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:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Случайная новость из Архива Компьютерный корпус с пылесосом 27.10.2013 Компания S2 Innovation Co. Ltd. объявила о выпуске уникального в своём роде компьютерного корпуса AXIOM Pro в форм-факторе Mid Tower. По заявлениям разработчиков, эта модель является первым в мире продуктом такого рода, в котором применена трёхуровневая система очистки от пыли S-Filter с центрифугой-пылеулавливателем Cyclone Dust Collector и съёмным пылесборником Dust-box. Новинка предлагается в чёрном исполнении снаружи и внутри, обладает габаритами 546 х 490 х 193 мм и весит 7,2 кг. Опционально она может комплектоваться набором LED Window Kit с большим прозрачным боковым окном и трёхцветной светодиодной подсветкой (реализована возможность изменения уровня яркости или полного отключения). Изделие совместимо с материнскими платами стандартов ATX и Micro-ATX, видеокартами длиной до 370 мм и CPU-кулером высотой до 162 мм. На задней стенке предусмотрено семь слотов расширения. Корпус оборудован одним 5,25-дюймовым отсеком, оригинальными по конструкции внутренними посадочными местами для установки до четырёх 3,5-дюймовых винчестеров либо до восьми 2,5-дюймовых накопителей, а также расположенной на верхней крышке док-станцией D-Pot для подключения одного 3,5/2,5-дюймового HDD или SSD. Ещё в арсенале есть встроенный усилитель наушников и интегрированный контроллер для управления скоростью вращения находящихся внутри трёх 120-миллиметровых вентиляторов (двух спереди и одного сзади). Набор выведенных наружу интерфейсов состоит из двух портов USB 3.0, дуэта портов USB 2.0 и пары стандартных аудиоразъёмов.

Другие интересные новости:

▪ Парниковый эффект - в парники

▪ Ветроэлектростанции могут работать на Марсе

▪ Лазерный глюкометр

▪ Планшет Hyundai A7 за $80: 1,5 ГГц, Android 4.0

▪ Тепловые волны участились и удлинились

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Регуляторы мощности, термометры, термостабилизаторы. Подборка статей

▪ статья Живая дробь. Крылатое выражение

▪ статья Какой художник был самым плодовитым? Подробный ответ

▪ статья Свидина кроваво-красная. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Что же зря-то шумите на до мною, березы? Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Невероятное угадывание карты. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025