Електродвигун - перетворювач однофазної напруги в трифазну. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Електродвигуни

 Коментарі до статті

Трифазні електродвигуни в побуті та аматорській практиці приводять у дію різні механізми - циркулярну пилку, електрорубанок, вентилятор, свердлильний верстат, насос. Для живлення таких двигунів від однофазної мережі застосовують різні ємнісні або індуктивно-ємнісні фазозсувні ланцюги. Непогано було б мати один такий ланцюг для всіх двигунів, але зробити це не дозволяє змінювати параметри її елементів залежно від потужності та схеми з'єднання обмоток двигуна. Є інший вихід - отримати трифазну напругу з однофазного за допомогою електродвигуна, що виконує функції генератора.

Відомо, що будь-яка електрична машина оборотна: генератор може бути двигуном, і навпаки. Ротор звичайного асинхронного електродвигуна після випадкового відключення однієї з обмоток продовжує обертатися, причому між виводами відключеної обмотки є ЕРС. Це явище підштовхнуло до думки використовувати трифазний асинхронний електродвигун для перетворення однофазної напруги на трифазне.

Під дією магнітного поля статора в короткозамкнутій обмотці ротора асинхронного двигуна протікають струми, що перетворюють ротор на електромагніт з явно вираженими полюсами, що індукує напругу синусоїдальної форми в статорних обмотках, у тому числі не підключених до мережі. Зсув фаз між синусоїдами в різних обмотках залежить тільки від розташування останніх на статорі і трифазному двигуні в точності дорівнює 120 град.

Основне, умова перетворення асинхронного електродвигуна на перетворювач числа фаз - ротор, що обертається. Тому його слід попередньо розкрутити, наприклад, за допомогою звичайного фазосдвігаючого конденсатора, ємність якого розраховують за формулою С=К-1ф/Uс, де К=2800, якщо обмотки двигуна з'єднані зіркою, або 4800, якщо - трикутником; Iф - номінальний фазний струм електродвигуна, A; Uc - напруга однофазної мережі, В. Можна застосовувати конденсатори МБГО, МБГП, МБГТ, К42-4 на робочу напругу не менше 600 В або МБГЧ, К42-19 на напругу не менше 250 В. Конденсатор потрібен тільки для запуску двигуна-генератора, потім його ланцюг розривають, причому ротор продовжує обертатися. Тому ємність фазозсувного конденсатора не впливає на якість трифазної напруги, що генерується. До обмотування статора можна підключити трифазне навантаження. Якщо її немає, енергія мережі живлення витрачається лише на подолання тертя в підшипниках ротора (не рахуючи звичайних втрат у міді та залозі), тому ККД перетворювача досить великий.

Як перетворювачі числа фаз було випробувано кілька різних електродвигунів. Ті з них, обмотки яких з'єднані зіркою із виведенням від загальної точки (нейтраллю), підключали за схемою, показаною на рис. 1.

У разі з'єднання обмоток зіркою без нейтралі чи трикутником застосовували схеми, показані відповідно на рис. 2 та 3.

У всіх випадках двигун запускали, натиснувши на кнопку SB1 і утримуючи її протягом 1...5 с, поки частота обертання ротора досягне номінальної. Потім замикали вимикач SA1, а відпускали кнопку. Результати випробувань наведено у таблиці. Індекси в позначення напруги відповідають номерам контактів розетки Х2 (див. рис. 1 - 3), між якими їх вимірювали.

Швидкість обертання ротора двигуна-генератора мало залежить від напруги однофазної мережі живлення. Генеровані напруги пропорційні мережному, але помітно менше його, що обумовлено втратами енергії на намагнічування і створення моменту, що обертає, компенсує механічні втрати в підшипниках.

Знижена номінальна частота обертання двигуна АОЛ-22-4 вказує на його чотириполюсне виконання (інші двигуни – двополюсні). Проте він успішно працює як перетворювач.

До двигуна АОЛ2 як навантаження підключали різні трифазні електродвигуни дво- і чотириполюсного виконання з обмотками, з'єднаними як зіркою, так і трикутником:

• АОЛ-011-2 потужністю 80 Вт (привід точильного каменю);
• УАД-32Ф потужністю 120 Вт (привід вентилятора);
• А08 потужністю 1,5 кВт (привід деревообробного верстата).

Під навантаженням фазні та лінійні напруги змінювалися на 2...5%, зсув фаз між ними - на 5...6 град.

література

1. Бірюков С. Три фази – без втрати потужності. – Радіо, 2000, № 7, с. 37 – 39.
2. Білопільський І. І. Джерела живлення радіопристроїв. - М: Енергія, 1971.
3. Карвовський Г.А., Окороков С. П. Довідник з асинхронних двигунів та пускорегулюючої апаратури. - М: Енергія, 1969.

Автор: В.Клейменов

Спробуємо, маючи однофазну змінну напругу, отримати дві фази, що відсутні. Візьмемо звичайний трифазний асинхронний електродвигун з короткозамкненим ротором, у якого так само, як і у генератора, є ротор і три обмотки статорні, зсунуті в просторі на кут 120 град. Подамо на одну з обмоток однофазну напругу. Ротор двигуна не зможе самостійно розпочати обертання. Йому необхідно у будь-який спосіб дати початковий поштовх. Далі він обертатиметься за рахунок взаємодії з магнітним полем однієї обмотки статора. Магнітний потік ротора, що обертається, наведе ЕРС індукції в двох інших статорних обмотках, тобто відсутні фази будуть відновлені.

Ротор можна змусити обертатися будь-яким способом, навіть старим "дідівським", за допомогою мотузки, намотаної на вал. Автор використовував для цього широко поширений пристрій із пусковим конденсатором. До речі, його ємність не обов'язково має бути великою, тому що ротор асинхронного перетворювача наводиться в рух без механічного навантаження на валу.

Один з недоліків такого перетворювача - неоднакові фазні напруги (див. таблицю в попередній статті - ред.), що призводить до зниження ККД самого перетворювача та двигуна-навантаження. Якщо доповнити пристрій автотрансформатором відповідної потужності, увімкнувши його, як показано на малюнку, можна досягти приблизної рівності фазної напруги, перемикаючи відводи. Як магнітопровод автотрансформатора був використаний статор несправного електродвигуна потужністю 17 кВт. Обмотка - 400 витків емальованого дроту перетином 4...6 мм2 з відводами після кожних 40 витків.

На закінчення кілька практичних порад. Як електродвигуни-перетворювачі краще використовувати "тихохідні" двигуни (1000 хв-1 і менше). Вони дуже легко запускаються, ставлення пускового струму до робочого у них набагато менше, ніж у двигунів із частотою обертання 3000 хв-1, а отже, "м'якше" навантаження на мережу. Потужність двигуна, що використовується як перетворювач, повинна бути більшою, ніж електроприводу, що підключається до нього. Наприклад, якщо перетворювачем служить двигун на 4 кВт, потужність навантаження не повинна перевищувати 3 кВт. Першим слід запускати перетворювач, а потім підключати до нього споживачі трифазного струму. Вимикають установку у зворотній послідовності.

Перетворювач потужністю 4 кВт виготовлений автором використовується в його особистому господарстві вже кілька років. Від нього працюють пилорама, крупорушка, точильний верстат.

Автор: С.Гуров

Дивіться інші статті розділу Електродвигуни.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Машина для проріджування квітів у садах 02.05.2024

У сучасному сільському господарстві розвивається технологічний прогрес, спрямований на підвищення ефективності догляду за рослинами. В Італії було представлено інноваційну машину для проріджування квітів Florix, створену з метою оптимізації етапу збирання врожаю. Цей інструмент оснащений мобільними важелями, що дозволяють легко адаптувати його до особливостей саду. Оператор може регулювати швидкість тонких проводів, керуючи ним із кабіни трактора за допомогою джойстика. Такий підхід значно підвищує ефективність процесу проріджування квітів, забезпечуючи можливість індивідуального налаштування під конкретні умови саду, а також сорт та вид фруктів, що вирощуються на ньому. Після дворічних випробувань машини Florix на різних типах плодів результати виявились дуже обнадійливими. Фермери, такі як Філіберто Монтанарі, який використовував машину Florix протягом кількох років, відзначають значне скорочення часу та трудовитрат, необхідних для проріджування кольорів. ...>>

Удосконалений мікроскоп інфрачервоного діапазону 02.05.2024

Мікроскопи відіграють важливу роль у наукових дослідженнях, дозволяючи вченим занурюватися у світ невидимих ​​для ока структур та процесів. Однак різні методи мікроскопії мають обмеження, і серед них було обмеження дозволу при використанні інфрачервоного діапазону. Але останні досягнення японських дослідників із Токійського університету відкривають нові перспективи вивчення мікросвіту. Вчені з Токійського університету представили новий мікроскоп, який революціонізує можливості мікроскопії в інфрачервоному діапазоні. Цей удосконалений прилад дозволяє побачити внутрішні структури живих бактерій із дивовижною чіткістю в нанометровому масштабі. Зазвичай мікроскопи в середньому інфрачервоному діапазоні обмежені низьким дозволом, але нова розробка японських дослідників дозволяє подолати ці обмеження. За словами вчених, розроблений мікроскоп дозволяє створювати зображення з роздільною здатністю до 120 нанометрів, що в 30 разів перевищує дозвіл традиційних метрів. ...>>

Пастка для комах 01.05.2024

Сільське господарство - одна з ключових галузей економіки, і боротьба зі шкідниками є невід'ємною частиною цього процесу. Команда вчених з Індійської ради сільськогосподарських досліджень – Центрального науково-дослідного інституту картоплі (ICAR-CPRI) у Шимлі представила інноваційне вирішення цієї проблеми – повітряну пастку для комах, яка працює від вітру. Цей пристрій адресує недоліки традиційних методів боротьби зі шкідниками, надаючи дані про популяцію комах у реальному часі. Пастка повністю працює за рахунок енергії вітру, що робить її екологічно чистим рішенням, яке не вимагає електроживлення. Її унікальна конструкція дозволяє відстежувати як шкідливі, так і корисні комахи, забезпечуючи повний огляд популяції в будь-якій сільськогосподарській зоні. "Оцінюючи цільових шкідників у потрібний час, ми можемо вживати необхідних заходів для контролю як комах-шкідників, так і хвороб", - зазначає Капіл. ...>>

Випадкова новина з Архіву Розроблено акумулятор, що працює на гемоглобіні 10.02.2024 Вчені з Університету Кордови в Іспанії розробили прототип акумулятора, який працює за рахунок гемоглобіну – ключового компонента червоних кров'яних клітин. Новий пристрій здатний функціонувати протягом 20-30 днів, надаючи перспективну альтернативу літій-іонним батареям. Розробка акумулятора на основі гемоглобіну представляє значний крок у розвитку біоінженерії та енергетики. Це новаторське рішення відкриває перспективи для створення більш стійких та екологічно чистих джерел енергії, придатних для різних галузей, включаючи медицину та електроніку. Цинк-повітряні акумулятори є одним з екологічно безпечніших варіантів порівняно з широко поширеними літій-іонними батареями. Вони працюють завдяки реакції відновлення кисню, що включає окислення цинку на аноді та відновлення кисню на катоді. Вчені звернули увагу на гемоглобін як потенційно ефективний каталізатор цієї реакції. Гемоглобін, білок, відповідальний за перенесення кисню в організмі, має унікальні властивості, необхідні каталізації хімічної реакції в акумуляторі. Прототип акумулятора продемонстрував вражаючу працездатність, здатну підтримувати функціональність протягом декількох тижнів лише з 0,165 мг гемоглобіну. Це відкриває перспективи для використання подібних акумуляторів в медичних пристроях, що імплантуються, таких як кардіостимулятори, завдяки їх біосумісності і подібності з умовами в організмі. Однак перед промисловим застосуванням необхідно вирішити низку технічних обмежень. Зокрема, необхідний пошук білка, здатного забезпечити регенерацію кисню та відновлення реакції, а також розробка методів перезаряджання акумулятора. Також варто враховувати, що використання акумуляторів, що працюють на основі кисню, може обмежуватися застосуванням у космічних умовах.

Інші цікаві новини:

▪ Велосипедний шолом із паперу

▪ Чіп TDA15600 для керування РК екраном телевізора

▪ Пристрій для заряджання смартфона та одночасного бекапу даних

▪ Наночастки в шовку

▪ Скульптури з дна Рони

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ Розділ сайту Нормативна документація з охорони праці. Добірка статей

▪ стаття Серм'яжна правда. Крилатий вислів

▪ стаття Як жаби виводяться з ікри? Детальна відповідь

▪ стаття Виробничі травми та їх класифікація

▪ стаття Звукова записка на мікросхемі ISD1416 (ISD1420) Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Купюри нізвідки. Секрет фокусу

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages ​​of this page

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт

www.diagram.com.ua
2000-2024