Trīsfāzu motora vienfāzes savienojums

Indukcijas motorus plaši izmanto rūpniecībā, ņemot vērā relatīvo dizaina vienkāršību, labu veiktspēju, vieglu vadību.

Šādas ierīces bieži nonāk mājas meistara rokās, un, izmantojot zināšanas par elektrotehnikas pamatiem, viņš savieno šādu elektromotoru darbam no vienfāzes 220 voltu tīkla. Visbiežāk tas tiek izmantots smērēšanai, koka apstrādei, graudu malšanai un citiem vienkāršiem darbiem.

Pat atsevišķām rūpnieciskām mašīnām un mehānismiem ar piedziņu ir dažādu motoru paraugi, kas var darboties vienā vai trīs fāzēs.

Visbiežāk viņi izmanto kondensatoru startu kā visvienkāršāko un pieņemamāko, kaut arī šī nav vienīgā metode, kas zināma viskompetentākajiem elektriķiem.

Trīsfāzu motora darbības princips

Industriālās asinhronas elektriskās ierīces 0,4 kV sistēmās ir pieejamas ar trim statora tinumiem. Viņiem tiek uzlikti spriegumi, nobīdīti par 120 grādu leņķi un izraisot līdzīgas formas strāvas.

Lai iedarbinātu elektromotoru, strāvas tiek novirzītas tādā veidā, ka tās rada kopējo rotējošo elektromagnētisko lauku, kas optimāli iedarbojas uz rotoru.

Šajos nolūkos izmantoto statora dizainu attēlo:

1. mājoklis;

2. serdes magnētiskā serde ar tajā ievietotiem trīs tinumiem;

3. termināla savienojumi.

Parastajā versijā tinumu izolētie vadi ir samontēti atbilstoši zvaigžņu shēmai, jo džemperi ir uzstādīti starp spaiļu skrūvēm. Papildus šai metodei ir arī savienojums, ko sauc par trīsstūri.

Abos gadījumos tiek piešķirts tinumu virziens: sākums un beigas, kas saistītas ar uzstādīšanas metodi - tinumu ražošanas laikā.

Tīnes ir numurētas ar arābu cipariem 1, 2, 3. To galus apzīmē ar K1, K2, K3, bet sākumu - H1, H2, H3. Dažiem motoru tipiem šo marķēšanas metodi var mainīt, piemēram, C1, C2, C3 un C4, C5, C6 vai citus simbolus, vai arī tos vispār neizmanto.

Pareizi uzlikts marķējums vienkāršo strāvas vadu savienošanu. Izveidojot simetrisku sprieguma izvietojumu tinumiem, tiek nodrošināta nominālo strāvu radīšana, kas nodrošina elektromotora optimālu darbību. Šajā gadījumā to forma tinumos pilnībā atbilst pielietotajam spriegumam, atkārto to bez traucējumiem.

Protams, jāsaprot, ka tas ir tīri teorētisks apgalvojums, jo praksē strāvas pārvar dažādas pretestības, nedaudz novirzās.

Procesu vizuālā uztvere palīdz vektoru lielumu attēlam sarežģītā plaknē. Trīsfāzu motoram strāvas tinumos, ko rada pielietotais simetriskais spriegums, ir attēlotas šādi.

Kad elektromotoru darbina spriegumu sistēma ar trim vienmērīgi izvietotiem leņķiem un vienāda lieluma vektoriem, tinumos plūst vienādas simetriskas strāvas.

Katrs no tiem veido elektromagnētisko lauku, kura indukcijas spēks rotora tinumā inducē savu magnētisko lauku. Triju statora lauku un rotora lauka sarežģītas mijiedarbības rezultātā tiek radīta pēdējā rotācijas kustība un tiek nodrošināta maksimāla mehāniskā jauda, ​​kas rotē rotoru.

Vienfāzes sprieguma savienošanas principi ar trīsfāzu motoru

Pilnīgam savienojumam ar trim identiskiem statora tinumiem, kas atdalīti ar 120 grādu leņķi, trūkst divu sprieguma vektoru, ir tikai viens no tiem.

Jūs varat to pielietot tikai vienā tinumā un padarīt rotoru pagriezt. Bet, lai efektīvi izmantotu šādu motoru, tas nedarbosies.Tam būs ļoti maza izejas jauda uz vārpstas.

Tāpēc rodas problēma šīs fāzes savienošanā tā, lai tā izveidotu simetrisku strāvu sistēmu dažādos tinumos. Citiem vārdiem sakot, ir nepieciešams vienfāzes līdz trīsfāzu sprieguma pārveidotājs. Līdzīgu problēmu risina dažādas metodes.

Ja mēs atmetīsim mūsdienu invertora instalāciju sarežģītās shēmas, mēs varam ieviest šādas izplatītas metodes:

1. kondensatora palaišanas izmantošana;

2. droselīšu, induktīvās pretestības izmantošana;

3. dažādu tinumu virzienu izveidošana tinumos;

4. Kombinēta metode ar fāzu pretestības izlīdzināšanu, lai izveidotu vienādas amplitūdas pie strāvas.

Īsi izpētiet šos principus.

Strāvas novirze, izejot cauri kapacitātei

Visplašāk praktizētā kondensatora palaišana, kas ļauj novirzīt strāvu vienā no tinumiem, savienojot kapacitīvo pretestību, kad strāva ir par 90 grādiem priekšā pielietotā sprieguma vektora.

Kā kondensatori parasti tiek izmantotas MBGO, MBGP, KBG sērijas un tamlīdzīgas metāla-papīra konstrukcijas. Elektrolīti nav piemēroti maiņstrāvas nodošanai, ātri eksplodē, un to izmantošanas shēmas ir sarežģītas, zemas uzticamības.

Šajā shēmā strāva leņķī atšķiras no nominālās vērtības. Tas novirzās tikai par 90 grādiem, nesasniedzot 30^par (120-90=30).

Strāvas novirze, pārejot caur induktivitāti

Situācija ir līdzīga iepriekšējai. Tikai šeit strāva atpaliek no sprieguma par tiem pašiem 90 grādiem, un trīsdesmit trūkst. Turklāt induktora dizains nav tik vienkāršs kā kondensatora dizains. Tas jāaprēķina, jāsamontē, jāpielāgo individuālajiem apstākļiem. Šī metode nav plaši izplatīta.

Izmantojot kondensatorus vai droseli, strāvas motora tinumos nesasniedz vajadzīgo leņķi ar trīsdesmit grādu sektoru, kas attēlā parādīts sarkanā krāsā, kas jau rada lielākus enerģijas zudumus. Bet ar viņiem jāsamierinās.

Tie traucē indukcijas spēku vienmērīgu sadalījumu un rada inhibējošu efektu. Ir grūti precīzi novērtēt tā iedarbību, taču ar vienkāršu pieeju leņķu sadalīšanai tiek iegūts 25% (25/120 = 1/4) zaudējums. Tomēr vai ir iespējams tā domāt?

Strāvas novirze, piemērojot apgrieztas polaritātes spriegumu

Zvaigžņu ķēdē ir parasti savienot fāzes sprieguma vadu ar tinuma ieeju, bet neitrālu vadu - līdz tā galam.

Ja divus atdala ar 120^par fāzē, lai pielietotu to pašu spriegumu, bet lai tos atdalītu, un otrajā - lai mainītu polaritāti, straumes mainīsies leņķī attiecībā pret otru. Tie veidos dažādu virzienu elektromagnētiskos laukus, kas ietekmē radīto jaudu.

Tikai ar šo metodi straumju leņķa novirze tiek iegūta par nelielu vērtību - 30^par.

Šo metodi izmanto atsevišķos gadījumos.

Kondensatora, induktivitātes, tinumu polaritātes maiņas sarežģītas izmantošanas metodes

Pirmās trīs uzskaitītās metodes neļauj izveidot optimāli simetrisku strāvas novirzi tinumos. Vienmēr leņķī attiecībā pret stacionāro ķēdi, kas paredzēta augstas frekvences trīsfāžu strāvas padevei, ir izliekums. Sakarā ar to veidojas pretēji momenti, kas kavē paaugstināšanu, samazina efektivitāti.

Tāpēc pētnieki veica daudzus eksperimentus, kuru pamatā bija dažādas šo metožu kombinācijas, lai izveidotu pārveidotāju, kas nodrošina trīsfāzu motora augstāko efektivitāti. Šīs shēmas ar detalizētu elektrisko procesu analīzi ir sniegtas speciālajā mācību literatūrā. Viņu pētījums paaugstina teorētisko zināšanu līmeni, taču lielākoties tos reti izmanto praksē.

Labs priekšstats par straumju sadalījumu tiek izveidots ķēdē, ja:

1. tiešo tinumu fāze tiek piemērota vienam tinumam;

2. spriegums ir savienots ar otro un trešo tinumu attiecīgi caur kondensatoru un induktoru;

3. pārveidotāja ķēdē strāvu amplitūdas tiek izlīdzinātas, izvēloties reaģences ar disbalansa kompensāciju ar aktīviem rezistoriem.

Es gribētu pievērst uzmanību trešajam punktam, kuram daudzi elektriķi nepievērš nozīmi. Apskatiet šo attēlu un izdariet secinājumu par iespēju vienmērīgi rotēt rotoru, izmantojot simetrisku spēku, kas tam ir vienāds un atšķirīgs.

Sarežģītā metode ļauj jums izveidot diezgan sarežģītu shēmu. To praksē piemēro ļoti reti. Zemāk parādīts viens no variantiem tā ieviešanai 1 kW elektromotoram.

Lai izgatavotu pārveidotāju, jums jāizveido sarežģīts droseļvārsts. Tam nepieciešams laiks un materiālie resursi.

Arī grūtības radīsies, meklējot rezistoru R1, kas darbosies ar strāvu, kas pārsniedz 3 ampērus. Viņam:

• ar jaudu, kas pārsniedz 700 vatus;

• labi atdzesē;

• droši izolēt no dzīvām daļām.

Lai izveidotu šādu trīsfāzu sprieguma pārveidotāju, ir jāpārvar vēl vairākas tehniskas grūtības. Tomēr tas ir diezgan universāls, ļauj savienot motorus ar jaudu līdz 2,5 kilovatiem, nodrošina to stabilu darbību.

Tātad, tehniskais jautājums par trīsfāzu asinhronā motora pievienošanu vienfāzes tīklam tiek atrisināts, izveidojot sarežģītu pārveidotāju shēmu. Tomēr viņš neatrada praktisku pielietojumu viena vienkārša iemesla dēļ, no kura nav iespējams atbrīvoties - paša pārveidotāja pārmērīga elektrības patēriņa.

Jauda, ​​kas iztērēta trīsfāzu sprieguma ķēdes izveidošanai ar šādu dizainu, vismaz pusotru reizi pārsniedz paša elektromotora vajadzības. Tajā pašā laikā kopējās slodzes, ko rada barošanas avota vadi, ir salīdzināmas ar veco metināšanas mašīnu darbu.

Elektrības skaitītājs, par ko priecāties elektrības pārdevēji, ļoti ātri sāk pārskaitīt naudu no homemastera maka uz energoapgādes organizācijas kontu, un īpašniekiem tas vispār nepatīk. Rezultātā sarežģīts tehniskais risinājums laba sprieguma pārveidotāja izveidošanai izrādījās nevajadzīgs praktiskai lietošanai mājsaimniecībā un arī rūpniecības uzņēmumos.

4 galīgie secinājumi

1. Tehniski ir iespējams izmantot trīsfāzu motora vienfāzes savienojumu. Lai to izdarītu, izveidoja daudz dažādu shēmu ar atšķirīgu elementu bāzi.

2. Praktiski izmantot šo metodi ilgstošai piedziņas darbībai rūpnieciskajās mašīnās un mehānismos ir nepraktiski, jo lieli enerģijas patēriņa zaudējumi rodas no ārējiem procesiem, kas noved pie zemas sistēmas efektivitātes un palielinātām materiālu izmaksām.

3. Mājās shēmu var izmantot, lai īslaicīgi veiktu darbus bez reaģēšanas mehānismiem. Šādas ierīces var darboties ilgu laiku, taču tajā pašā laikā ievērojami palielinās samaksa par elektrību, un darba piedziņas jauda netiek nodrošināta.

4. Lai efektīvi darbinātu indukcijas motoru, labāk ir izmantot pilnu trīsfāzu barošanas tīklu. Ja tas nav iespējams, tad labāk ir atteikties no šī riska un iegādāties īpašs vienfāzes elektromotors atbilstoša jauda.

Skatīt arī par šo tēmu:Tipiskas shēmas trīsfāzu savienošanai ar vienfāzes tīklu