Трехфазное напряжение из однофазного за 5 минут

Способ преобразования трёхфазной сети в однофазную

Трехфазное напряжение из однофазного за 5 минут

  1. 04.09.

    2018, 03:47 #1

    Прочитав сегодня вот эту тему — ://forum.vegalab/showthread.php?t=82771 — я вспомнил , что есть один хороший способ сделать из трёх фаз одну , притом схема замечательна тем , что состоит из одной детали ( трансформатор ) Способ этот реально испытанный ( уже несколько лет питает большой частный дом одного нашего аудиофила ) … собственно , проблемы там были ровно те же самые , как у топикстартера — бывший дачный посёлок , слабая трёхфазная сеть , фазы скачут совершенно непредсказуемо — практически , в диапазоне 170-250 вольт , просто кошмар . Стабилизаторы в таком режиме долго не живут — реально по одному в год сдыхали , хоть релейные , хоть электромеханические , бытовая техника периодически дохнет — а электросеть никак исправить нельзя , просто нет возможности . Иногда , в особо тяжёлых случаях , даже приходилось заводить бензиновый генератор — ни одна из фаз не была пригодна к использованию . Я как-то раз задумался , как бы человеку помочь — и вот придумал такой способ . Всё , что требуется — это найти трёхфазный понижающий трансформатор 220-110 вольт ( мощность надо взять соответственно с ожидаемым потреблением , желательно с запасом ) и соединить его обмотки определённым способом , только и всего . Принцип действия , ежели вдуматься — довольно-таки очевидный ( основан на том , что сумма трёх фаз равна нулю ) , но на всякий случай я там нарисовал векторную диаграмму

    Полезный эффект тут получается из-за нескольких причин .

    Во-первых , мы получаемую мощность вместо одной распределяем по 3 фазам , и хотя делается это не совсем симметрично ( 50% мощности берём от одной фазы , и по 25% от остальных ) , но всё-таки токовая нагрузка на фазы резко уменьшается , что уменьшает падение напряжение при включении мощных электроприборов .

    Во-вторых , нам теперь не требуется нулевой провод — а ведь именно из-за падения напряжения на нём ( или его обрыва ) происходит "перекос фаз" , от которого часто помирает бытовая техника .

    И в-третьих , если перекос всё же возник из-за других потребителей — он у нас проявляется слабее , так как нагрузка одной фазы приводит к её "просадке" и росту напряжения на двух остальных , мы же используем их сумму , и скачки напряжения резко снижаются — в реальности , напряжение теперь не выходит за пределы 205-230 вольт , что уже намного лучше прежнего … практически , в доме несколько лет не используется стабилизатор , необходимость в нём отпала . С другой стороны , если даже и поставить стаб после транса , то он будет работать уже в намного лучших условиях — что резко увеличит срок его службы и качество работы . Мне кстати интересно , делал ли кто-нибудь такой фокус ? Как бы там ни было , в книжках и в интернете я это не встречал и придумал совершенно независимо …

  2. 04.09.

    2018, 11:43 #2

    Ето называется трансформатор 3U1 так например работает трифазный сварочник или трансформатор подогрева бетона

    Чтобы выделятся из серой массы, не обязательно красить волосы в красный цвет и носить кольцо в носу.
    Достаточно просто не быть говном.

  3. 04.09.

    2018, 11:51 #3

    Сообщение от TarasBoolba

    Ето называется трансформатор 3U1 так например работает трифазный сварочник или трансформатор подогрева бетона

    Ну чёрт его знает … я например сначала пробовал найти готовый способ , искал в интернете — так там кроме советов включить мотор с генератором ничего не было . В книжках тоже не попадалось ничего путного , да и разговоры с нашими местными "гигантами мысли" по электрической части — тоже , результата не дали . Пришлось вот , самому изобретать

  4. 04.09.

    2018, 11:58 #4

    отличное решение для разгрузки, яб такое в принудительном порядке в каждый дом ставил.

    Чтобы выделятся из серой массы, не обязательно красить волосы в красный цвет и носить кольцо в носу.
    Достаточно просто не быть говном.

  5. 04.09.

    2018, 12:20 #5

    Сообщение от TarasBoolba

    отличное решение для разгрузки, яб такое в принудительном порядке в каждый дом ставил.

    Ну в принципе , если сеть хорошая , а потребление дома небольшое — это наверно излишество … но вот в тяжёлых случаях — эффект просто разительный , надобно сказать . Ситуация из "очень-очень плохо" превращается во "вполне приемлемо" , и это без стабилизатора , при очень хреновой сети в доме , который потребляет около 6 квт макс. — мы специально проверяли , включив в доме все электроприборы ….

  6. 04.09.

    2018, 12:54 #6

    Сообщение от deemon

    Во-первых , мы получаемую мощность вместо одной распределяем по 3 фазам , и хотя делается это не совсем симметрично ( 50% мощности берём от одной фазы , и по 25% от остальных )

    Не понял, а в чём отличие фаз? Какая отдаёт 50%?

  7. 04.09.

    2018, 12:59 #7

    Сообщение от frezer

    Не понял, а в чём отличие фаз? Какая отдаёт 50%?

    У которой полярность перевёрнута .

  8. 04.09.

    2018, 13:01 #8

    Сообщение от deemon

    У которой полярность перевёрнута .

    Offтопик:
    Да, слона то я и не заметил

  9. 04.09.

    2018, 13:15 #9

    А счетчик будет работать? Ноль то мы не берём. Или он и не нужен?

  10. 04.09.

    2018, 13:20 #10

    Сообщение от SanSound

    А счетчик будет работать? Ноль то мы не берём

    Конечно , будет — счётчик ведь считает токи фаз , а не нуля — там 3 отдельные токовые катушки , на каждую фазу своя . Потом ведь , есть такие трёхфазные потребители ( моторы , трансформаторы ) , у которых обмотки включены "треугольником" , а не "звездой" — им ноль изначально не требуется ….

  11. 04.09.

    2018, 14:12 #11

    Я етот вариант думаю на однофазный тепловой насос кинуть там токи большие плюс туда же насос из колодца. насосы и компрессоры не хилые пусковые токи имеют (прим 105А) ( там считается заклиненый ротор)

    Чтобы выделятся из серой массы, не обязательно красить волосы в красный цвет и носить кольцо в носу.
    Достаточно просто не быть говном.

  12. 04.09.

    2018, 14:27 #12

    Ну конечно , если например делать инвертор — то учёт этих пусковых токов резко завышает расчётную величину максимального тока инвертора … практически , ему ведь и работать в таком режиме — несколько секунд , пока мотор не раскрутится — но уже надо ставить намного более мощные ключи , иначе может быть авария . Кондёры в выпрямителе , опять же , нужны значительно большей ёмкости . А трансу что — ну нагреются немного обмотки за эти секунды , ну потом остынут , и всего делов …

  13. 04.09.

    2018, 22:08 #13

    Сообщение от TarasBoolba

    яб такое в принудительном порядке в каждый дом ставил

    Нафига? У него ж масса недостатков. Во-первых, на холостом ходу он потребляет. Да-да, и счетчик крутится, хоть и медленно, когда ничего не включено.
    Во-вторых у него КПД не 100%, а значит денежки еще сверху. Более того, с КПД надо учитывать коэффициент загрузки мощности. Оптимистичные 95% трансформатор даст при мощности, близкой к номинальной. А при мощности в 10 % КПД его будет ужасающий. К тому же в данном конкретном включении потери в меди избыточны — одна из обмоток работает навстречу. И вот тут мы приходим к четвертому:
    Сообщение от deemon

    . А трансу что — ну нагреются немного обмотки за эти секунды , ну потом остынут , и всего делов …

    Трансформатор, если он не дикой пятикратной мощности от номинала нагрузки в доме, при перегрузке пусковым током мощного мотора не сгорит — не успеет. Он просто уйдет сердечником в насыщение, и попросту не выдаст пусковой ток. И компрессор, например, просто не раскрутиться. Вот и все. А чтобы иметь бонусом пиковые мощности — нужен очень приличный запас по железу. А этот запас дает при малом потреблении очень низкий КПД. И киловатт-час станет Вам уже не по 3-50, а рублей по 6-7.
    Оно вам надо?

  14. 04.09.

    2018, 22:39 #14

    Тут можно поспорить. Если у нас значительный провал сети, то и лампочка 100 Вт потребляет уже явно меньше. Так что переплатить придется, но не в два раза, а процентов на 15.

    Идея самоя лучшая и надежная.

  15. 04.09.

    2018, 22:44 #15

    Сообщение от ВаСыЛь

    Если у нас значительный провал сети, то и лампочка 100 Вт потребляет уже явно меньше.

    Дык если поставить на 40 Вт — то накрутит еще меньше. При чем тут это?
    Я писал о том, что потребив 2 кВт-часа электроэнергии, платить придется за 3 с таким девайсом.

  16. 04.09.

    2018, 22:50 #16

    Сообщение от VladimirV

    Дык если поставить на 40 Вт — то накрутит еще меньше. При чем тут это?
    Я писал о том, что потребив 2 кВт-часа электроэнергии, платить придется за 3 с таким девайсом.

    Счетчик считает ток и напряжение. Если напряжение занижено, то потребляемая мощность меньше.
    Если пользовать такую сеть без доп оборудования то у нас хооническая экономия получается, в ущерб качеству работы приборов.
    Эти потери в трансформаторе скомпенсируют недочет и считать счнтчик будет уже почти как надо.

    ТЕ. Включивши чайник 2 кВт в заниженую сеть, он потребит в лучшем случае 1,5 зависит от подения сети. А через данный девайс он как раз и потребит свои 2 кВт.

    Последний раз редактировалось ВаСыЛь; 04.09.2018 в 23:02.

  17. 04.09.

    2018, 23:31 #17

    Сообщение от ВаСыЛь

    Включивши чайник 2 кВт в заниженую сеть, он потребит в лучшем случае 1,5 зависит от подения сети.

    Это прям новое слово в законах сохранения.
    Если чайник потребляя 2 кВт вскипятит содержимое за 10 минут, то при заниженной сети и потребляя 1,5 кВт он вскипятит содержимое уже за 14 минут и потратит такое же количество энергии, что и в первом случае. А трансформатор добавит свою ренту сверху этих денег. Никакой компенсации тут не будет.

Оригинал: http://forum.vegalab.ru/showthread.php?t=82800

Преобразователь однофазного тока в трёхфазный

Трехфазное напряжение из однофазного за 5 минут

Nabi

23/01/2012 13:48

KRUTOY, лень расписывать, да и времени нет. Лучше почитай готовый материал…

://cm001.narod/index/publik/generator.

html

://sam-master.

at/news/trjokhfaznoe_naprjazhenie_iz_odnofaznogo/2011-05-03-75

://.chipinfo/literature/radio/200201/p28-29.

html

Оригинал: http://monitor.espec.ws/section44/printview191823.html

Электродвигатель -преобразователь однофазного напряжения в трехфазное

Трехфазное напряжение из однофазного за 5 минут Журнал Радио 1 номер 2002 год. ЭЛЕКТРОНИКА В БЫТУ

 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. Случилось так, что практически одинаковые материалы на эту тему предложили редакции два автора. Мы публикуем обе статьи с некоторыми сокращениями, по возможности исключив повторы.

В. КЛЕЙМЕНОВ, г. Москва 

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.

https://www.youtube.com/watch?v=_O2XXkQuJCk

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.

С. ГУРОВ, с. Ильинка Ростовской обл. 

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. 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.

Вернуться журнала "Радио" 1 номер 2002 год

андрей пишет…

помогите разобраться у меня 3х фазный двигатель 3кВт 3000 об\мин подключил через конденсаторы пуск 210 мфр рабоч 60 потребляет на сщётчике 1.2-1.

3 кВт почему так мало?Должен же кЛвата 2 потреблять веть 2 обмотки питаются 220 в а третья отдыхает моя почта gerbalo@yandex

15/07/2012 22:00:26

Александр Прокопьевич 67лет пишет…

Вот прожил столько лет, никогда бы не додумался до такой идеи. Всегда, живя в деревне, включал движки по классической схеме. Хорошая идея, буду пробовать.

Всем спасибо за труд!

Оригинал: http://www.chipinfo.ru/literature/radio/200201/p28-29.html

Три фазы — из одной

Трехфазное напряжение из однофазного за 5 минут

Этот преобразователь разработан автором для питания маломощного трёхфазного электродвигателя в приводе диска рекордера механической звукозаписи.

Он обеспечивает три фиксированные частоты вращения диска — 33 1/3, 45 и 78 об/мин.

С небольшими переделками преобразователь можно использовать для питания трёхфазных и двухфазных асинхронных электродвигателей мощностью до 1000 Вт как с постоянной, так и с регулируемой частотой вращения.

Регулирование частоты вращения асинхронных электродвигателей возможно только изменением частоты питающего напряжения. Но при снижении частоты необходимо пропорционально уменьшать питающее напряжение во избежание перегрева обмоток и, наоборот, с ростом частоты повышать напряжение для поддержания мощности на валу.

В устройстве [1] применён регулируемый автотрансформатор (ЛАТР), с его помощью изменяется напряжение, от которого зависит амплитуда прямоугольных импульсов заданной частоты, подаваемых на обмотки двигателя.

В устройстве [2] амплитуда этих импульсов остаётся постоянной, но изменяется их скважность, что тоже приводит к нужному результату.

Недостаток первого устройства — громоздкий автотрансформатор, а второго — слишком сложная схема.

В предлагаемом вниманию читателей преобразователе однофазного сетевого напряжения в трёхфазное, подаваемое на двигатель, указанные недостатки устранены. Он содержит регулируемый симистором выпрямитель и простую цифровую часть, вырабатывающую три последовательности симметричных прямоугольных импульсов, взаимно сдвинутых по фазе на 120о. Схема устройства изображена на рис. 1.

Рис. 1.

 Схема устройства

Регулируемый выпрямитель представляет собой, по существу, обычный симисторный регулятор, работающий на диодный выпрямительный мост со сглаживающим выпрямленное напряжение конденсатором.

Он состоит из силового симистора VS2, симметричного динистора VS1 с пороговым напряжением 32 В, конденсаторов C2, C4, C6, C8. Переключателем SA1.

2 выбирают один из трёх резисторов R7-R9, образующих с конденсатором C2 фазосдвигающую цепь, задерживающую момент открывания симистора относительно начала каждого полупериода.

Точный расчёт сопротивления этих резисторов затруднён, поэтому они подобраны экспериментально в процессе налаживания преобразователя. От задержки открывания симистора зависит напряжение, до которого заряжаются конденсаторы C4 и C6. Этим напряжением питают мощные ключи на полевых транзисторах VT1-VT6, формирующие выходное трёхфазное напряжение.

Демпфирующая цепь C8R11 снижает коммутационные помехи. А для того чтобы помехи не проникали в питающую сеть, преобразователь подключён к ней через фильтр Z1 DL-6DX1.

Он состоит из двухобмоточного дросселя, нескольких конденсаторов и резистора, через который конденсаторы разряжаются после отключения устройства от сети.

Для правильной работы фильтра его корпус должен быть заземлён — соединён с третьим контактом сетевой розетки.

Резистор R6 предотвращает повреждение элементов выпрямителя в момент его включения в сеть. Дело в том, что в этот момент конденсаторы C4 и C6 ещё не заряжены.

Импульс их зарядного тока, если его амплитуду ничем не ограничить, может вывести из строя либо диоды выпрямительного моста VD1, либо симистор VS2.

Резистор R6 ограничивает амплитуду этого импульса приблизительно до 40 А, допустимых для диодного моста и симистора.

Конечно, для ограничения тока можно было применить терморезистор с большим отрицательным ТКС, но подходящих терморезисторов в продаже не нашлось, хотя в каталогах производителей они имеются.

Поэтому в качестве R6 применён проволочный резистор С5-35В-7,5 Вт (ПЭВ-7,5). Не стоит заменять его импортным проволочным резистором.

Например, резистор фирмы Uni-Ohm сопротивлением 5 Ом и мощностью 5 Вт при включении устройства в сеть мгновенно сгорает.

Разборка этого резистора показала, что в нём на керамический каркас размером с резистор МЛТ-0,5 намотан короткий отрезок чрезвычайно тонкого высокоомного провода, выдерживающего ток не более 2…3 А.

Рассеивание постоянной мощности, равной номинальной, обеспечено хорошим отводом выделяемого проводом тепла через внешнюю керамическую оболочку резистора и её заполнитель.

Но кратковременную перегрузку во много раз такой резистор выдержать не может.

Резистор R2 нужен для правильной работы симистора VS2. Как известно, чтобы симистор закрылся, разность потенциалов между его электродами 1 и 2 должна стать нулевой.

Однако этого не происходит при работе симистора на выпрямительный мост со сглаживающим конденсатором большой ёмкости. Этот эффект и устраняет резистор R2.

Его сопротивление может находиться в широких пределах, но при слишком большом его значении симистор перестаёт закрываться в конце каждого полупериода.

Цифровая часть устройства состоит из задающего генератора на микросхеме DA1, распределителя импульсов на счётчике Джонсона DD1, формирователя трёхфазной импульсной последовательности на элементах 3ИЛИ микросхемы DD2, трёх драйверов полумоста DA3-DA5 и шести ключей на полевых транзисторах VT1-VT6, образующих трёхфазный мост.

Частота генерируемых микросхемой XR2206CP (DA1) импульсов определяется простой зависимостью

F = 1/(R·C1) ,

где R — сумма сопротивления постоянного резистора (одного из R3-R5, выбранного переключателем SA1.1, спаренным с SA1.2) и введённого сопротивления переменного резистора R1. Следует иметь в виду, что эта частота должна в шесть раз превышать частоту выходного трёхфазного напряжения.

В рекордере для механической звукозаписи диск должен иметь три фиксированные скорости вращения — 78, 45 и 33 1/3 об/мин, а для этого с учётом передаточного числа механизма его двигатель нужно питать трёхфазным напряжением частотой соответственно 18,52, 10,68 и 7,917 Гц.

Частота задающего генератора преобразователя должна быть в шесть раз выше этих значений — 111,2, 64,1 и 47,5 Гц. Именно для этих частот на схеме указаны номиналы резисторов R3-R5 (из стандартного ряда E96). При этом учтено, что последовательно с ними включается переменный резистор R1, сопротивление которого в среднем положении — 3,4 кОм.

С его помощью точно устанавливают частоту вращения диска по стробоскопическим меткам на ободе.

Диоды VD3-VD5 совместно с конденсаторами C10-C12 образуют бутстрепные цепи для питания драйверов "верхних" ключевых полевых транзисторов трёхфазного моста, а резисторы R12-R17 ограничивают импульсный ток затворов транзисторов VT1-VT6.

Дело в том, что мощные полевые транзисторы имеют входную ёмкость, исчисляемую тысячами пикофарад. Для предотвращения очень большого тока перезарядки этой ёмкости и служат упомянутые резисторы.

Для эффективного ограничения тока сопротивление этих резисторов должно быть как можно больше, но чрезмерное увеличение затягивает процессы переключения транзисторов, что приводит к бесполезному расходу мощности на их нагрев.

Мощность, которую преобразователь может отдать в нагрузку, определяется мощностью выпрямителя и качеством отвода тепла от транзисторов VT1-VT6. В описываемой конструкции был применён теплоотвод от процессора "Пентиум", способный рассеять при обдуве мощность около 30 Вт. Это значит, что в нагрузку может быть передана мощность до 1000 Вт.

Подбирая номиналы элементов, от которых зависит частота задающего генератора, частоту генерируемого напряжения можно изменять в широких пределах, ограниченных только возможностями питаемого двигателя.

Кроме того, для каждого значения частоты необходимо установить оптимальное напряжение питания двигателя, подбирая резистор фазосдвигающей цепи симисторного регулятора такого сопротивления, при котором двигатель работает не перегреваясь.

Внешний вид собранного преобразователя показан на рис. 2. Так как элементы преобразователя гальванически связаны с сетью 230 В, при работе с ним следует соблюдать меры электробезопасности, прочитать о которых можно в [3].

Рис. 2.

 Внешний вид собранного преобразователя

При отсутствии микросхемы функционального генератора XR2206CP задающий генератор можно построить по типовой схеме на интегральном таймере NE555 или его отечественном аналоге КР1006ВИ1. Вместо микросхемы CD4075BE можно установить К561ЛЕ10 (три элемента 3ИЛИ-НЕ). К сожалению, отечественного аналога драйвера IR2111 не существует.

По описанному принципу несложно построить не только трёхфазный, но и двухфазный преобразователь. Достаточно изменить схему формирователя импульсных последовательностей согласно рис. 3. Элемент микросхемы DD2.3, микросхема DA5, транзисторы VT5 и VT6 и связанные с ними компоненты в этом случае не используются.

Рис. 3.

Изменённая схема формирователя импульсных последовательностей

Примечание. Подборку резисторов R7-R9 в симисторном регуляторе удобно производить, включив амперметр постоянного тока в цепь нагрузки регулируемого выпрямителя. Ток, потребляемый от выпрямителя, при любой частоте вращения вала двигателя не должен отличаться более чем на 10 % от его значения при номинальном по частоте и напряжению режиме работы двигателя.

Литература

1. Мурадханян Э. Управляемый инвертор для питания трёхфазного двигателя. — Радио, 2004, № 12, с. 37, 38.

2. Калашник В., Черемисинова Н. Преобразователь однофазного напряжения в трёхфазное. — Радио, 2009, № 3, с. 31-34.

3. Осторожно! Электрический ток! — Радио, 2015, № 5, с. 54.

: В. Хиценко, г.

Санкт-Петербург

Оригинал: http://www.radioradar.net/radiofan/power_supply/three_phases_one.html

Однофазное подключение для трехфазного двигателя: обзор способов

Трехфазное напряжение из однофазного за 5 минут

Среди поделок домашних умельцев часто встречаются станки и механизмы для обработки дерева, заточки инструментов, высверливания отверстий, измельчения круп, которые работают от асинхронных электродвигателей в бытовой сети 220 вольт.

Это уже практически вторая жизнь этих изделий. Первоначально они создавались для работы в составе промышленного оборудования и запитывались от трех фаз переменного тока с напряжением 380 вольт.

Относительная простота конструкции, надежность в работе, удобное управление удобными электромеханическими схемами, высокий ресурс при соблюдении условий эксплуатации делают эти двигатели привлекательными для мастеров.

Однако, при переделке схемы и подключении двигателя в работу от однофазной сети встречается много технических трудностей, а конечный результат часто разочаровывает, не оправдывает ожидания домашнего мастера.

Почему это происходит рассказывается в этой статье, а как учесть особенности трехфазной конструкции для оптимальной переделки схемы читайте в ее продолжении. Для этого можете подписаться на получение новостей сайта. Форма расположена в правой колонке страницы.

Конструкция

Электродвигатель выполнен из двух отдельных частей:

  1. неподвижно установленного статора;
  2. вращающегося ротора.

Они между собой механически соединяются посредством подшипников, отделены очень небольшим рабочим зазором.

Для переделки двигателя на однофазное питание достаточно внести изменения в схеме подключения статора, а ротор трогать нет надобности. Поэтому его конструкцию рассматривать не будем.

Статор изготавливается в виде корпуса с вмонтированными:

  • сердечником-магнитопроводом;
  • тремя одинаковыми обмотками, разнесенными симметрично на 120O по углу с навитыми витками;
  • выходными клеммами.

Провода обмоток выводятся на клеммные болты для подключения внешней сети. У отдельных моделей часть соединений может быть спрятана внутри корпуса, а на клемму приходить одной общей жилой. Этот прием иногда используется на двигателях с обмотками, смонтированными по схеме звезды. Второй способ их соединения называется треугольником.

Начало навивки каждой обмотки производители обозначают C1, C2, C3 или H1, H2, H3, а их окончания C4, C5, C6 или K1, K2, K3. Встречаются и другие способы заводской маркировки, особенно на двигателях последних моделей или иностранной сборки.

Силовые кабели питания для подключения к схеме заводятся на клеммник. Его конструкция обычно содержит перемычки для изменения схемы подключения обмоток, но может быть и без них, как показано на фотографии.

Принцип работы

Его будем рассматривать на примере схемы звезды, ибо отличительные черты, особенности для треугольника сказываются незначительно. Для понимания происходящих процессов при работе их можно не учитывать.

На каждую обмотку (а они разнесены на 120 градусов), подводится собственное фазное напряжение. В своей симметричной системе эти вектора разведены на такой же угол.

Под действием приложенной ЭДС в обмотках, обладающих маленьким активным сопротивлением и равным индуктивным, создаются симметричные синусоидальные токи, повторяющие форму векторов напряжений.

Более наглядно эти процессы принято показывать расположением векторных величин на единичной комплексной плоскости.

Каждый ток, проходящий по своей обмотке, образует электромагнитное поле, индуцирующее в роторе токи, создающие собственное магнитное поле.

Поскольку вектора напряжений сети вращаются с промышленной частотой, то токи статора, повторяя это движение, создают вращающееся магнитное поле, которое воздействует на ротор, раскручивает его.

Симметричная конструкция статора обеспечивает создание от каждой обмотки одинаковых сил индукции, равномерно приложенных к ротору.

Эти принципы заложены в основу работы двигателя при питании током от трехфазной схемы. Далее рассмотрим, как они выполняются при питании от однофазной цепи.

Особенности работы трехфазного двигателя от однофазного напряжения

У домашнего мастера нет трех фаз напряжения, ему приходится обходиться одной. Если ее подать только в одну обмотку, то теоретически ротор можно раскрутить. Но пользу от этого извлечь не получиться: слишком маленькая механическая мощность не позволит совершать полезную работу.

Подключение одного и того же напряжения во все три обмотки тоже не имеет смысла. Из одной фазы необходимо делать три или хотя бы две. Для этих целей создают преобразователь.

Существующие в продаже инверторные установки, использующие сложные электрические схемы, большие алгоритмы и микропроцессорную технику для подобного преобразования, мы специально сейчас не рассматриваем. Это отдельная тема.

Преобразовать напряжение из одной фазы можно за счет:

  1. конденсаторной сборки;
  2. дроссельных устройств;
  3. изменения полярности напряжения;
  4. комплексного сочетания емкостей, индуктивностей и выравнивания амплитуд токов в фазах.

Принципы работы конденсаторных сборок

Для работы в цепях переменного тока лучше подходят металлобумажные конструкции конденсаторов с марками МБГП, МБГО, КБГ и других подобных с напряжением от 400 вольт и более. Из них методом параллельного подключения набирают определенную емкость.

Применять модели электролитических конструкций крайне нежелательно из-за опасности их взрыва при нагреве. Как вариант, можно использовать специальные схемы подключения, учитывающие полярность пропускаемого через них тока и ограничивающие его амплитуду. Но, это сложно и не очень надежно.

Использование конденсатора для запуска двигателя основано на опережении угла тока, проходящего через емкость, относительно вектора приложенного напряжения на девяносто градусов. При этом угол тока не доходит до оптимальной величины на 30O.

Принципы работы дроссельных устройств

На индуктивном сопротивлении ток отстает от вектора напряжения на такие же углы.

В обеих ситуациях возникает не достающий до оптимального поворота вектора сектор, выделенный на картинке желтым цветом. Он влияет на возникновение противодействующих моментов, создающих торможение, снижает механическую мощность.

Сами дроссели в готовом для запуска двигателя виде промышленностью практически не создаются. Их требуется изготовить, приложить определённые усилия для выполнения расчётов, сборки, наладки. Это не всем мастерам по силам.

Принципы изменения полярности входного напряжения

Объясним его на примере двух обмоток схемы звезды с разобранной нейтралью, когда в них поочередно подается один вектор напряжения, но с разной полярностью.

В итоге образуются два разных вектора тока, сдвинутых по углу. Даже такое небольшое смещение позволяет влиять на работу двигателя.

Принципы использования комплексного метода

Пользуясь поодиночке любым из трех рассмотренных способов невозможно обеспечить равномерное распределение векторов тока по обмоткам ни по углу, ни по амплитуде. Всегда возникает перекос.

Поэтому для создания полноценных условий работы двигателя необходимо использовать все три способа в комплексе. Многочисленные экспериментаторы создали более двух десятков отличающихся схем, но к единому мнению исследователи так и не пришли.

Одним из лучших методов создания преобразователя трехфазного напряжения является:

  1. сборка обмоток статора по схеме треугольника;
  2. подача напряжения прямой полярности на одну из обмоток;
  3. изменение направления вектора напряжения на других за счет индуктивностей и конденсаторов;
  4. выравнивание амплитуд токов в обмотках подбором токоограничивающих сопротивлений.

Хочется обратись внимание на последний пункт. Им часто пренебрегают, а зря. Одинаковые по величине токи формируют такие же силы индукции, образующие пропорциональные крутящие моменты. Нагрузка на ротор должна прикладываться не только симметрично, но и равномерно.

Когда этот принцип нарушается, то двигателю создаются неблагоприятные условия нагрузки.

Одна из оптимальных схем преобразователя напряжения, учитывающая выполнение перечисленных условий, представлена на нижерасположенной картинке.

Для ее реализации необходимо изготовить дроссель сложной конструкции с регулируемым воздушным зазором, который первоначально своими секциями перераспределяет напряжение по отдельным цепочкам для последующего изменения.

Преобразователь с таким подключением дросселя создает устойчивую работу двигателя под номинальными нагрузками, обеспечивает относительно небольшие потери энергии при вращении ротора.

Но, подобная схема не нашла практического применения по ряду причин:

  • сложное самостоятельное изготовление и наладка;
  • необходимость использования дефицитных деталей;
  • повышенное потребление энергии самим преобразователем, превышающее мощность двигателя почти вдвое.

Особенно огорчает последний пункт, когда работу простого станка, созданного по сложной схеме своими руками за длительное время, требуется платить деньги, как за пользование сварочным оборудованием. Это настолько огорчает домашнего мастера, что он отказывается от дальнейшей эксплуатации созданного им устройства.

Промышленные предприятия тоже не используют этот метод из-за низкой экономической эффективности.

Продолжение темы, рассказывающей об оптимальных вариантах переделки асинхронного двигателя для его подключения к однофазной сети переменного тока, читайте в следующей статье. Рекомендуем не пропустить ее. Сейчас подошло время, чтобы подписаться на нашу рассылку.

А для закрепления материала рекомендуем просмотреть старый учебный фильм советских времен, хорошо рассказывающий об общем устройстве асинхронного двигателя и прекрасно объясняющий принципы его работы.

Оригинал: https://HouseDiz.ru/odnofaznoe-podklyuchenie-dlya-trexfaznogo-dvigatelya-obzor-sposobov/

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Тратосфера