Электричество

Трехфазный двигатель в однофазной сети без конденсаторов

Многим известно, чтобы запустить трехфазный двигатель с ротором короткого замыкания в однофазной сети, чаще всего, в качестве элемента, сдвигающего фазу применяют конденсатор.

При этом важно, чтобы емкость пускового конденсатора была больше рабочей емкости конденсатора.

Для электродвигателей, которые применяются в домашних условиях, стоимость конденсаторов практически равна стоимости электродвигателя.

Поэтому желательно выбирать сравнительно недорогие пусковые конденсаторы, которые предназначены лишь для кратковременной работы.

Однако использование рабочих, постоянно активированных фазосдвигающих конденсаторов также может являться целесообразным, потому что они дают возможность загрузить электродвигатель на 80-85 процентов мощности при трехфазном включении.

Следует отметить, что при отсутствии конденсаторов мощность двигателя значительно снижается и фиксируется на примерной отметке в 50 процентов.

Вращающий момент, которого будет вполне достаточно для правильного запуска электродвигателя от однофазной сети, может быть получен благодаря сдвигу токов в фазовых обмотках электродвигателя.

Интересно! Как узнать на какое напряжение питания рассчитан коллекторный двигатель, тут!

Для этого применяются двунаправленные электронные ключи, активация которых производится в четко определенное время.

Принципиальная схема устройстваtiristornyj-kljuch

Трехфазный двигатель в однофазной сети без конденсаторов: схемы подключения

Исходя из выше приведенной информации, чтобы запустить трехфазный двигатель в однофазной сети без конденсаторов были отлажены две простейшие схемы.

Обе опробованы на электродвигателях мощностями от 0.5 до 2.2 кВт и показали довольно таки хорошие результаты (время запуска не многим больше, чем в трехфазном режиме).

В данных схемах используются симисторы, которые управляются импульсами разной полярности, а также симметричный динистор, который образует управляющие сигналы в поток каждого полупериода питающего напряжения.

Схема №1 предназначена для запуска электродвигателя с номинальной частотой оборотов, которая равна или меньше 1500 оборотов в минуту. Обмотки данных двигателей соединены в треугольник. Фазосдвигающим устройством в данной схеме является специальная цепочка.

Изменяя сопротивление, получаем на конденсаторе напряжение, которое сдвинуто относительно основного питающего напряжения на определенный угол.

Ключевым элементом в данной схеме является симметричный динистор. В момент достижения напряжения на конденсаторе уровня, при котором динистор совершит переключение, подключится заряженный конденсатор к выводу управления симистора.

В этом момент активируется силовой двунаправленный ключ.

Схема № 2 нужна для запуска электродвигателей с номинальной частотой вращения 3000 оборотов в минуту, а также для двигателей, которые работают на механизмы с немалым моментом сопротивления при запуске.

В данных случаях необходим больший пусковой момент. Именно поэтому была заменена схема соединения обмоток двигателя, которая создает максимальный пусковой момент. В данной схеме конденсаторы, сдвигающие фазы, заменены парой электронных ключей.

Первый ключ включен в систему последовательно с обмоткой фазы и образует в ней индуктивный сдвиг тока. Второй — присоединен параллельно обмотке фазы, и образует в ней опережающий емкостной сдвиг тока.

При данной схеме учитываются обмотки электродвигателей, которые смещены в пространстве на 120 электрических градусов относительно друг друга.

Наладка заключается в определении оптимального угла сдвига тока в фазных обмотках, при котором производится надежный запуск двигателя.

Данное действие можно произвести без использования специальных приборов.

Выполнение данного процесса производится следующим образом. Подача напряжения на двигатель производится пускателем ручного нажимного типа ПНВС-10, через центральный полюс которого присоединяется фазосдвигающая цепочка.

Контакты среднего полюса находятся в замыкании только лишь при зажатой кнопке пуска.

Нажав данную кнопку, путем вращения двигателя подстроечного сопротивления, подбирают нужный пусковой момент. Также поступают и при наладке других схем.

102993

При наладке первой схемы из-за прохождения пусковых токов большого размера некоторый момент времени (до полного разворота), электродвигатель создает много шума и сильно вибрирует.

В данной ситуации лучше менять величину сопротивления ступенями при снятом напряжении, а после, путем кратковременной подачи напряжения, проверять, как именно происходит пуск двигателя.

Если угол сдвига напряжения очень далек от оптимального, то электродвигатель вибрирует и гудит еще сильнее, производя большое количество шума.

Приближаясь к оптимальному углу, электродвигатель пытается вращать в ту или иную сторону, но при оптимальном запуске работает очень даже хорошо.

Опытным путем установлено, подобрать значения фазовращающей цепочки, которые соответствуют оптимальному углу, возможно предварительно.

Для этого необходимо последовательно с симистором (ключом) объединить лампу накаливания 60 Вт и присоединить их к сети 220 В. Изменяя сопротивление, нужно установить напряжение на лампе 170 В или 100 В.

Данные напряжения замерялись прибором стрелочным магнитоэлектрической системы, но форма напряжения при нагрузке не синусоидальная.

Важно отметить, что добиться оптимальных углов сдвига токов возможно при разных сочетаниях значений фазосдвигающей цепочки, то есть, изменив номинальную емкость конденсатора, нужно подобрать значение, соответствующее сопротивлению.

Трехфазный двигатель в однофазной сети с тиристором

Заменить конденсатор можно тиристорным ключом. Используя данный ключ, возможно запустить трехфазный ЭД без использования конденсаторов.

Схема данного ключа очень проста и практически не требует дополнительных настроек. Готовый тиристорный ключ, который помещен в подходящий корпус, занимает мало места и очень мобилен.

Данное устройство работает следующим образом: при сопротивлении максимального уровня ключ находится в закрытом положении и сдвиг фаз имеет наибольшее значение, соответственно пусковой момент приобретает максимальное значение также.

По мере приобретения электродвигателем максимальных оборотов, устанавливают такое сопротивление, чтобы фазосдвиг был оптимальным для работы электродвигателя.

Данный тиристорный ключ дает возможность отказаться от рабочих и пусковых конденсаторов, а это при данной мощности двигателя от 2кВт и даже выше дает очень большие преимущества.

Вся схема может собраться на печатной плате. Обычно мощность двигателя равна примерно 500-600 Вт, поэтому тиристоры зачастую не устанавливаются на радиаторы, так как нагрев практически отсутствует.

Также важно отметить, что двигатель, подключенный к однофазной сети, имеющий конденсатор, и работающий без нагрузки, потребляет количество электроэнергии на 20-30 процентов больше номинального объема.

А использование двигателя в нагруженном режиме, емкость рабочего конденсатора необходимо понизить. Однако в этом случае, если двигатель не имеет пускового конденсатора, двигатель не запустится.

Лучшим решением будет использование не одного, а нескольких конденсаторов, которые будут меньше размером. Данный метод необходим для подбора оптимальной емкости.

А также смотрите видео ЗАПУСК ТРЕХФАЗНОГО ДВИГАТЕЛЯ С 220 БЕЗ КОНДЕНСАТОРОВ