены звездой с выводом от общей точки (нейтралью) подключали по
схеме показанной на рис.1.
Рис. 1.
В случае соединения обмоток звездой без нейтрали или треугольником применяли схемы показанные соответственно на рис.2 и 3.
Рис. 2.
Рис. 3.
Двигатель | Мощность, кВт | Мин-1 | Схема подклю чения | С1, мкф | U10, В | U20, В | U30, R | U12, В | U13,В | U23, B |
УАД-72 | 0,25 | 2910 | Рис 1 | 38 | 220 | 155 | 148 | 368 | 278 | 245 |
УАД-72 | 0,25 | 2S10 | Рис 3 | 38 | — | — | — | 220 | 205 | 195 |
АОЛ-22-4 | 0,4 | 1400 | Рис 1 | 20 | 220 | 150 | 145 | 38С | 280 | 280 |
А02 | 4 | 2880 | Рис 2 | 39 | 220 | 160 | 160 | 345 | 325 | 290 |
А02 | 4 | 2880 | Рис 3 | 39 | — | — | — | 22С | 210 | 197 |
АОЛ2 | 3 | 2880 | Рис 1 | 20 | 220 | 160 | 155 | 35С | 325 | 290 |
Пониженная номинальная частота вращения
двигателя АОЛ-22-4 указывает на его четырехполюсное исполнение (другие двигатели
— двухполюсные). Тем не менее он успешно работает в качестве
преобразователя.
К двигателю АОЛ2 в качестве нагрузки
подключали различные трехфазные электродвигатели двух- и четырехполюсного
исполнения с обмотками, соединенными как звездой, так и треугольником.
—
АОЛ-011-2 мощностью 80 Вт (привод точильного камня)
— УАД-32Ф мощностью 120
Вт (привод вентилятора)
— А08 мощностью 1 5 кВт (привод деревообрабатывающего
станка)
Под нагрузкой фазные и линейные напряжения
изменялись на 2-5 %, сдвиг фаз между ними — на 5-6 град.
ЛИТЕРАТУРА
1 Бирюков С. Три фазы — без потери мощности — Радио 2000 № 7 с 37—39
2 Белопольский И. И. Источники питания радиоустроиств —М Энергия 1971
3 Карвовский Г.А., Окороков С. П. Справочник по асинхронным двигателям и пускорегулирующеи аппаратуре — М Энергия 1969
"Радио" №1, 2002г.
Содержание | © Каталог радиолюбительских схем
Все права защищены. Радиолюбительская страница.
Пишите нам. E-mail: irls@yandex.ru или irlks@mail.ru.
|
Я радиолюбитель |