Трехфазный — в бытовую сеть
«Для обработки приусадебного участка решил заменить на мотокультиваторе двигатель внутреннего сгорания электрическим. Дотянулся уже и полуторакиловаттный электромотор. Но он трехфазный.
Как его подключить к сети, где всего лишь одна фаза и «нулевка»?
Н. ПАРИН, Курская обл.»
«Слышал, что для работы трехфазных электромоторов в бытовой сети самодельщики применяют фазосдвигающие (но не электролитические) конденсаторы громадной емкости.
Как это соответствует действительности?
В. КУПИКОВ, г.Днепропетровск»
Среди разных способов включения трехфазных асинхронных электродвигателей в однофазную сеть самый, пожалуй, простой и самый известный — с применением конденсатора, именуемого (в силу делаемых им в этом случае функций) фазосдвигающим.
Наряду с этим приходится мириться с неизбежной утратой мощности. Для электромотора с соединением обмоток «треугольником» кроме того в совершенном случае она составит 40—50 процентов от номинальной, которая указана в техпаспорте.
Вдобавок ко всему, в зависимости от числа оборотов, набираемых двигателем, емкость у фазосдвигающего конденсатора обязана изменяться.
Последнее трудновыполнимо на практике.
Ограничиваются в большинстве случаев двухступенчатой схемой управления, в то время, когда само включение осуществляется с применением пускового конденсатора громадной емкости (ввиду происхождения больших токов в момент пуска) с последующей его заменой на рабочий с меньшим номиналом.
При соединении обмоток электродвигателя «треугольником» емкость рабочего конденсатора Ср определяется по формуле:
СР =4800 I/U,
где U — напряжение сети, В; I — потребляемый ток, А, что возможно измерить амперметром либо вычислить, воспользовавшись известным математическим выражением:
I = P/1,73U?cos?,
где, не считая ранееприведенных обозначений, ? — кпд, cos? — коэффициент мощности.
Что же касается емкости пускового конденсатора, то при большой нагрузке на вал ее выбирают в 2—2,5 раза громадную, чем номинал рабочего конденсатора. Ну а вдруг электродвигатель будет эксплуатироваться в недогруженном режиме, то обе емкости направляться уменьшить (см.табл.).
Конденсаторы лучше применять типа МГБО и им подобные с бумажным диэлектриком (МБГП, МБГЧ), а допустимые напряжения, на каковые они должны быть вычислены, в полтора раза превышающие напряжение сети.
Типовая схема для работы и включения трехфазного асинхронного электродвигателя с этими конденсаторами в большинстве случаев содержит и особый шунт — достаточно замечательный резистор сопротивлением 200—500 кОм, через что будет стекать заряд с отсоединенного «пусковика».
В качестве SA1 —тумблер типа ТВ1-4. Помогает он в этом случае тумблером реверса. SB1 — кнопка-пускатель ПНВС-10УХЛ2 (к примеру, от стиральной машины).
При нажатии на эту кнопку двигатель выясняется подключенным к сети посредством параллельно соединяемых пускового и рабочего конденсаторов. По окончании того как М1 очень скоро соберёт обороты, SB1 отпускают.
Контакты SB1.2 размыкаются, но остальные остаются замкнутыми до тех пор, пока не появится необходимость остановить двигатель—уж такова конструкционная изюминка ПНВС-10УХЛ2. Другими словами в рабочем режиме Сп выясняется отключенным от Ср, чего и требовалось достигнуть.
Время от времени приходится сталкиваться с тем, что SB1.2 при отпущенной кнопке не отходит. Что ж, нужно вмешаться и вынудить все трудиться подобающим образом. К примеру, подложить под контакт шайбу.
Сложнее, если не удалось купить бумажные конденсаторы для цепи пуска. Из большеемкостных, скажем, дотянуться смогли только электролитические.
Для применения таких конденсаторов в качестве «пусковиков» существует особенная схема включения — с полупроводниковыми диодами Д245—Д247 и им подобными, выдерживающими обратное напряжение не меньше 300 В и прямой ток 10 А. При работе с двигателем громадной мощности диоды спаривают и устанавливают в каждом из плечей на теплоотводы. В другом случае угрожает пробой полупроводниковых устройств.
Тогда через оксидные конденсаторы потечет переменный ток, и «электролиты» смогут нагреться и разорваться.
По тем же обстоятельствам, кстати, не рекомендуется применение электролитических конденсаторов в качестве рабочих.
Так как токи в том месте протекают большие, к тому же и продолжительное время. Далеко не все «электролит» способен выдержать столь тяжелый для него режим.
В случае если электродвигателю предстоит действующий при громадных динамических нагрузках на вал, возможно советовать схему, где пусковыми конденсаторами руководит токовое реле. Реагируя на трансформацию тока в обмотках (другими словами на следствие динамических нагрузок, испытываемых ротором-валом), реле машинально включает либо отключает «пусковики», делая фазосдвигающую емкость соответственно большей либо меньшей.
Дело от этого лишь побеждает.
Подобрать же необходимое значение емкости бумажных и оксидных конденсаторов несложнее всего, получая равенства токов в точках а, b, с. Причем последнее вероятно при оптимальной нагрузке на вал двигателя.
Из вторых бытующих схем подключения трехфазного двигателя к однофазной сети нельзя не отметить уникальное ответ, разрешающее снизить утраты мощности до 25 процентов. И все вследствие того что обмотки А и В включены противофазно.
Причем на полные 220 В. Напряжение вращения определяется включением обмотки С. Дабы ничего не напутать с включением обмоток, их фазирование продемонстрировано точками.
Любителей же делать все основательно, с получением от техники большой отдачи, возможно, заинтересует схема с резисторно-индуктивно-емкостным преобразователем однофазной сети 220 В в трехфазную.
Так как она разрешает дать двигателям возможность трудиться со сдвигом напряжений около 120° и токами в фазах до 4 А.
В преобразователе употребляются конденсаторы КБГ (МБГО, МБГП, МБГ-4), 700-ваттный дроссель и резистор на магнитопроводе с воздушным зазором. (Резистор из никелево-хромового провода диаметром 1,3—1,5 мм, намотанного на фарфоровом стержне либо трубке диаметром 20—30 мм.
Передвигаемая по обмотке скоба-контакт с фиксацией разрешает приобретать требуемое сопротивление для обеспечения надежной работы двигателя той либо другой мощности.) Вместо индуктивности дросселя целесообразнее, по всей видимости, указать его индуктивное сопротивление, которое легче определять и осуществлять контроль по отношению амперметра и показаний вольтметра. Так вот, на частоте 50 Гц оно должно быть равняется 110 Ом (активным сопротивлением обмотки возможно пренебречь).
Вообще-то марка и форма стали магнитопровода смогут быть любыми. Основное, предусмотреть воздушный зазор, а следовательно, и возможность поменять индуктивное сопротивление дросселя. В полной мере подойдет, к примеру, «железо» от силового трансформатора мощностью 270—450 Вт.
При магнитопроводе сечением 16 —18 мм2 для дросселя наматывается всего 600—700 витков провода диаметром 1,3—1,5 мм. Катушка эта пробная.
Собрав с ней дроссель с примерным зазором, включают индуктивность в сеть для измерения реактивного сопротивления прообраза будущей подробности. После этого выясняют, сколько витков необходимо еще добавить (либо забрать), чтобы получить требуемое XL.
Отысканное так неспециализированное число витков дробят на три части в соотношении 1:1:2. Эти сведенья и применяют при намотке настоящей дроссельной катушки, делаемой на трехсекционном каркасе, размеры которого определяются конфигурацией и габаритами конкретного, выбранного для преобразователя магнитопровода.
В случае если, к примеру, отысканное посредством пробной катушки число витков будет равняется 600, то у «настоящего» рабочего дросселя w1 = w2 = 150, а w3 = 300.
Нелишне, думается, напомнить, что вышеприведенные эти — о преобразователе к трехфазному двигателю мощностью 1 кВт.
Пересчет параметров на другую мощность направляться вести по формулам:
где С1 — емкость одноименного конденсатора, мкФ; С2 — емкость второго (по схеме) конденсатора, мкФ; Р— мощность преобразователя, кВт; R1 — сопротивление резистора, Ом; XL — реактивное сопротивление дросселя. Ом; S — сечение магнитопровода, мм2; d — диаметр провода для намотки дросселя, мм; w1, w2, w3 — числа витков в соответствующей секции.
И еще пара замечаний, касающихся изюминок конструкции преобразователя и применяемых в ней подробностей. Резистор, очевидно, обязан охлаждаться хотя бы конвекционными потоками воздуха.
Одновременно с этим нужно предусмотреть и защиту от случайного прикосновения к нему и токопроводящим соединениям. Ну а дроссель нужно выполнить так, дабы легко было поменять зазор в магнитопроводе (следовательно, и регулировать индуктивное сопротивление у самого преобразователя).
К примеру, посредством древесных брусков-прокладок, прочно фиксируемых стяжками на винтовой резьбе.
Преобразователь собирают в единое целое и помещают в железный корпус, размеры которого определяются габаритами узлов и деталей конструкции.
Целый электромонтаж— навесной.
А. КУХАРЕНКО, г. Гродно, Республика Беларусь
