Jednofázové připojení třífázového motoru

Indukční motory jsou v průmyslu široce využívány kvůli relativní jednoduchosti konstrukce, dobrému výkonu, snadnosti ovládání.

Taková zařízení často spadají do rukou domácího mistra a on pomocí znalostí základů elektrotechniky spojuje takový elektrický motor s prací z jednofázové 220 voltové sítě. Nejčastěji se používá pro smaragd, zpracování dřeva, broušení zrna a další jednoduché práce.

I na jednotlivých průmyslových strojích a mechanismech s pohony existují vzorky různých motorů, které mohou pracovat na jedné nebo třech fázích.

Nejčastěji používají start kondenzátoru jako nejjednodušší a nejpřijatelnější, i když nejedná se o jedinou metodu známou většině kvalifikovaných elektrikářů.

Princip činnosti třífázového motoru

Průmyslová asynchronní elektrická zařízení systémů 0,4 kV jsou k dispozici se třemi vinutími statoru. Napětí se na ně působí, posunuje se o úhel 120 stupňů a způsobuje proudy podobného tvaru.

Pro spuštění elektrického motoru jsou proudy směrovány tak, že vytvářejí totálně rotující elektromagnetické pole, které optimálně působí na rotor.

Design statoru používaný pro tyto účely představuje:

1. bydlení;

2. jádrové magnetické jádro se třemi vinutími;

3. připojení terminálu.

V obvyklé verzi jsou izolované vodiče vinutí sestaveny podle schématu hvězd díky instalaci propojek mezi šrouby terminálu. Kromě této metody existuje také spojení zvané trojúhelník.

V obou případech je přiřazen směr vinutí: začátek a konec spojený s instalačním způsobem - vinutí během výroby.

Vinutí jsou číslována arabskými číslicemi 1, 2, 3. Jejich konce jsou označeny K1, K2, K3 a začátek - H1, H2, H3. U některých typů motorů lze tuto metodu značení změnit, například C1, C2, C3 a C4, C5, C6 nebo jiné symboly, nebo se vůbec nepoužít.

Správně použité označení zjednodušuje připojení silových vodičů. Při vytváření symetrického uspořádání napětí na vinutích je zajištěno vytváření jmenovitých proudů, které zajišťují optimální provoz elektromotoru. V tomto případě jejich tvar vinutí plně odpovídá použitému napětí, opakuje jej bez jakéhokoli zkreslení.

Samozřejmě je třeba si uvědomit, že se jedná o čistě teoretický výrok, protože v praxi proudy překonávají různé odpory, mírně se odchylují.

Vizuální vnímání procesů pomáhá obrazu vektorových veličin v komplexní rovině. U třífázového motoru jsou proudy ve vinutích vytvořené působením symetrického napětí znázorněny následovně.

Když je elektrický motor poháněn soustavou napětí se třemi rovnoměrně rozloženými úhly a stejnými ve vektorech velikosti, proudí ve vinutích stejný symetrický proud.

Každá z nich tvoří elektromagnetické pole, jehož indukční síla indukuje své vlastní magnetické pole ve vinutí rotoru. V důsledku složité interakce tří polí statoru s rotorovým polem je vytvořen rotační pohyb posledně uvedeného a je zajištěno vytvoření maximální mechanické síly, která otáčí rotorem.

Zásady připojení jednofázového napětí k třífázovému motoru

Pro úplné připojení ke třem identickým vinutím statoru, oddělených úhlem 120 stupňů, chybí dva vektory napětí, existuje pouze jeden z nich.

Můžete jej použít pouze v jednom vinutí a nechat rotovat. Ale efektivní použití takového motoru nebude fungovat.Bude mít velmi nízký výstupní výkon na hřídeli.

Proto vyvstává problém propojení této fáze tak, že vytváří symetrický systém proudů v různých vinutích. Jinými slovy, je zapotřebí jednofázový až třífázový převodník napětí. Podobný problém je řešen různými metodami.

Pokud odstraníme složitá schémata moderních instalací střídačů, můžeme implementovat následující běžné metody:

1. použití startu kondenzátoru;

2. použití tlumivek, indukčních odporů;

3. vytvoření různých směrů proudů vinutí;

4. Kombinovaná metoda s vyrovnáváním fázových odporů pro vytváření stejných amplitud v proudech.

Tyto zásady stručně prozkoumejte.

Aktuální odchylka při průchodu kapacitancí

Nejrozšířenější spuštění kondenzátoru, které umožňuje odvádět proud v jednom z vinutí připojením kapacitního odporu, když je proud 90 stupňů před použitým vektorem napětí.

Jako kondenzátory se obvykle používají konstrukce z kovového papíru řady MBGO, MBGP, KBG a podobně. Elektrolyty nejsou vhodné pro průchod střídavého proudu, rychle explodují a schémata jejich použití jsou pozoruhodná svou složitostí a nízkou spolehlivostí.

V tomto obvodu se proud liší v úhlu od jmenovité hodnoty. Odchyluje se pouze 90 stupňů a nedosahuje 30^asi (120-90=30).

Aktuální odchylka při průchodu indukčností

Situace je podobná té předchozí. Pouze zde proud zpožďuje napětí o stejných 90 stupňů a třicet chybí. Kromě toho konstrukce induktoru není tak jednoduchá jako konstrukce kondenzátoru. Musí být vypočítána, sestavena, přizpůsobena individuálním podmínkám. Tato metoda není rozšířená.

Při použití kondenzátorů nebo tlumivek nedosahují proudy vinutí motoru požadovaný úhel třicetistupňovým sektorem, který je na obrázku zobrazen červeně, což již vytváří zvýšené energetické ztráty. Ale musíte se s nimi vyrovnat.

Zasahují do vytváření rovnoměrného rozdělení indukčních sil a vytvářejí inhibiční účinek. Je obtížné přesně posoudit jeho účinek, ale jednoduchým přístupem k dělení úhlů je dosaženo ztráty (25/120 = 1/4) 25%. Je však možné si to promyslet?

Aktuální odchylka při použití napětí s obrácenou polaritou

V hvězdném obvodu je obvyklé připojit vodič fázového napětí ke vstupu vinutí a neutrální vodič k jeho konci.

Pokud jsou dvě odděleny 120^asi fáze, aby se aplikovalo stejné napětí, ale aby se oddělily, a ve druhé, aby se obrátila polarita, pak se proudy posunou v úhlu vůči sobě navzájem. Budou tvořit elektromagnetická pole různých směrů a ovlivňovat generovanou energii.

Pouze touto metodou se získá úhlová odchylka proudů malou hodnotou - 30^asi.

Tato metoda se používá v jednotlivých případech.

Metody pro komplexní využití kondenzátorů, indukčnosti, obrácení polarity vinutí

První tři uvedené metody neumožňují vytvořit optimálně symetrickou odchylku proudů ve vinutích. Úhel v úhlu vzhledem ke stacionárnímu obvodu poskytnutému pro třífázové vysoce kvalitní napájení vždy existuje. Díky tomu tvorba protichůdných momentů, které potlačují propagaci, snižuje účinnost.

Proto vědci provedli četné experimenty založené na různých kombinacích těchto metod, aby vytvořili převodník, který poskytuje největší účinnost třífázového motoru. Tato schémata s podrobnou analýzou elektrických procesů jsou uvedena ve speciální vzdělávací literatuře. Jejich studium zvyšuje úroveň teoretických znalostí, ale z velké části se v praxi jen zřídka používají.

Dobrý obrázek o rozdělení proudů se vytvoří v obvodu, když:

1. fáze přímého vinutí se aplikuje na jedno vinutí;

2. napětí je připojeno k druhému a třetím vinutím prostřednictvím kondenzátoru a induktoru;

3. uvnitř obvodu měniče jsou amplitudy proudů vyrovnány výběrem reakcí s kompenzací nevyvážení aktivními odpory.

Chtěl bych věnovat pozornost třetímu bodu, kterému mnoho elektrikářů nepřipisuje důležitost. Stačí se podívat na následující obrázek a učinit závěr o možnosti rovnoměrného otáčení rotoru se symetrickým působením sil stejného a různého rozsahu.

Složitá metoda umožňuje vytvořit poměrně složité schéma. V praxi se velmi zřídka používá. Jedna z možností implementace elektromotoru o výkonu 1 kW je uvedena níže.

Chcete-li vytvořit převodník, musíte vytvořit komplikovanou škrticí klapku. To vyžaduje čas a materiální zdroje.

Problémy také vzniknou při hledání rezistoru R1, který bude pracovat s proudy přesahujícími 3 ampéry. Musí:

• mají výkon vyšší než 700 wattů;

• dobře se ochladit;

• spolehlivě izolovat od živých částí.

Existuje několik dalších technických obtíží, které bude třeba překonat, aby se vytvořil takový třífázový měnič napětí. Je však velmi univerzální, umožňuje vám připojit motory s výkonem až 2,5 kilowattů, zajišťuje jejich stabilní provoz.

Takže technický problém připojení třífázového asynchronního motoru k jednofázové síti je vyřešen vytvořením složitého obvodu měniče. Ale nenašel praktickou aplikaci z jediného jednoduchého důvodu, proč není možné se zbavit - nadměrné spotřeby elektřiny samotným převodníkem.

Energie vynaložená na vytvoření třífázového napěťového obvodu s takovou konstrukcí překračuje alespoň jeden a půlnásobek potřeb samotného elektromotoru. Zároveň jsou celkové zátěže způsobené elektrickým napájením srovnatelné s prací starých svařovacích strojů.

Elektroměr k potěšení prodejců elektřiny velmi rychle začíná převádět peníze z peněženky domácnosti na účet organizace dodávající energii a majitelům se to vůbec nelíbí. Výsledkem bylo, že složité technické řešení pro vytvoření dobrého měniče napětí se ukázalo jako zbytečné pro praktické použití v domácnosti i v průmyslových podnicích.

4 závěrečné závěry

1. Technicky je možné použít jednofázové připojení třífázového motoru. Za tímto účelem vytvořilo mnoho různých obvodů s různými základnami elementů.

2. Praktické použití této metody pro dlouhodobý provoz pohonů v průmyslových strojích a mechanismech je nepraktické vzhledem k velké ztrátě energie způsobené vnějšími procesy, což vede k nízké účinnosti systému a zvýšeným nákladům na materiál.

3. Doma lze tento program použít k provádění krátkodobých prací na neodpovídajících mechanismech. Taková zařízení mohou pracovat po dlouhou dobu, ale současně se výrazně zvyšuje platba za elektřinu a není poskytován výkon pracovního pohonu.

4. Pro efektivní provoz asynchronního motoru je lepší použít plnou třífázovou síť napájení. Pokud to není možné, je lepší opustit tento podnik a získat ho speciální jednofázový elektrický motor odpovídající síla.

Viz také toto téma:Typická schémata pro připojení třífázové k jednofázové síti