ФАЗНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

   Как всем извесно, для подключения трехфазного асинхронного электродвигателя к бытовой (однофазной) сети используют (в основном) схему подключения с фазосдвигающим конденсатором. При таком способе подключения электродвигатель отдает в нагрузку только около 60 процентов своей мощности. Для того чтобы двигатель работал на полную мощность, требуется его подключение к сети 380 Вольт. Как же получить из однофазного напряжения трехфазное? Все очень просто — получить трехфазное напряжение из однофазного можно спомощью электродвигателя, выполняющего функции генератора. Начнем с того,что любая электрическая машина обратима: генератор может служить двигателем и наоборот. Ротор обычного асинхронного электродвигателя после отключения одной из обмоток продолжает вращаться,причем между выводами отключенной обмотки наводится ЭДС. Это явление дает возможность использовать мощный трехфазный асинхронный электродвигатель в качестве преобразователя однофазного напряжения в трехфазное.

трехфазный асинхронный электродвигатель

   Рассмотрим подробнее процессы происходящие в двигателе. Под действием магнитного поля статора в обмотке ротора протекают токи превращающие ротор в электромагнит с явно выраженными полюсами, индуктирующий напряжение синусоидальной формы в обмотках статора, не подключенных к сети. Сдвиг фаз между синусоидами в разных обмотках зависит только от расположения последних на статоре и в трехфазном двигателе равен 120 градусам. Основное условие превращения асинхронного электродвигателя в преобразователь фаз — вращающийся ротор. Поэтому его следует предварительно раскрутить при помощи фазосдвигающего конденсатора. О том как подобрать (расчитать) конденсатор и какие элементы использовать для коммутации цепей таких устройств мы рассказывали в предидущей статье. Еще раз напоминаем,что конденсатор нужен только для запуска двигателя — генератора и после раскрутки ротора цепь конденсатора разрывают, а ротор продолжает вращаться. Емкость фазосдвигающего конденсатора можно даже немного уменьшить, так как двигатель — генератор не несет никакой нагрузки в момент запуска. К обмоткам статора подключают трехфазную нагрузку. Теперь рассмотрим практические схемы преобразователей. В качестве фазных преобразователей автором схем В. Клейменовым было испытано несколько моделей двигателей.

практические схемы преобразователей фаз

   У первой схемы помимо трех фазных выходов выведена еще и нейтраль (от общей точки). О том как выполнить соединение общей точки с дополнительным проводником мы рассказывали в прошлой статье. Вторая схема преобразователя без нейтрали.

практические схемы фазных преобразователей без нейтрали

   И наконец схема подключения «треугольник».

схема подключения фаз "треугольник"

   Во всех случаях двигатель запускают нажав на кнопку SB1 и удерживают ее до тех пор, пока частота вращения ротора генератора не достигнет номинальной. Затем замыкают выключатель SA1 а кнопку отпускают. Испытания всех трех способов включения электродвигателей,в качестве преобразователей фаз, показали удовлетворительные результаты. Один из недостатков таких преобразователей — неодинаковые фазные напряжения на выходе, что приводит к снижению КПД самого преобразователя и двигателя нагрузки. Чтобы исключить данную проблему, другой автор С.Гуров, предложил дополнить схему автотрансформатором.

схема фазного преобразователя автотрансформатором

   В данном случае можно добиться примерного равенства фазных напряжений на выходе преобразователя посредством переключения отводов автотрансформатора. В качестве магнитопровода трансформатора автор использовал статор от неисправного электродвигателя мощностью 17кВт. Обмотка состоит из 400 витков провода сечением 4-6 квадратных миллиметров с отводами от каждых 40 витков. В качестве сердечника также можно использовать железо от старого сварочного трансформатора — нужно будет только произвести необходимые расчеты по количеству витков. В качестве электродвигателей преобразователей лучше использовать тихоходные двигатели (до 1000 оборотов в минуту). Мощность двигателя, используемого в качестве преобразователя фаз, должна быть больше мощности электропривода, который будет подключаться к выходу этого устройства. Порядок включения устройств такой. Сначала запускают преобразователь (до полной его «раскрутки» и выхода на рабочий режим). Затем подключают к нему нагрузку (потребитель) трехфазного тока. Выключают установку в обратной последовательности. Напоследок следует напомнить — все электромонтажные работы, настройки и испытания следует проводить только с соблюдением всех правил безопасности при работе с высоковольтными электрическими машинами! Автор: Элетродыч.

Оставьте комментарий