Электродвигатель - преобразователь однофазного напряжения в трехфазное. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Электродвигатели

 Комментарии к статье

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 фазосдвигающе-го конденсатора, емкость которого рассчитывают по формуле С=К-1ф/Uс, где К=2800, если обмотки двигателя соединены звездой, или 4800, если - треугольником; Iф - номинальный фазный ток электродвигателя, A; Uc - 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.

В случае соединения обмоток звездой без нейтрали или треугольником применяли схемы, показанные соответственно на рис. 2 и 3.

Во всех случаях двигатель запускали, нажав на кнопку SB1 и удерживая ее в течение 1...5 с, пока частота вращения ротора не достигнет номинальной. Затем замыкали выключатель SA1, а кнопку отпускали. Результаты испытаний приведены в таблице. Индексы в обозначениях напряжений соответствуют номерам контактов розетки Х2 (см. рис. 1 - 3), между которыми их измеряли.

Скорость вращения ротора двигателя-генератора мало зависит от напряжения питающей однофазной сети. Генерируемые напряжения пропорциональны сетевому, но заметно меньше его, что обусловлено потерями энергии на намагничивание и создание вращающего момента, компенсирующего механические потери в подшипниках.

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 радиоустройств. - М.: Энергия, 1971.
3. Карвовский Г.А., Окороков С. П. Справочник по асинхронным двигателям и пускорегулирующей аппаратуре. - М.: Энергия, 1969.

Автор: В.Клейменов

Попробуем, имея однофазное переменное напряжение, получить две недостающие фазы. Возьмем обычный трехфазный асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором, у которого так же, как и у генератора, имеются ротор и три статорные обмотки, сдвинутые в пространстве на угол 120 град. Подадим на одну из обмоток однофазное напряжение. Ротор двигателя не сможет самостоятельно начать вращение. Ему необходимо каким-либо способом дать начальный толчок. Далее он будет вращаться за счет взаимодействия с магнитным полем одной обмотки статора. Магнитный поток вращающегося ротора наведет ЭДС индукции в двух других статорных обмотках, т. е. недостающие фазы будут восстановлены.

Ротор можно заставить вращаться каким угодно способом, даже старым "дедовским", с помощью веревки, намотанной на вал. Автор использовал для этого широко распространенное устройство с пусковым конденсатором. Кстати, его емкость не обязательно должна быть большой, так как ротор асинхронного преобразователя приводится в движение без механической нагрузки на валу.

Один из недостатков такого преобразователя - неодинаковые фазные напряжения (см. таблицу в предыдущей статье - ред.), что приводит к снижению КПД самого преобразователя и двигателя-нагрузки. Если дополнить устройство автотрансформатором соответствующей мощности, включив его, как показано на рисунке, можно добиться приблизительного равенства фазных напряжений, переключая отводы. В качестве магнитопровода автотрансформатора был использован статор неисправного электродвигателя мощностью 17 кВт. Обмотка - 400 витков эмалированного провода сечением 4...6 мм2 с отводами после каждых 40 витков.

В заключение несколько практических советов. В качестве электродвигателей-преобразователей лучше использовать "тихоходные" двигатели (1000 мин-1 и меньше). Они очень легко запускаются, отношение пускового тока к рабочему у них гораздо меньше, чем у двигателей с частотой вращения 3000 мин-1, а следовательно, "мягче" нагрузка на сеть. Мощность двигателя, используемого в качестве преобразователя, должна быть больше, чем подключаемого к нему электропривода. Например, если преобразователем служит двигатель на 4 кВт, мощность нагрузки не должна превышать 3 кВт. Первым всегда следует запускать преобразователь, а затем подключать к нему потребители трехфазного тока. Выключают установку в обратной последовательности.

Преобразователь мощностью 4 кВт, изготовленный автором, используется в его личном хозяйстве уже несколько лет. От него работают пилорама, крупорушка, точильный станок.

Автор: С.Гуров

Смотрите другие статьи раздела Электродвигатели.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Открыт обращаемый драйвер старения 04.10.2025

Недавняя работа ученых из Сямэньского университета в Китае показала, что в гипоталамусе, главном регуляторе внутренних функций организма, кроется один из ключей к продлению молодости. Команда под руководством Лиге Ленга обнаружила, что снижение уровня белка менина в гипоталамусе связано с ускорением процессов старения. Менин, как выяснилось, играет важную роль в предотвращении воспаления и поддержании нормальной работы нейронов. Когда его уровень снижается, в мозге возрастает активность воспалительных сигналов, что запускает цепную реакцию возрастных изменений во всем организме - от ослабления когнитивных функций до потери плотности костей и истончения кожи. Чтобы понять, как именно менин влияет на старение, ученые вывели генномодифицированных мышей, у которых этот белок можно было выборочно отключить. Даже у молодых животных такое вмешательство быстро привело к ухудшению памяти, снижению прочности костей и эластичности кожи, а также к укорочению жизни. Эти результаты убедительно ...>>

Твердотельные батареи Panasonic 04.10.2025

Твердотельные аккумуляторы считаются следующим шагом в эволюции энергосистем: в отличие от традиционных литиево-ионных, они не содержат жидкого электролита, что существенно снижает риск возгорания и утечки. Именно на это делает ставку Panasonic, намереваясь завершить подготовку первых образцов к марту 2027 года, то есть к концу 2027 финансового года. Как сообщил технический директор подразделения Panasonic Energy Сеичиро Ватанабе, после выпуска опытных моделей клиенты проведут тесты, которые могут занять около двух лет, прежде чем начнется полноценное серийное производство. Хотя основным направлением для компании по-прежнему остаются литиево-ионные аккумуляторы, Panasonic стремится использовать свой опыт в сфере электромобильных технологий, чтобы выйти на новые рынки - прежде всего в области роботов и промышленных систем. На этом направлении японская корпорация намерена соперничать с такими компаниями, как TDK, уже закрепившимися в сегменте твердотельных решений. Интерес к новой ...>>

Кислотность океана разрушает зубы акул 03.10.2025

Мировые океаны выполняют важнейшую функцию - они поглощают около трети углекислого газа, выбрасываемого в атмосферу. Это помогает замедлять темпы глобального потепления, но имеет и обратную сторону. Растворяясь в воде, CO2 образует угольную кислоту, которая повышает концентрацию водородных ионов и приводит к снижению pH. Вода становится более кислой, а последствия этого процесса уже заметны для морских экосистем. Средний показатель кислотности океана сейчас равен примерно 8,1, тогда как еще недавно за условную норму брали значение 8,2. По прогнозам, к 2300 году уровень может упасть до 7,3 - это сделает океан почти в десять раз кислее нынешнего состояния. Для обитателей морей подобные изменения означают не просто сдвиг химического равновесия, а реальную угрозу физиологическим процессам, начиная от формирования раковин у моллюсков и заканчивая охотничьим поведением акул. Чтобы выяснить, как именно кислотная среда отражается на зубах акул, группа немецких исследователей провела эксп ...>>

Случайная новость из Архива Робот-сборщик Sparrow 14.11.2022 Компания Amazon представила умного робота-сборщика, призванного осуществить революцию в складском рабочем пространстве. Новинка использует ИИ для распознавания объектов на складе, их сортировки и обработки. Sparrow может похвастать компьютерным зрением, которое позволяет ему анализировать находящуюся на складе продукцию. Наличие искусственного интеллекта обеспечивает выполнение различных манипуляций с товарами. Один роботизированный механизм способен заменить сразу несколько человек. При этом техника безопасности в местах совместной работы людей и роботов соблюдается далеко не всегда. По подсчетам специалистов Центра журналистских расследований, в предшествующую коронавирусной истерии трехлетку (2016-19 гг.), показатель травм на автоматизированных предприятиях Amazon на 50% превышал аналогичный показатель в цехах с использованием исключительно людского труда. После публикации соответствующего отчета в Amazon наведались представители федерального Управления охраны труда с комплексной проверкой. Появление робота Sparrow приблизит гиганта интернет-продаж к анонсированной ранее "полной автоматизации" рабочего пространства и избавит от забастовок и стачек персонала.

Другие интересные новости:

▪ Твердотельные накопители Toshiba HK3E2

▪ Школьники Екатеринбурга оплачивают обед прикосновением пальца

▪ Картофельная батарейка

▪ Двигатель на сухом льде

▪ Система предупреждения сна Sleep Buster

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Устройства защитного отключения. Подборка статей

▪ статья Аль-Фараби. Знаменитые афоризмы

▪ Чем отличался колониальный период в Латинской Америке? Подробный ответ

▪ статья Проведение прогулок, туристских походов, экскурсий, экспедиций. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Мощный ламповый усилитель. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Дружные тузы. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025