Подключение трехфазных потребителей к однофазной сети. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Электропитание

 Комментарии к статье

В радиолюбительской литературе [1...5] неоднократно поднимался вопрос о подключении трехфазного потребителя к однофазной сети. Авторы статей указывают на недостатки описанных способов:

- потеря 50% мощности от номинальной;

- не все марки электродвигателей хорошо запускаются при питании от однофазной сети;

- необходимость применения двух емкостей (пусковой и рабочей);

- ступенчатая регулировка номинала емкости в разных режимах работы;

- необходимость изменения номинала емкости при изменении нагрузки на валу;

- на холостом ходу по обмотке электродвигателя протекает ток на 40% больше номинального;

- лишние "навороты" для автоматизации отключения пускового конденсатора и при замене бумажных конденсаторов электролитическими.

Предлагаю еще один вариант подключения трехфазных потребителей к однофазной сети.

Если посмотреть па график трехфазного напряжения, видно, что каждая кривая сдвинута относительно другой на 1/3 периода (рис.1).

Рис.1

Частота сети равна 50 Гц, следовательно, период Т равен 20 мс. Отсюда следует, что 1/3 периода составляет 6,666... мс. Пусть Ua на рис.1 - однофазное синусоидальное напряжение 220 В, 50 Гц. Пропустив Ua через схему задержки на 6,666... мс, получим сдвинутое на 1/3 периода напряжение Uв, по амплитуде и частоте равное Ua. "Пропустив" через аналогичную схему задержки напряжение Uв, получим сдвинутое на 1/3 периода относительно напряжения Uв напряжение Uс.

Принципиальная схема такого устройства приведена на рис.2.

Рис.2 (нажмите для увеличения)

Устройство состоит из блока питания и генератора импульсов положительной полярности на трансформаторе Т1. В блок питания входят обмотка II трансформатора Т1, выпрямительный мост VD1 ...VD4 и стабилизатор DA1. Генератор импульсов собран на обмотке III трансформатора Т1, резисторе R1 и выпрямителе на диодах VD5, VD6. Стабилитрон VD7 защищает входы элемента DD1.1 от случайного превышения напряжения более 12 В. На элементе DD1.1 собран формирователь прямоугольных импульсов. Можно применить и компаратор, подробно описанный в [6]. На выходе формирователя DD1.1 присутствуют импульсы прямоугольной формы частотой 50 Гц положительной полярности.

Предположим, что это импульсы напряжения Uа (рис.1). Импульсы с выхода "А" элемента DD1.1 подаются на вход схемы задержки, собранной на элементах DD2.1, DD2.2. R2, С3. На выходе элемента DD2.2 появляются импульсы, задержанные на 1/3 периода относительно импульсов "А", т.е. импульсы "В". Импульсы "В" подаются на вход второй схемы задержки на элементах DD2.3, DD2.4, R3, С4, на выходе которой (элемент DD2.4) присутствуют импульсы, соответствующие напряжению Uс на рис.1, сдвинутые на 1/3 периода относительно "Uв". Импульсы "А", "В", "С", сдвинутые друг относительно друга на 6,666... мс, поступают на ключевые каскады VT1, VS 1; VT2, VS2 и VT3, VS3 соответственно. С выходов ключей (симисторов VS1...VS3) импульсное напряжение частотой 50 Гц подается на обмотки трансформаторов Т2...Т4. С выходных обмоток трансформаторов получаем синусоидальные напряжения, сдвинутые на 1/3 периода или на 120° одно относительно другого, т.е. трехфазное напряжение.

Детали и регулировка схемы. Формирователь прямоугольных импульсов можно выполнить по любой из известных схем. Вместо диодов VD1...VD4 можно применить мост КЦ405. Симисторы VS1...VS3 заменяются тиристорами КУ202, т.к. на их входы подается постоянное напряжение. Постоянная времени т RC-цепей R2, С3 и R3, С4 рассчитана по формуле T=1,4RC. Приняв емкость конденсаторов C3, С4 равной 0,01 мкФ, находим сопротивление резисторов R2, R3, которое составляет 476,186 к. При этом постоянная времени т составляет 6,666604 мс, что практически равно сдвигу на 1/3 периода. Для более точной подгонки т RC-цепей резисторы R2, R3 состоят из последовательно соединенных постоянного и подстроечного резисторов общим номиналом около 510 к. Подстроечным резистором подгоняют т RC-цепей, контролируя сдвиг фаз на выходах трансформаторов Т2...Т4 фазометром, так чтобы сдвиг фаз оказался как можно ближе к 120°.

При трансформации трехфазного тока используются либо три однофазных, либо специальные трехфазные трансформаторы с сердечником в форме трех закороченных стержней. Схема соединения отдельных трансформаторов (рис.3) соответствует схеме включения "звезда/звезда". Такое соединение показано на рис.3 [7].

Рис.3

Трансформатор Т 1 (рис.2) - заводской. Напряжения обмоток: II - до 30 В (Umax.вх DA1); III-12 В. Т2...Т4 - повышающие. На вход "+U2" подается штатное напряжение, на которое рассчитаны обмотки Т2...Т4, т.е. 12 В при Uii=12 В, 24 В при Uii=24 В и т.д. Трансформаторы Т2...Т4 - готовые на соответствующие токи и напряжения или самодельные.

Литература

1. Трехфазный электродвигатель в однофазной сети. - Радиолюбитель, 1992, №12, C.20.
2. Смирнов К. О работе трехфазного электродвигателя в однофазной сети. - Радиолюбитель, 1993, №6, С.27.
3. Кухаренко А. Трехфазный двигатель в однофазной сети. - Радиолюбитель, 1996, N2, С.28; 1996, №3, С.27.
4. Новик А. Полярный конденсатор в цепи переменного тока. Радиолюбитель, 1996, №9.  C.17.
5. Еговкин В. Выбор диодов для пусковых оксидных конденсаторов. - Радиолюбитель, 1997, №7, С.12.
6. Ильин А.Г. Стабилизатор переменного напряжения. - Радиолюбитель, 1997, №8,C.25.
7. Воробьев А.В. Электротехника и электрооборудование строительных процессов. - М.: Изд-во "АСВ", 1995.
8. Гинкин Г.Г. Справочник по радиотехнике. - ГЭИ, 1948.

Автор: А.Ильин, г.С.-Петербург; Публикация: Н. Большаков, rf.atnn.ru

Смотрите другие статьи раздела Электропитание.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Случайная новость из Архива Электрический ток из микроволн 13.11.2013 Используя недорогие материалы, настроенные на улавливание микроволновых сигналов, исследователи из Университета Дьюка (США) разработали устройство питания с эффективностью современных солнечных батарей. Беспроводное устройство преобразует микроволны в постоянный ток, которого хватает для того, чтобы перезарядить батарею сотового телефона или небольшого электронного прибора. Устройство работает по аналогичному с солнечными батареями принципу, которые преобразуют световую энергию в электрический ток. Но этот универсальный прибор, как говорят его создатели, можно настроить на сбор сигнала от других источников, в том числе спутниковых сигналов, звуковых сигналов или Wi-Fi-сигналов. Секрет нового устройства - в применении метаматериалов (материалов, свойства которых обусловлены не свойствами составляющих веществ, а искусственно созданной структурой). Метаматериал может улавливать различные формы волновой энергии и превращать ее в полезное электричество. Разработчики устройства использовали серию из пяти стекловолоконных и медных проводников, связанных друг с другом на монтажной панели для преобразования микроволн в 7,3 В электрической энергии. Для сравнения, USB-зарядники для электронных устройств обеспечивают напряжение около 5В. В настоящее время, по словам исследователей, эффективность их прибора на уровне 37%, что сравнимо с эффективностью солнечных батарей. Но подобный преобразователь энергии может использовать для выработки электричества любые частоты радиоволн, а также вибрацию и звуковую энергию. До этого большая часть работ с метаматериалами носила теоретический характер, но теперь ученые из Университета Дьюка доказали, что такой материал может стать полезным для пользовательских устройств. Разработчики предполагают, что покрытие из метаматериала можно прикрепить к потолку комнаты и настроить на улавливание Wi-Fi-сигнала, который в другом случае был бы просто "потерян". При внесении небольших изменений метаматериалы могут быть встроены в мобильные телефоны, что позволит телефону заряжаться по беспроводному каналу. Таким образом, если люди живут в местах, где нет доступа к обычной розетке, телефон можно заряжать от излучения соседних сотовых вышек. Преимущество изобретения ученых из Университета Дьюка - невысокая цена. Кроме того, составные элементы питания автономные, потому, если надо увеличить емкость, можно просто добавить еще несколько элементов. Ученые говорят, что их инновационный преобразователь энергии, который улавливает, например, сигналы от спутников, может питать приборы в удаленном месте, в горах или в пустыне - там, где ведутся исследования и могут требоваться приборы для долгосрочного наблюдения и измерения.

Другие интересные новости:

▪ Телепортационный ретранслятор для квантового интернета

▪ Samsung Galaxy Tab 8.9

▪ Зеленые комплектующие Microsoft

▪ Планшет i beam фирмы NTT DoCoMo управляется взглядом

▪ Пластырь для измерения кровотока без инъекций

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Прошивки. Подборка статей

▪ статья Стереограммы из абстрактного фона. Энциклопедия зрительных иллюзий

▪ статья Как воздушный змей помог Бенджамину Франклину укрепить независимость США? Подробный ответ

▪ статья Щетинник. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Индикатор напряженности поля. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Стабилизатор напряжения на ОУ, 0,2 ампера. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026