Jednofázové pripojenie trojfázového motora

V priemysle sa používajú indukčné motory kvôli relatívnej jednoduchosti konštrukcie, dobrému výkonu, ľahkej kontrole.

Takéto zariadenia často spadajú do rúk domáceho majstra a on pomocou vedomostí o základných elektrotechnikách spája taký elektrický motor s prácou z jednofázovej 220 voltovej siete. Najčastejšie sa používa na smaragd, spracovanie dreva, brúsenie zŕn a iné jednoduché práce.

Aj na jednotlivých priemyselných strojoch a mechanizmoch s pohonmi existujú vzorky rôznych motorov, ktoré môžu pracovať v jednej alebo troch fázach.

Najčastejšie používajú štart kondenzátora ako najjednoduchší a najprijateľnejší, aj keď to nie je jediná metóda, ktorú pozná väčšina kvalifikovaných elektrikárov.

Princíp činnosti trojfázového motora

Priemyselné asynchrónne elektrické zariadenia so systémami 0,4 kV sú k dispozícii s tromi vinutiami statorov. Napájajú sa na ne napätia, posunuté o uhol 120 stupňov a spôsobujúce prúdy podobného tvaru.

Na spustenie elektromotora sú prúdy nasmerované tak, že vytvárajú celkom rotujúce elektromagnetické pole, ktoré optimálne pôsobí na rotor.

Dizajn statora používaný na tieto účely predstavuje:

1. bývanie;

2. magnetické jadro jadra s tromi vinutiami v ňom uloženými;

3. pripojenie terminálu.

V obvyklej verzii sa izolované drôty vinutí zostavujú podľa schémy hviezd inštaláciou prepojok medzi skrutky terminálu. Okrem tejto metódy existuje aj spojenie nazývané trojuholník.

V obidvoch prípadoch je smer vinutia priradený: začiatok a koniec spojený s inštalačnou metódou - vinutie počas výroby.

Vinutia sú číslované arabskými číslicami 1, 2, 3. Ich konce sú označené K1, K2, K3 a začiatok - H1, H2, H3. Pre určité typy motorov sa tento spôsob označovania môže zmeniť, napríklad symboly C1, C2, C3 a C4, C5, C6 alebo iné symboly alebo sa vôbec nepoužiť.

Správne použité označenie zjednodušuje pripojenie silových vodičov. Pri vytváraní symetrického usporiadania napätia na vinutiach je zabezpečená tvorba menovitých prúdov, ktoré zaisťujú optimálnu činnosť elektromotora. V tomto prípade ich tvar vinutia úplne zodpovedá použitému napätiu, opakuje ho bez deformácie.

Prirodzene, treba chápať, že ide o čisto teoretické tvrdenie, pretože v praxi prúdy prekonávajú rôzne odpory, mierne sa líšia.

Vizuálne vnímanie procesov pomáha obrazu vektorových veličín v komplexnej rovine. Pri trojfázovom motore sú prúdy vo vinutí vytvorené pôsobením symetrického napätia znázornené nasledujúcim spôsobom.

Keď je elektrický motor poháňaný sústavou napätí s tromi rovnomerne rozmiestnenými uhlami a vektormi rovnakej veľkosti, tečú vo vinutí tie isté symetrické prúdy.

Každý z nich tvorí elektromagnetické pole, ktorého indukčná sila indukuje svoje vlastné magnetické pole vo vinutí rotora. V dôsledku komplexnej interakcie troch polí statora s rotorovým poľom sa vytvorí rotačný pohyb tohto rotora a zaistí sa vytvorenie maximálnej mechanickej sily, ktorá rotuje rotor.

Princípy pripojenia jednofázového napätia k trojfázovému motoru

Pre úplné spojenie s tromi identickými vinutiami statorov, oddelenými uhlom 120 stupňov, chýbajú dva vektory napätia, existuje len jedno z nich.

Môžete ho aplikovať iba jedným vinutím a rotáciu rotora. Ale efektívne používať taký motor nebude fungovať.Na hriadeľ bude mať veľmi nízky výstupný výkon.

Preto vzniká problém prepojenia tejto fázy tak, že vytvorí symetrický systém prúdov v rôznych vinutiach. Inými slovami, je potrebný jednofázový až trojfázový menič napätia. Podobný problém sa rieši rôznymi metódami.

Ak zlikvidujeme komplexné schémy moderných inštalácií invertorov, môžeme implementovať nasledujúce bežné metódy:

1. použitie štartu kondenzátora;

2. použitie tlmiviek, indukčných odporov;

3. vytvorenie rôznych smerov prúdov vo vinutiach;

4. Kombinovaná metóda s vyrovnávaním fázových odporov na vytváranie rovnakých amplitúd pri prúdoch.

Tieto zásady stručne preskúmajte.

Aktuálna odchýlka pri prechode cez kapacitu

Najrozšírenejšie spustenie kondenzátora, ktoré umožňuje odkloniť prúd v jednom z vinutí pripojením kapacitného odporu, keď je prúd 90 stupňov pred použitým vektorom napätia.

Ako kondenzátory sa obvykle používajú konštrukcie z kovového papiera radu MBGO, MBGP, KBG a podobne. Elektrolyty nie sú vhodné na prechod striedavého prúdu, rýchlo explodujú a schémy ich použitia sú zložité, nízka spoľahlivosť.

V tomto obvode sa prúd líši v uhle od menovitej hodnoty. Odchyľuje sa iba 90 stupňov a nedosahuje 30^o (120-90=30).

Aktuálna odchýlka pri prechode indukčnosťou

Situácia je podobná predchádzajúcej. Iba tu prúd oneskoruje napätie o rovnakých 90 stupňov a tridsať chýb. Konštrukcia induktora navyše nie je taká jednoduchá ako konštrukcia kondenzátora. Musí sa vypočítať, zostaviť, prispôsobiť individuálnym podmienkam. Táto metóda nie je rozšírená.

Pri použití kondenzátorov alebo tlmiviek prúdy vinutia motora nedosahujú požadovaný uhol tridsaťstupňového sektora, ktorý je na obrázku znázornený červenou farbou, čo už vytvára zvýšené energetické straty. Ale musíte sa s nimi vyrovnať.

Zasahujú do vytvárania rovnomerného rozdelenia indukčných síl a vytvárajú inhibičný účinok. Je ťažké presne vyhodnotiť jeho účinok, ale jednoduchým prístupom k rozdeleniu uhlov sa získa strata (25/120 = 1/4) 25%. Je však možné si to myslieť?

Prúdová odchýlka pri použití napätia s obrátenou polaritou

V hviezdicovom obvode je zvyčajné pripojiť drôt fázového napätia na vstup vinutia a neutrálny drôt na jeho koniec.

Ak sú dve oddelené 120^o fázy, aby sa aplikovalo rovnaké napätie, ale aby sa oddelili, a v druhej, aby sa obrátila polarita, prúdy sa budú voči sebe posúvať v uhle. Budú tvoriť elektromagnetické polia rôznych smerov, ktoré ovplyvňujú generovanú energiu.

Iba touto metódou sa dosiahne uhlová odchýlka prúdov s malou hodnotou - 30^o.

Táto metóda sa používa v jednotlivých prípadoch.

Metódy pre komplexné využitie kondenzátorov, indukčnosti, obrátenie vinutia polaritou

Prvé tri uvedené metódy neumožňujú vytvoriť optimálne symetrickú odchýlku prúdov vo vinutiach. Vždy existuje sklon v uhle voči stacionárnemu obvodu, ktorý je určený pre trojfázové vysoko kvalitné napájanie. Z tohto dôvodu tvorba protichodných momentov, ktoré bránia propagácii, znižuje účinnosť.

Preto vedci uskutočnili početné experimenty založené na rôznych kombináciách týchto metód, aby vytvorili konvertor, ktorý poskytuje najvyššiu účinnosť trojfázového motora. Tieto schémy s podrobnou analýzou elektrických procesov sú uvedené v odbornej literatúre. Ich štúdium zvyšuje úroveň teoretických vedomostí, ale vo väčšine prípadov sa v praxi len zriedka uplatňujú.

Dobrý obraz o distribúcii prúdov sa vytvára v obvode, keď:

1. fáza priameho vinutia sa aplikuje na jedno vinutie;

2. napätie je pripojené k druhému a tretiemu vinutiu prostredníctvom kondenzátora a induktora;

3. vo vnútri obvodu meniča sa amplitúdy prúdov vyrovnávajú výberom reakcií s kompenzáciou nevyváženosti aktívnymi odpormi.

Chcel by som venovať pozornosť tretiemu bodu, ktorému veľa elektrikárov neprikladá dôležitosť. Stačí sa pozrieť na nasledujúci obrázok a urobiť záver o možnosti rovnomerného otáčania rotora so symetrickým pôsobením síl toho istého a rôzneho rozsahu.

Komplexná metóda vám umožňuje vytvoriť pomerne zložitú schému. V praxi sa uplatňuje veľmi zriedka. Jedna z možností implementácie elektromotora s výkonom 1 kW je uvedená nižšie.

Ak chcete urobiť prevodník, musíte vytvoriť zložitú škrtiacu klapku. Vyžaduje si to čas a materiálne zdroje.

Problémy sa objavia aj pri hľadaní rezistora R1, ktorý bude pracovať s prúdmi presahujúcimi 3 ampéry. Musí:

• majú výkon vyšší ako 700 W;

• dobre sa ochladiť;

• spoľahlivo izolujte od častí pod napätím.

Existuje niekoľko ďalších technických problémov, ktoré bude potrebné prekonať, aby sa vytvoril taký trojfázový menič napätia. Je však veľmi univerzálny, umožňuje vám pripojenie motorov s výkonom až 2,5 kilowattov, zaisťuje ich stabilnú prevádzku.

Takže technický problém pripojenia trojfázového asynchrónneho motora k jednofázovej sieti sa rieši vytvorením komplexného prevodníkového obvodu. Praktické uplatnenie však nenašiel len z jednoduchého dôvodu, ktorý sa nedá zbaviť - nadmernej spotreby elektriny samotným prevádzačom.

Energia vynaložená na vytvorenie trojfázového obvodu napätia s takouto konštrukciou prekračuje najmenej jeden a pol násobok potrieb samotného elektromotora. Zároveň sú celkové záťaže vyvolané elektrickým napájaním porovnateľné s prácou starých zváracích strojov.

Elektrometer k potešeniu predajcov elektrickej energie veľmi rýchlo začína prevádzať peniaze z peňaženky domáceho majstra na účet organizácie dodávajúcej energiu a majiteľom sa to vôbec nepáči. Výsledkom bolo, že zložité technické riešenie na vytvorenie dobrého meniča napätia sa ukázalo ako zbytočné pre praktické použitie v domácnosti, ako aj v priemyselných podnikoch.

4 záverečné závery

1. Technicky je možné použiť jednofázové pripojenie trojfázového motora. Za týmto účelom vytvoril veľa rôznych obvodov s rôznymi elementárne základne.

2. Nie je praktické používať túto metódu na dlhodobú prevádzku pohonov v priemyselných strojoch a mechanizmoch v dôsledku veľkých strát spotreby energie spôsobených vonkajšími procesmi, ktoré vedú k nízkej účinnosti systému a zvýšeným nákladom na materiál.

3. Doma sa schéma môže použiť na vykonávanie krátkodobých prác na mechanizmoch, ktoré nereagujú. Takéto zariadenia môžu fungovať dlhý čas, ale súčasne sa výrazne zvyšuje platba za elektrinu a nie je zabezpečená energia pracovného pohonu.

4. Pre efektívnu prevádzku asynchrónneho motora je lepšie použiť plnú trojfázovú sieť napájania. Ak to nie je možné, je lepšie opustiť tento podnik a získať ho špeciálny jednofázový elektrický motor primeraná sila.

Pozri tiež túto tému:Typické schémy pripojenia trojfázovej k jednofázovej sieti

Comments

[#1]

V diagrame „Typy pripojení ...“ sa vyskytla chyba. Vinutia medzi terminálmi nie sú správne zobrazené, ak sa pozriete na tento diagram a sledujete inštaláciu prepojok, nie je jasné, kde sú prepojky a kde sú samotné vinutia.