Racord monofazat al unui motor trifazat

Motoarele cu inducție sunt utilizate pe scară largă în industrie datorită relativității simple a proiectării, a performanțelor bune, a ușurinței de control.

Astfel de dispozitive cad adesea în mâinile unui maestru de casă și el, folosind cunoștințele de bază ale ingineriei electrice, conectează un astfel de motor electric la funcționarea dintr-o rețea monofazată de 220 volți. Cel mai adesea este utilizat pentru emery, prelucrarea lemnului, măcinarea cerealelor și alte lucrări simple.

Chiar și pe mașini industriale individuale și mecanisme cu acționări există mostre de diferite motoare care pot funcționa pe una sau trei faze.

Cel mai adesea, ei folosesc un pornire condensator, ca fiind cel mai simplu și acceptabil, deși aceasta nu este singura metodă cunoscută de majoritatea electricienilor competenți.

Principiul funcționării unui motor trifazat

Dispozitivele electrice asincrone industriale cu sisteme de 0,4 kV sunt disponibile cu trei înfășurări de stator. Tensiunile li se aplică, deplasate cu un unghi de 120 de grade și provocând curenți de formă similară.

Pentru a porni motorul electric, curenții sunt direcționați astfel încât să creeze un câmp electromagnetic rotativ total care să acționeze optim asupra rotorului.

Designul statorului utilizat în aceste scopuri este reprezentat de:

1. locuință;

2. un miez magnetic cu trei înfășurări;

3. conexiuni terminale.

În versiunea obișnuită, firele izolate ale înfășurărilor sunt asamblate în conformitate cu schema stelelor, datorită instalării salturilor între șuruburile terminale. Pe lângă această metodă, există și o conexiune numită triunghi.

În ambele cazuri, direcția înfășurărilor este atribuită: începutul și sfârșitul asociate cu metoda de instalare - înfășurarea în timpul fabricației.

Înfășurările sunt numerotate cu cifre arabe 1, 2, 3. Capetele lor sunt indicate de K1, K2, K3 și de început - H1, H2, H3. Pentru anumite tipuri de motoare, această metodă de marcare poate fi modificată, de exemplu, C1, C2, C3 și C4, C5, C6 sau alte simboluri sau nu sunt folosite deloc.

Marcarea aplicată corect simplifică conexiunea firelor de alimentare. La crearea unui aranjament de tensiune simetric pe înfășurări, este asigurată crearea curenților nominali care asigură funcționarea optimă a motorului electric. În acest caz, forma lor în înfășurări corespunde complet tensiunii aplicate, o repetă fără nicio denaturare.

În mod firesc, trebuie înțeles că aceasta este o afirmație pur teoretică, deoarece în practică curenții depășesc diverse rezistențe, ușor deviați.

Percepția vizuală a proceselor ajută imaginea cantităților vectoriale pe planul complex. Pentru un motor trifazat, curenții din înfășurările create de tensiunea simetrică aplicată sunt descriși după cum urmează.

Atunci când motorul electric este alimentat de un sistem de tensiuni cu trei unghiuri distanțate uniform și egale în vectori de mărime, acești curenți simetrici curg în înfășurări.

Fiecare dintre ele formează un câmp electromagnetic, a cărui forță de inducție induce propriul câmp magnetic în înfășurarea rotorului. Ca urmare a interacțiunii complexe a celor trei câmpuri ale statorului cu câmpul rotorului, se realizează mișcarea de rotație a acestuia din urmă și se asigură crearea unei puteri mecanice maxime care să rotească rotorul.

Principii de conectare a unei tensiuni monofazate la un motor trifazat

Pentru o conexiune completă la trei înfășurări statorice identice, separate printr-un unghi de 120 de grade, lipsesc doi vectori de tensiune, există doar unul dintre ei.

Puteți aplica într-o singură înfășurare și faceți rotorul să se rotească. Dar, pentru a utiliza eficient un astfel de motor nu va funcționa.Va avea o putere de ieșire foarte mică pe arbore.

Prin urmare, apare problema conectării acestei faze astfel încât să creeze un sistem simetric de curenți în diferite înfășurări. Cu alte cuvinte, este nevoie de un convertor de tensiune monofazat la trifazat. O problemă similară este rezolvată prin diferite metode.

Dacă renunțăm la schemele complexe ale instalațiilor moderne invertoare, atunci putem implementa următoarele metode comune:

1. utilizarea pornirii condensatorului;

2. utilizarea de sufocare, rezistențe inductive;

3. crearea diverselor direcții de curenți în înfășurări;

4. O metodă combinată cu egalizarea rezistențelor de fază pentru formarea acelorași amplitudini la curenți.

Examinați pe scurt aceste principii.

Abaterea curentă la trecerea printr-o capacitanță

Cea mai practicată lansare a condensatorului, care permite devierea curentului într-una dintre înfășurări prin conectarea rezistenței capacitive, când curentul este cu 90 de grade înaintea vectorului de tensiune aplicat.

Ca condensatori, se utilizează de obicei construcții din hârtie metalică din seria MBGO, MBGP, KBG și altele asemenea. Electroliții nu sunt potriviți pentru trecerea curentului alternativ, explodează rapid, iar schemele pentru utilizarea lor sunt complexe, fiabilitate redusă.

În acest circuit, curentul diferă în unghi față de valoarea nominală. Deviază doar 90 de grade, fără a ajunge la 30^despre (120-90=30).

Abaterea curentă la trecerea prin inductanță

Situația este similară cu cea anterioară. Doar aici curentul scade tensiunea cu aceleași 90 de grade și treizeci lipsesc. În plus, proiectarea inductorului nu este la fel de simplă ca cea a unui condensator. Trebuie calculat, asamblat, ajustat la condițiile individuale. Această metodă nu este răspândită.

Atunci când utilizați condensatoare sau șocuri, curenții în înfășurările motorului nu ating unghiul necesar de sectorul de treizeci de grade, prezentat în roșu în imagine, care creează deja pierderi de energie crescute. Dar trebuie să te ocupi de ele.

Acestea interferează cu crearea unei distribuții uniforme a forțelor de inducție și creează un efect de frânare. Este dificil să evaluezi cu exactitate efectul său, dar printr-o simplă abordare a divizării unghiurilor, se obține o pierdere de 25% (1/20 = 1/4) de 25%. Cu toate acestea, este posibil să gândim așa?

Abaterea curentului prin aplicarea tensiunii de polaritate inversă

În circuitul stelar, este obișnuit să conectați un fir de tensiune de fază la intrarea înfășurării, și un fir neutru la capătul său.

Dacă două sunt despărțite de 120^despre faza pentru a aplica aceeași tensiune, dar pentru a le separa, iar în a doua pentru inversarea polarității, curenții se vor schimba în unghi unul față de celălalt. Ele vor forma câmpuri electromagnetice de diferite direcții, afectând puterea generată.

Doar cu această metodă se obține deviația unghiulară a curenților cu o valoare mică - 30^despre.

Această metodă este utilizată în cazuri individuale.

Metode pentru utilizarea complexă a condensatoarelor, inductanțe, inversarea polarității înfășurărilor

Primele trei metode enumerate nu permit unuia să creeze o abatere simetrică optimă a curenților în înfășurări. Întotdeauna există un declin în unghiul în raport cu circuitul staționar, prevăzut pentru o alimentare cu trei faze de înaltă calitate. Datorită acestui fapt, formarea de momente opuse care inhibă promovarea, reduce eficiența.

Prin urmare, cercetătorii au efectuat numeroase experimente bazate pe diferite combinații ale acestor metode, pentru a crea un convertor care să ofere cea mai mare eficiență a motorului trifazat. Aceste scheme cu o analiză detaliată a proceselor electrice sunt prezentate în literatura educațională specială. Studiul lor crește nivelul de cunoștințe teoretice, dar în cea mai mare parte sunt rareori aplicate în practică.

O imagine bună a distribuției curenților este creată în circuit atunci când:

1. faza de înfășurare directă se aplică la o înfășurare;

2. tensiunea este conectată la a doua și a treia înfășurări printr-un condensator și, respectiv, un inductor;

3. în circuitul convertizorului, amplitudinile curenților sunt egalizate prin selectarea reactanțelor cu compensarea dezechilibrului de către rezistențele active.

Aș dori să fiu atent la al treilea punct, căruia mulți electricieni nu acordă importanță. Uitați-vă la următoarea imagine și trageți o concluzie despre posibilitatea rotirii uniforme a rotorului cu o aplicare simetrică a forțelor de aceeași dimensiune și cu dimensiuni diferite.

Metoda complexă vă permite să creați o schemă destul de complexă. Este foarte rar aplicat în practică. Una dintre opțiunile pentru implementarea sa pentru un motor electric de 1 kW este prezentată mai jos.

Pentru a face convertorul, trebuie să creați o clapeta de accelerație complicată. Acest lucru necesită timp și resurse materiale.

De asemenea, vor apărea dificultăți atunci când căutați rezistența R1, care va funcționa cu curenți care depășesc 3 amperi. El trebuie:

• au o putere care depășește 700 de wați;

• se răcește bine;

• se izolează în mod fiabil de părțile vii.

Există mai multe dificultăți tehnice care trebuie depășite pentru a crea un astfel de convertor de tensiune trifazat. Cu toate acestea, este destul de versatil, vă permite să conectați motoare cu o putere de până la 2,5 kilowati, asigură funcționarea lor stabilă.

Deci, problema tehnică a conectării unui motor asincron trifazat la o rețea monofazată este rezolvată prin crearea unui circuit convertor complex. Dar nu a găsit o aplicație practică dintr-un singur motiv din care este imposibil să scapi - consumul excesiv de energie electrică de către convertorul însuși.

Puterea cheltuită la crearea unui circuit de tensiune trifazat cu un astfel de proiectare depășește cel puțin o dată și jumătate față de nevoile motorului electric în sine. În același timp, sarcinile totale create de cablurile de alimentare sunt comparabile cu munca mașinilor de sudare vechi.

Contorul electric, spre deliciul vânzătorilor de energie electrică, începe foarte repede să transfere bani din portofelul casei în contul organizației furnizoare de energie, iar proprietarilor nu le place deloc. Drept urmare, soluția tehnică complicată pentru crearea unui convertor de tensiune bun s-a dovedit inutilă pentru utilizarea practică în gospodărie, dar și în întreprinderile industriale.

4 concluzii finale

1. Tehnic, este posibilă utilizarea unei conexiuni monofazate a unui motor trifazat. Pentru a face acest lucru, a creat o mulțime de circuite diferite cu bază elementară diferită.

2. Aplicarea practic a acestei metode pentru funcționarea pe termen lung a acționărilor în mașini și mecanisme industriale este imposibil din cauza pierderilor mari de consum de energie create prin procese externe care duc la eficiență redusă a sistemului și costuri materiale ridicate.

3. Acasă, schema poate fi folosită pentru a efectua lucrări pe termen scurt la mecanisme care nu răspund. Astfel de dispozitive pot funcționa mult timp, dar, în același timp, plata pentru electricitate crește semnificativ, iar puterea unei unități de lucru nu este asigurată.

4. Pentru funcționarea eficientă a unui motor cu inducție, este mai bine să utilizați o rețea completă de alimentare cu trei faze. Dacă acest lucru nu este posibil, atunci este mai bine să abandonați acest proiect și să achiziționați motor electric monofazat special putere corespunzătoare.

Vezi și pe acest subiect:Scheme tipice pentru conectarea unei rețele trifazate la o singură fază