Форма входа

Категории раздела

Поиск

Наш опрос

Оцените мой сайт
Всего ответов: 20

Статистика


Онлайн всего: 1
Гостей: 1
Пользователей: 0
Воскресенье, 17.12.2017, 01:27
Приветствую Вас Гость
Главная | Регистрация | Вход
Сакский Спортивный Аэроклуб "Чайка"

Каталог файлов


Главная » Файлы » Мои файлы

Трехфазный преобразователь 220на380 вольт
26.04.2014, 12:18
Взято отсюда: http://cm001.narod.ru/index.html
_________________________________________________________

В настоящее время многих любителей конструирования, владельцев личных подсобных хозяйств интересуют вопросы применения трёхфазных асинхронных двигателей в однофазной сети. Асинхронные двигатели конструктивно очень просты и неприхотливы в эксплуатации, что и обеспечивает их наибольшее распространение среди потребителей. Вместе с тем, эксплуатация трёхфазных двигателей в однофазной сети связана с рядом трудностей. Как известно из курса электротехники, трёхфазный переменный электрический ток порождает вращающееся магнитное поле, которое создаёт вращающий момент на валу электродвигателя. Однофазный ток создаёт пульсирующее поле, не способное привести ротор двигателя во вращение - такой ток необходимо преобразовать в многофазный и только потом подавать на электродвигатель. На сегодня известно большое количество способов преобразования однофазного тока в многофазный, но все они, как правило, имеют ряд недостатков:

1. трудно получить "чистый" трёхфазный ток (добиться разности фаз 120° между фазами).
    В большинстве случаев получают двухфазный ток с разностью фаз Δφ=90°.
    Эксплуатация на таком токе ведет к значительной потере мощности электродвигателя.
    Теоретически, такие потери составляют 30-40%, в реальности - значительно больше
    (50-60%). Например, от трёхфазного электродвигателя мощностью 2 кВт в однофазной
    сети может остаться 800 Вт;
2. преобразователи однофазного тока не обладают универсальностью. Они создаются под
    конкретный электродвигатель, имеют ограничения по мощности и т. д. Вместе с тем,
    существуют определённые типы трёхфазных электродвигателей, которые не
    запускаются в однофазной сети всеми известными методами (см. Адаменко А.и д.р.
    Однофазные конденсаторные электродвигатели. Сб. "В помощь радиолюбителю", 1975,
    № 49, с.69-77);
3. наличие реактивных элементов (как правило, конденсаторов) для пуска и работы
    электродвигателя создает целый ряд эксплуатационных неудобств, делает конструкцию
    громоздкой и не всегда безопасной в быту и т.д.

Предлагаемый универсальный преобразователь однофазного тока в трёхфазный, построенный на базе обычного трёхфазного электромотора, полностью лишён этих недостатков:

1. способен вырабатывать "полноценный" трёхфазный ток, в т.ч. напряжением 380 В;
2. нет потерь в мощности двигателя;
3. пригоден для любого типа электродвигателей и любой мощности (мощность ограничена
    возможностями электросети в пределах 7 кВт);
4. конструктивно очень прост. Человек, владеющий навыками электротехники в объёме
    средней школы, сделает его в течение 1-2 часов. Для его построения требуется
    трёхфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором мощностью 3-4 кВт,
    один конденсатор ёмкостью 40-60 мкФ и набор монтажного провода. Трёхфазный
    двигатель никакой переделки не требует.
5. собственное потребление энергии минимально. Преобразователь автора этой статьи
    мощностью 4 кВт потребляет на холостом ходу примерно 200 Вт.

Рассмотрим основные принципы, положенные в основу работы преобразователя. Для этого вспомним устройство и работу синхронного генератора трёхфазного тока. Он состоит из ротора и статора. Три статорных обмотки сдвинуты в пространстве на угол 120°. С помощью внешнего источника энергии ротор генератора приводится во вращение, и его изменяющийся магнитный поток наводит в обмотках статора ЭДС индукции. Если обмотки статора соединить с потребителем, в цепи появится трёхфазный электрический ток. Для получения однофазного тока используют выводы от одной статорной обмотки трёхфазного генератора. Такой ток, чаще всего, используют для бытовых нужд и личного потребления.
   Попробуем теперь, имея одну фазу, восстановить оставшиеся две. Возьмём обычный трехфазный асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором. У него также имеются ротор и три статорные обмотки, сдвинутые в пространстве на угол 120°. Подадим на одну из обмоток однофазный ток. По указанным выше причинам, ротор такого двигателя не сможет сам начать вращение. Но, если посторонней силой, сообщить ему первоначальный вращающийся момент, то он будет вращаться дальше за счёт переменного однофазного напряжения в одной обмотке. (Строгое научное объяснение этого факта я опускаю, т.к. оно широко известно из курса электротехники). Вращающийся ротор своим магнитным потоком навёдет ЭДС индукции в двух других статорных обмотках, т.е. восстановит недостающие две фазы. Таким образом, мы получим что-то вроде вращающегося трёхфазного трансформатора. Одна из обмоток двигателя, на которую подаётся переменный однофазный ток из сети, становится возбуждающей обмоткой, формирующей магнитное поле вращающегося ротора, а он, в свою очередь, возбуждает переменное напряжение в оставшихся обмотках.
   Полученное напряжение будет трёхфазным, т.к. это обусловлено самой конструкцией электродвигателя. Напряжение на двух оставшихся обмотках будет несколько меньше напряжения на возбуждающей обмотке (за счёт потерь при преобразовании). Эта разница составляет, примерно 10-15 В и определяется конструктивными особенностями электродвигателя. Блок-схема универсального преобразователя показана на рис.1

Рис.1 Блок-схема универсального преобразователя.

Как заставить ротор преобразователя вращаться от однофазного напряжения? Таких способов существует несколько. Я рекомендую использовать широко распространённую схему с пусковым конденсатором (см. рис.2).

Рис.2 Схема универсального преобразователя.

   Ёмкость конденсатора Сп может быть небольшой, т.к. ротор асинхронного преобразователя приводится во вращение без механической нагрузки на валу. Для преобразователя, построенного на базе асинхронного электродвигателя мощностью 4 кВт (авторский вариант) достаточно конденсатора Сп=60 мкФ. Эксперименты, проведённые с таким преобразователем, дали хорошие результаты, но, вместе с тем, были выявлены некоторые недостатки:

1. напряжение 380 В является очень опасным для жизни человека. Чтобы снизить
    вероятность ЧП, в быту, желательно, использовать линейное напряжение 220 В;
2. собственное потребление электроэнергии преобразователем было значительным.
    Это снижало КПД устройства, особенно в режиме "холостого хода".

   Дальнейшая модернизация конструкции позволила избавиться от этих недостатков. Так, в качестве преобразователя автор применял асинхронный 4-киловаттный электродвигатель с 6-полюсной статорной обмоткой (т.н. "тысячник "). Его обмотки включены "звездой" и рассчитаны на линейное напряжение 380 В. Я же подключал их к 220 В (т.е. между "фазой" и "нулём" двигателя было 127 В). Такое подключение показано на рис.3.

Рис.3 Схема преобразователя на "трёхфазное" линейное напряжение 220 В.

   Обычно, пусковой конденсатор Сп отключается после того, как преобразователь начнёт работать, но можно и не отключать, т.к. его влияние на работу устройства, в целом, минимально. Легко заметить, что в данном случае получилась "несимметричная звезда" Преобразователь вырабатывает: "фаза" + "фаза" + "ноль". Я такой ток называю "квазитрёхфазный" т.е. "похожий на трёхфазный ток" (см. рис.4).

Рис.4 Векторные диаграммы напряжений вырабатываемые преобразователем.

И, действительно, достоинств у него оказалось не меньше, чем у обычного трёхфазного тока. Он также порождает вращающееся магнитное поле. А, т.к. "рождён" он трёхфазным асинхронным двигателем, то идеально подходит в качестве рабочего тока для трёхфазных асинхронных двигателей. Кроме всего прочего, удалось снизить линейное напряжение до 220 В, а также собственное энергопотребление довести до 200 Вт. Все потребители, подключаемые к такому преобразователю, можно включать как "звездой", так и "треугольником" рис.5.

Рис.5 Подключение потребителей к преобразователю.

С целью повышения эффективности отдачи преобразователя, можно дополнить его автотрансформатором соответствующей мощности, который включается после преобразователя в одну из фаз. Если у автотрансформатора сделать несколько отводов, то напряжение на какой-либо фазе можно менять, а, стало быть, регулировать мощность подключаемых к преобразователю электромоторов, что хорошо экономит электроэнергию. Например, установленный на крупорушке однокиловаттный трёхфазный электродвигатель, я использую на полную мощность только при помоле твёрдых семян (кукурузы и гороха), а для помола ячменя и пшеницы достаточно 400-500 Вт. Автотрансформатор торроидального типа мощностью ≈5 кВт на статорном железе от сгоревшего электродвигателя мощностью 10 кВт. Обмотка автотрансформатора содержит около 300 витков провода ПЭТВ Ø 2,12 мм с 10 отводами (после каждых 30 витков – отвод). При необходимости, количество витков автотрансформатора можно уточнить по формуле:
W=220·45/S
где S=а×в, (S, см2). (см рис.6).

Рис.6 Магнитопровод.

Чтобы извлечь магнитопровод из корпуса статора, его надо разбить и удалить сгоревшую обмотку. Получится чистый магнитопровод. Его обматывают куском ткани (мешковиной), пропитанной эпоксидным клеем или лаком. Когда клей высохнет, можно наматывать обмотку автотрансформатора. Её мотают в несколько слоёв, равномерно распределяя по всему магнитопроводу. Верхний слой также покрывается тканью, пропитанной слоем эпоксидной смолы. Такая технология обеспечивает надёжную защиту от влаги и достаточную механическую прочность. Конечная схема преобразователя выглядит следующим образом (рис.7).

Рис.7 Схема преобразователя с автотрансформатором.

Хочу добавить, что мой преобразователь используется в личном хозяйстве около 12 лет. От него работают трёхфазные потребители:
      – электропилорама, мощностью 2,8 кВт;
      – крупорушка, мощностью 1 кВт;
      – электроточило, мощностью 400 Вт.
Такой же преобразователь я помог сделать своему коллеге по работе. У него безупречно функционируют трёхфазные:
      – электрический бур, мощностью 1 кВт;
      – малогабаритная бетономешалка, мощностью 500 Вт;
      – крупорушка, мощностью 1,2 кВт;
      – электрофуганок, мощностью 0,6 кВт.
   Разумеется, трёхфазные электродвигатели от однофазной сети будут потреблять при работе через преобразователь ровно столько энергии, сколько написано в их паспорте (закон сохранения энергии не обманешь!).
   В заключение хочу дать несколько практических советов для тех, кто захочет повторить конструкцию преобразователя (и навсегда забыть обо всех проблемах, связанных с эксплуатацией трёхфазных электродвигателей в однофазных сетях):

1. Мощность электродвигателя, используемого в качестве преобразователя, должна быть
    больше мощности подключаемого к нему электропривода. Например, если в
    преобразователе используется электродвигатель мощностью 4 кВт, то мощность
    подключаемых электродвигателей должна быть меньше или равной 3 кВт;
2. Практика показала, что преобразователь мощностью 4 кВт может решить все
    "проблемы" личного хозяйства. К тому же нагрузка на сеть в пределах 2-3 кВт
    является вполне приемлемой;
3. Ток, потребляемый преобразователем в рабочем режиме не должен превышать
    значений паспортного тока для данного типа электродвигателей (в противном случае
    преобразователь может сгореть);
4. В качестве электродвигателей-преобразователей лучше использовать "тихоходные"
    электромоторы (синхронная частота вращения 1000 об/мин и меньше). Они очень
    легко запускаются, и кратность пускового тока к рабочему у них, как правило, меньше,
    чем у высокооборотных, а стало быть "мягче" нагрузка на сеть.
5. Порядок работы с преобразователем должен быть такой: первым запускается
    преобразователь, затем потребители трёхфазного тока. Выключение осуществляется
    в обратной последовательности.

В качестве пускового конденсатора Сп можно применять конденсаторы типа МБГО, МБГП, МБГТ, К-42-4 и др. на рабочее напряжение не менее 600 В. Применять электролитические конденсаторы не желательно. Ёмкость пускового конденсатора Сп определяется мощностью преобразователя. Для 4-киловаттных преобразователей она примерно равна 60-80 мкФ Её подбирают экспериментально, начиная с верхней границы:
Сп=2800·Iф/Uс,
где Iф–номинальный фазный ток преобразователя, А,
Uс–напряжение однофазной сети, В.
___

 Литература:
1. Прищеп Л. Г. Учебник сельского электрика. М.: Агропромиздат, 1986.
2. Бирюков С. Три фазы - без потери мощности.- Радио, 2000, № 7, с. 37–39
3. Адаменко А. и д.р. Однофазные конденсаторные электродвигатели. Сборник "В помощь радиолюбителю", 1975, № 49, с.69–77.
4. В. Клейменов. Электродвигатель - преобразователь однофазного напряжения в трехфазное. Радио, 2002, № 1, с.28.
5. Гуров С. Трехфазное напряжение - это очень просто.- Радио, 2002, № 1, с.29
________________________________________________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________________________________________

И еще один текст от сюда: http://radio.cybernet.name/

Электрооборудование - Электродвигатель - преобразователь трехфазного напряжения из однофазного

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 фазосдвигающего конденсатора, емкость которого рассчитывают по формуле С=К*Iф/Uc. где К=2800 если обмотки двигателя соединены звездой, или 4800, если — треугольником, Iф — номинальный фазный ток электродвигателя, A, U — 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 - 5с, пока частота вращения ротора не достигнет номинальной. Затем замыкали выключатель SA1 а кнопка 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.

Двигатель         Мощность, кВт     Мин-1      Схема подключения    С1, мкф   U10,В   U20,В    U30,В   U12,В    U13,В   U23,B
УАД-72                      0,25             2910               Рис 1                     38       220      155        148      368        278       245
УАД-72                      0,25             2910               Рис 3                     38        —        —          —       220        205       195
АОЛ-22-4                   0,4              1400                Рис 1                    20        220      150        145      380       280        280
А02                            4                2880               Рис 2                     39       220      160         160      345       325       290
А02                            4                2880               Рис 3                     39        —        —          —        220       210       197
АОЛ2                         3                2880               Рис 1                     20       220       160        155      350       325        290

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.
« Последнее редактирование: 14 Июнь 2012, 10:24:48 от ja)d. »

Взято отсюда: http://cm001.narod.ru/index.html
_________________________________________________________

В настоящее время многих любителей конструирования, владельцев личных подсобных хозяйств интересуют вопросы применения трёхфазных асинхронных двигателей в однофазной сети. Асинхронные двигатели конструктивно очень просты и неприхотливы в эксплуатации, что и обеспечивает их наибольшее распространение среди потребителей. Вместе с тем, эксплуатация трёхфазных двигателей в однофазной сети связана с рядом трудностей. Как известно из курса электротехники, трёхфазный переменный электрический ток порождает вращающееся магнитное поле, которое создаёт вращающий момент на валу электродвигателя. Однофазный ток создаёт пульсирующее поле, не способное привести ротор двигателя во вращение - такой ток необходимо преобразовать в многофазный и только потом подавать на электродвигатель. На сегодня известно большое количество способов преобразования однофазного тока в многофазный, но все они, как правило, имеют ряд недостатков:

1. трудно получить "чистый" трёхфазный ток (добиться разности фаз 120° между фазами).
    В большинстве случаев получают двухфазный ток с разностью фаз Δφ=90°.
    Эксплуатация на таком токе ведет к значительной потере мощности электродвигателя.
    Теоретически, такие потери составляют 30-40%, в реальности - значительно больше
    (50-60%). Например, от трёхфазного электродвигателя мощностью 2 кВт в однофазной
    сети может остаться 800 Вт;
2. преобразователи однофазного тока не обладают универсальностью. Они создаются под
    конкретный электродвигатель, имеют ограничения по мощности и т. д. Вместе с тем,
    существуют определённые типы трёхфазных электродвигателей, которые не
    запускаются в однофазной сети всеми известными методами (см. Адаменко А.и д.р.
    Однофазные конденсаторные электродвигатели. Сб. "В помощь радиолюбителю", 1975,
    № 49, с.69-77);
3. наличие реактивных элементов (как правило, конденсаторов) для пуска и работы
    электродвигателя создает целый ряд эксплуатационных неудобств, делает конструкцию
    громоздкой и не всегда безопасной в быту и т.д.

Предлагаемый универсальный преобразователь однофазного тока в трёхфазный, построенный на базе обычного трёхфазного электромотора, полностью лишён этих недостатков:

1. способен вырабатывать "полноценный" трёхфазный ток, в т.ч. напряжением 380 В;
2. нет потерь в мощности двигателя;
3. пригоден для любого типа электродвигателей и любой мощности (мощность ограничена
    возможностями электросети в пределах 7 кВт);
4. конструктивно очень прост. Человек, владеющий навыками электротехники в объёме
    средней школы, сделает его в течение 1-2 часов. Для его построения требуется
    трёхфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором мощностью 3-4 кВт,
    один конденсатор ёмкостью 40-60 мкФ и набор монтажного провода. Трёхфазный
    двигатель никакой переделки не требует.
5. собственное потребление энергии минимально. Преобразователь автора этой статьи
    мощностью 4 кВт потребляет на холостом ходу примерно 200 Вт.

Рассмотрим основные принципы, положенные в основу работы преобразователя. Для этого вспомним устройство и работу синхронного генератора трёхфазного тока. Он состоит из ротора и статора. Три статорных обмотки сдвинуты в пространстве на угол 120°. С помощью внешнего источника энергии ротор генератора приводится во вращение, и его изменяющийся магнитный поток наводит в обмотках статора ЭДС индукции. Если обмотки статора соединить с потребителем, в цепи появится трёхфазный электрический ток. Для получения однофазного тока используют выводы от одной статорной обмотки трёхфазного генератора. Такой ток, чаще всего, используют для бытовых нужд и личного потребления.
   Попробуем теперь, имея одну фазу, восстановить оставшиеся две. Возьмём обычный трехфазный асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором. У него также имеются ротор и три статорные обмотки, сдвинутые в пространстве на угол 120°. Подадим на одну из обмоток однофазный ток. По указанным выше причинам, ротор такого двигателя не сможет сам начать вращение. Но, если посторонней силой, сообщить ему первоначальный вращающийся момент, то он будет вращаться дальше за счёт переменного однофазного напряжения в одной обмотке. (Строгое научное объяснение этого факта я опускаю, т.к. оно широко известно из курса электротехники). Вращающийся ротор своим магнитным потоком навёдет ЭДС индукции в двух других статорных обмотках, т.е. восстановит недостающие две фазы. Таким образом, мы получим что-то вроде вращающегося трёхфазного трансформатора. Одна из обмоток двигателя, на которую подаётся переменный однофазный ток из сети, становится возбуждающей обмоткой, формирующей магнитное поле вращающегося ротора, а он, в свою очередь, возбуждает переменное напряжение в оставшихся обмотках.
   Полученное напряжение будет трёхфазным, т.к. это обусловлено самой конструкцией электродвигателя. Напряжение на двух оставшихся обмотках будет несколько меньше напряжения на возбуждающей обмотке (за счёт потерь при преобразовании). Эта разница составляет, примерно 10-15 В и определяется конструктивными особенностями электродвигателя. Блок-схема универсального преобразователя показана на рис.1

Рис.1 Блок-схема универсального преобразователя.

Как заставить ротор преобразователя вращаться от однофазного напряжения? Таких способов существует несколько. Я рекомендую использовать широко распространённую схему с пусковым конденсатором (см. рис.2).

Рис.2 Схема универсального преобразователя.

   Ёмкость конденсатора Сп может быть небольшой, т.к. ротор асинхронного преобразователя приводится во вращение без механической нагрузки на валу. Для преобразователя, построенного на базе асинхронного электродвигателя мощностью 4 кВт (авторский вариант) достаточно конденсатора Сп=60 мкФ. Эксперименты, проведённые с таким преобразователем, дали хорошие результаты, но, вместе с тем, были выявлены некоторые недостатки:

1. напряжение 380 В является очень опасным для жизни человека. Чтобы снизить
    вероятность ЧП, в быту, желательно, использовать линейное напряжение 220 В;
2. собственное потребление электроэнергии преобразователем было значительным.
    Это снижало КПД устройства, особенно в режиме "холостого хода".

   Дальнейшая модернизация конструкции позволила избавиться от этих недостатков. Так, в качестве преобразователя автор применял асинхронный 4-киловаттный электродвигатель с 6-полюсной статорной обмоткой (т.н. "тысячник "). Его обмотки включены "звездой" и рассчитаны на линейное напряжение 380 В. Я же подключал их к 220 В (т.е. между "фазой" и "нулём" двигателя было 127 В). Такое подключение показано на рис.3.

Рис.3 Схема преобразователя на "трёхфазное" линейное напряжение 220 В.

   Обычно, пусковой конденсатор Сп отключается после того, как преобразователь начнёт работать, но можно и не отключать, т.к. его влияние на работу устройства, в целом, минимально. Легко заметить, что в данном случае получилась "несимметричная звезда" Преобразователь вырабатывает: "фаза" + "фаза" + "ноль". Я такой ток называю "квазитрёхфазный" т.е. "похожий на трёхфазный ток" (см. рис.4).

Рис.4 Векторные диаграммы напряжений вырабатываемые преобразователем.

И, действительно, достоинств у него оказалось не меньше, чем у обычного трёхфазного тока. Он также порождает вращающееся магнитное поле. А, т.к. "рождён" он трёхфазным асинхронным двигателем, то идеально подходит в качестве рабочего тока для трёхфазных асинхронных двигателей. Кроме всего прочего, удалось снизить линейное напряжение до 220 В, а также собственное энергопотребление довести до 200 Вт. Все потребители, подключаемые к такому преобразователю, можно включать как "звездой", так и "треугольником" рис.5.

Рис.5 Подключение потребителей к преобразователю.

С целью повышения эффективности отдачи преобразователя, можно дополнить его автотрансформатором соответствующей мощности, который включается после преобразователя в одну из фаз. Если у автотрансформатора сделать несколько отводов, то напряжение на какой-либо фазе можно менять, а, стало быть, регулировать мощность подключаемых к преобразователю электромоторов, что хорошо экономит электроэнергию. Например, установленный на крупорушке однокиловаттный трёхфазный электродвигатель, я использую на полную мощность только при помоле твёрдых семян (кукурузы и гороха), а для помола ячменя и пшеницы достаточно 400-500 Вт. Автотрансформатор торроидального типа мощностью ≈5 кВт на статорном железе от сгоревшего электродвигателя мощностью 10 кВт. Обмотка автотрансформатора содержит около 300 витков провода ПЭТВ Ø 2,12 мм с 10 отводами (после каждых 30 витков – отвод). При необходимости, количество витков автотрансформатора можно уточнить по формуле:
W=220·45/S
где S=а×в, (S, см2). (см рис.6).

Рис.6 Магнитопровод.

Чтобы извлечь магнитопровод из корпуса статора, его надо разбить и удалить сгоревшую обмотку. Получится чистый магнитопровод. Его обматывают куском ткани (мешковиной), пропитанной эпоксидным клеем или лаком. Когда клей высохнет, можно наматывать обмотку автотрансформатора. Её мотают в несколько слоёв, равномерно распределяя по всему магнитопроводу. Верхний слой также покрывается тканью, пропитанной слоем эпоксидной смолы. Такая технология обеспечивает надёжную защиту от влаги и достаточную механическую прочность. Конечная схема преобразователя выглядит следующим образом (рис.7).

Рис.7 Схема преобразователя с автотрансформатором.

Хочу добавить, что мой преобразователь используется в личном хозяйстве около 12 лет. От него работают трёхфазные потребители:
      – электропилорама, мощностью 2,8 кВт;
      – крупорушка, мощностью 1 кВт;
      – электроточило, мощностью 400 Вт.
Такой же преобразователь я помог сделать своему коллеге по работе. У него безупречно функционируют трёхфазные:
      – электрический бур, мощностью 1 кВт;
      – малогабаритная бетономешалка, мощностью 500 Вт;
      – крупорушка, мощностью 1,2 кВт;
      – электрофуганок, мощностью 0,6 кВт.
   Разумеется, трёхфазные электродвигатели от однофазной сети будут потреблять при работе через преобразователь ровно столько энергии, сколько написано в их паспорте (закон сохранения энергии не обманешь!).
   В заключение хочу дать несколько практических советов для тех, кто захочет повторить конструкцию преобразователя (и навсегда забыть обо всех проблемах, связанных с эксплуатацией трёхфазных электродвигателей в однофазных сетях):

1. Мощность электродвигателя, используемого в качестве преобразователя, должна быть
    больше мощности подключаемого к нему электропривода. Например, если в
    преобразователе используется электродвигатель мощностью 4 кВт, то мощность
    подключаемых электродвигателей должна быть меньше или равной 3 кВт;
2. Практика показала, что преобразователь мощностью 4 кВт может решить все
    "проблемы" личного хозяйства. К тому же нагрузка на сеть в пределах 2-3 кВт
    является вполне приемлемой;
3. Ток, потребляемый преобразователем в рабочем режиме не должен превышать
    значений паспортного тока для данного типа электродвигателей (в противном случае
    преобразователь может сгореть);
4. В качестве электродвигателей-преобразователей лучше использовать "тихоходные"
    электромоторы (синхронная частота вращения 1000 об/мин и меньше). Они очень
    легко запускаются, и кратность пускового тока к рабочему у них, как правило, меньше,
    чем у высокооборотных, а стало быть "мягче" нагрузка на сеть.
5. Порядок работы с преобразователем должен быть такой: первым запускается
    преобразователь, затем потребители трёхфазного тока. Выключение осуществляется
    в обратной последовательности.

В качестве пускового конденсатора Сп можно применять конденсаторы типа МБГО, МБГП, МБГТ, К-42-4 и др. на рабочее напряжение не менее 600 В. Применять электролитические конденсаторы не желательно. Ёмкость пускового конденсатора Сп определяется мощностью преобразователя. Для 4-киловаттных преобразователей она примерно равна 60-80 мкФ Её подбирают экспериментально, начиная с верхней границы:
Сп=2800·Iф/Uс,
где Iф–номинальный фазный ток преобразователя, А,
Uс–напряжение однофазной сети, В.
___

 Литература:
1. Прищеп Л. Г. Учебник сельского электрика. М.: Агропромиздат, 1986.
2. Бирюков С. Три фазы - без потери мощности.- Радио, 2000, № 7, с. 37–39
3. Адаменко А. и д.р. Однофазные конденсаторные электродвигатели. Сборник "В помощь радиолюбителю", 1975, № 49, с.69–77.
4. В. Клейменов. Электродвигатель - преобразователь однофазного напряжения в трехфазное. Радио, 2002, № 1, с.28.
5. Гуров С. Трехфазное напряжение - это очень просто.- Радио, 2002, № 1, с.29
________________________________________________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________________________________________

И еще один текст от сюда: http://radio.cybernet.name/

Электрооборудование - Электродвигатель - преобразователь трехфазного напряжения из однофазного

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 фазосдвигающего конденсатора, емкость которого рассчитывают по формуле С=К*Iф/Uc. где К=2800 если обмотки двигателя соединены звездой, или 4800, если — треугольником, Iф — номинальный фазный ток электродвигателя, A, U — 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 - 5с, пока частота вращения ротора не достигнет номинальной. Затем замыкали выключатель SA1 а кнопка 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.

Двигатель         Мощность, кВт     Мин-1      Схема подключения    С1, мкф   U10,В   U20,В    U30,В   U12,В    U13,В   U23,B
УАД-72                      0,25             2910               Рис 1                     38       220      155        148      368        278       245
УАД-72                      0,25             2910               Рис 3                     38        —        —          —       220        205       195
АОЛ-22-4                   0,4              1400                Рис 1                    20        220      150        145      380       280        280
А02                            4                2880               Рис 2                     39       220      160         160      345       325       290
А02                            4                2880               Рис 3                     39        —        —          —        220       210       197
АОЛ2                         3                2880               Рис 1                     20       220       160        155      350       325        290

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.
« Последнее редактирование: 14 Июнь 2012, 10:24:48 от ja)d. »

Категория: Мои файлы | Добавил: феерверк
Просмотров: 4492 | Загрузок: 0 | Комментарии: 1 | Рейтинг: 2.0/2
Всего комментариев: 0
Имя *:
Email *:
Код *:

Copyright MyCorp © 2017 | Бесплатный конструктор сайтов - uCoz