Трифазен двигател в еднофазна мрежа

Трифазни двигатели са необходими за различни домашно приготвени продукти: циркуляри, дървообработващи, заточващи и пробивни машини. Проблеми с него могат да възникнат, ако мрежата е еднофазна. В този случай има няколко начина за свързване на двигателя към мрежата.

Метод 1. Свързване на третата намотка през кондензатор с фазово изместване

Сред различните начини за стартиране на трифазни двигатели в еднофазни мрежи, най-простият и ефективен е свързването на третата намотка през фазово-изместващ кондензатор. Като се има предвид, че кондензаторът измества фазата на третата намотка с 90 ° C, а между първата и втората фаза, изместването е незначително, електродвигателят губи мощност с около 40 ... 50% при включване на намотките според схемата на триъгълника.

За да започне нормална работа на електродвигател с кондензатор, капацитетът на кондензатора трябва да се промени в зависимост от броя на оборотите. На практика това условие е трудно да се изпълни, двигателят обикновено се управлява на два етапа: първо, той се включва със стартов кондензатор (поради високи пускови токове), а след ускорението се изключва, оставяйки само работещ ( Фиг. 1).

Когато натиснете бутона SB1 (можете да използвате бутона от пералнята - стартера PNVS-10 UHL2), електродвигателят M започва да се ускорява и когато набере скорост, бутонът се освобождава. SB1.2 се отваря, докато SB1.1 и SB1.3 остават затворени. Те се отварят, за да спрат двигателя. Ако SB 1.2 в бутона не се откачи, поставете шайба под него, така че да се свали. При свързване на намотките на двигателя съгласно схемата "триъгълник", капацитетът на работния кондензатор C2 се определя по формулата:

C2 = 4800 I/U
където I е токът, консумиран от двигателя, A;
U - мрежово напрежение, V.
Консумираният от електродвигателя ток може да бъде измерен с амперметър или изчислен по формулата:

където Р - мощност на двигателя, W;
U - мрежово напрежение, V;
n - ефективност;
cosψ е коефициентът на мощност. Капацитетът на стартовия кондензатор С1 се избира 2 ... 2,5 пъти повече от работния с тежък товар на вала и техните допустими напрежения трябва да надвишават 1,5 пъти мрежовото напрежение. Най-добре е да използвате кондензатори от марката MGBO, MBGP, MBGCH с работещнапрежение 500 V и повече. Стартовите кондензатори трябва да бъдат шунтирани с резистор R1 с съпротивление 200 ... 500 kOhm, през който оставащият електрически заряд "тече".

Реверсирането на електродвигателя се извършва чрез превключване на фазата на неговата намотка с превключвател SA1 (фиг. 1) тип TV1 ... 4 и др.

Когато работи в режим на празен ход, през намотката, подавана през кондензаторите, протича ток, pa 20 ... 40% надвишаващ мемориала. Следователно, ако електродвигателят често ще се използва в режим на ненатоварване или на празен ход, капацитетът на кондензатора С2 трябва да бъде намален. Например, за да включите двигател с мощност 1,5 kW, можете да използвате кондензатор от 100 μF като работещ кондензатор и стартов - 60 μF. Стойностите на капацитета на работния и стартовия кондензатори в зависимост от мощността на двигателя са дадени в таблицата.

Метод 2. Стартиране на двигателя с помощта на оксидни кондензатори

Ако не е възможно да закупите хартиени кондензатори, можете да използвате оксидни (електролитни) кондензатори като стартови. “Фигура 2 показва диаграма за замяна на хартиени кондензатори с електролитни. Положителната половин вълна на променливия ток преминава през веригата VD1C1, а отрицателната половина преминава през VD2C2, така че електролитите могат да се използват с по-ниско напрежение, отколкото при конвенционалните хартиени кондензатори. Така че, ако за хартиени кондензатори се изисква напрежение от 400 V и по-високо, тогава 300 ... 350 V е достатъчно за електролита, тъй като той преминава само една полувълна от променливия ток и следователно само половината от тока към него се прилага напрежение, а за надеждност трябва да издържа на амплитудното еднофазно напрежение, т.е. приблизително 300 V. Тяхното изчисление е подобно на това на хартия.

Схемата за включване на такъв двигател с помощта на електролитни кондензатори е показана на фиг. Най-лесно е да се избере необходимата стойност на капацитета на хартиени и оксидни кондензатори чрез измерване, токът в точки a, b, c - токовете трябва да бъдат равни при оптималното натоварване на вала на двигателя. Диодите VD1, VD2 се избират с обратно напрежение най-малко 300 V и 1 pr. макс. = 10А. При по-голяма мощност на двигателя диодите се монтират на радиаторите, два в рамото, в противен случай може да възникне повреда на диодите и през оксидния кондензатор ще протече променлив ток, в резултат на което след известно време електролитът може да се нагрее и да се спука. Нежелателно е да се използват електролитни кондензатори като работници, тъй като продължителното протичане на силни токове през тях води до тяхното нагряване и експлозия. Най-добре се използват като стартери.

Метод 3. Свързване на стартови кондензатори с помощта на токово реле

Ако се използва трифазен електродвигател с динамични (големи) натоварвания на вала, можете да използвате схемата за свързване на стартовия кондензатор с помощта на текущо реле, което ви позволява автоматично да свързвате и изключвате стартовите кондензатори по време на големи натоварвания на вал (фиг. 3).

Когато намотките са свързани съгласно схемата, показана на фиг. 4, мощността на електродвигателя е 75% от номиналната мощност в трифазен режим, т.е. загубите са около 25%, тъй като намотките A и B се включват в антифаза при пълно напрежение 220 V и напрежението на въртене се определя чрез включване на намотката C. Фазирането на намотките е показано с точки.

Метод 4. Резисторно-индуктивно-капацитивни мрежови преобразуватели

По-практични и удобни при работа с такива двигатели са резисторно-индуктивно-капацитивните мрежови преобразуватели с една фаза от 220 V в трифазни, с токове във фази до 4А и изместване на напрежението във фази от около 120 °. Такива устройства са универсални, те са монтирани в твърдаиздърпайте кутията и оставете подсвържете трифазни електродвигатели до 2,5 kW към еднофазна 220 V мрежа без практически загуба на мощност.

Преобразувателят използва дросел с въздушна междина. Устройството за задушаване е показано на фиг. 6. С правилния избор на R, C и съотношението на завоите в участъците на намотката на дросела, такъв преобразувател осигурява нормална продължителна работа на електрическите двигатели, независимо от техните характеристики и степента на натоварване на вала. Вместо индуктивност се дава индуктивно съпротивление XL, тъй като е по-лесно да се измери: намотката на дросела е свързана чрез крайните си клеми чрез амперметър към напрежение 100 ... 220 V с честота 50 Hz паралелно с волтметър. Индуктивното съпротивление (активното може да бъде пренебрегнато) на практика се определя като отношение на напрежението във волта към тока в ампери XL = U/J.

Кондензаторът С1 трябва да издържинапрежение най-малко 250 V, C2 - най-малко 350 V. Ако използвате кондензатори KBG, MBG-4, тогава напрежението съответства на номинала, посочен на маркировката, и кондензаторите MBGP, MBGO, когато са свързани към променлив ток верига, трябва да има приблизително двоен запас на напрежение ... Резисторът R1 трябва да е с номинален ток до 3А, т.е. за мощност от около 700 W (навива се с никел-хромна тел с диаметър 1,3 ... 1,5 mm върху порцеланова тръба с подвижна скоба, която позволява да се получи необходимото съпротивление за различни мощности на двигателя). Резисторът трябва да бъде защитен от прегряване, защитен от други елементи, части под напрежение, от докосване на хора. Металното шаси на шасито трябва да е заземено.

Сечението на магнитната верига на индуктора е S = 16 ... 18cm2, диаметърът на проводника е d = l, 3 ... 1,5 mm, общият брой завъртания е W = 600 ... 700. Формата на магнитната верига и класът на стоманата са всякакви, най-важното е да се осигури въздушна междина (и следователно възможността за промяна на индуктивното съпротивление), която се монтира с винтове (фиг. 6). За да се премахне силното тракане на дросела, между W-около-различните половини на магнитната верига се поставя дървен блок и се затяга с винтове. Като дросел са подходящи силови трансформатори от цветни телевизори с лампи с мощност 270 ... 450 W. Цялата намотка на индуктора е направена под формата на една намотка с три секции и четири извода. Ако използвате сърцевина с постоянна въздушна междина, ще трябва да направите тестова намотка без междинни кранове, да сглобите дросел с приблизителна междина, да го включите и да измерите XL. След това, за да съобразите получената стойност с необходимата. XL трябва да се пренавие или да се навие на няколко завъртания. След като разберете необходимия брой завъртания, навийте необходимата намотка, разделяйки рамката на секции в съотношение W1: W2: W3 = 1: 1: 2. Така че, ако общият брой завъртания е 600, тогава Wl = W2 = 150 и W3 = 300. За да се увеличи изходната мощност на преобразувателя и едновременно да се избегне дисбаланс на напрежението, е необходимо да се променят стойностите на XL, Rl, Cl, C2, които се изчисляват въз основа на това, че токовете във фази A, B и C трябва да бъдат равни при номиналното натоварване на вала на двигателя. В режимите на подтоварване на двигателя асиметрията на фазовото напрежение не е опасна, ако най-високият от фазовите токове не надвишава номиналния ток на двигателя. Преобразуването на параметрите на преобразувателя в друга мощност се извършва по формулите:

където P е мощността на преобразувателя в киловати, докато номиналната мощност на двигателя е неговата мощност върху вала. Ако ефективността на двигателя е неизвестна, може да се вземе средно 75 ... 80%.