Kolmivaiheisen moottorin yksivaiheinen kytkentä

Induktiomoottoreita käytetään laajasti teollisuudessa suunnittelun suhteellisen yksinkertaisuuden, hyvän suorituskyvyn ja helpon hallinnan vuoksi.

Tällaiset laitteet joutuvat usein kotimestarin käsiin, ja hän, sähkötekniikan perusteiden tuntemuksen avulla, kytkee tällaisen sähkömoottorin toimimaan yksivaiheisesta 220 voltin verkosta. Yleensä sitä käytetään hioma-, puunjalostus-, jyrsin- ja muihin yksinkertaisiin töihin.

Jopa yksittäisissä teollisuuskoneissa ja käyttölaitteilla varustetuissa mekanismeissa on näytteitä moottoreista, jotka voivat toimia yhdessä tai kolmessa vaiheessa.

Useimmiten he käyttävät kondensaattorin käynnistystä kaikkein yksinkertaisimpana ja hyväksyttävimpänä, vaikka tämä ei ole ainoa menetelmä, jonka asiantuntevimmat sähköasentajat tuntevat.

Kolmivaiheisen moottorin toimintaperiaate

Teollisuuden asynkronisia sähkölaitteita, 0,4 kV-järjestelmiä, on saatavana kolmella staattorikäämityksellä. Niihin kohdistetaan jännitteitä, joita siirretään 120 asteen kulmalla ja jotka aiheuttavat samanlaisen virran.

Sähkömoottorin käynnistämiseksi virrat ohjataan siten, että ne luovat kokonaisen pyörivän sähkömagneettisen kentän, joka vaikuttaa optimaalisesti roottoriin.

Näihin tarkoituksiin käytettyä staattorimallia edustaa:

1. kotelo;

2. magneettinen ydin, johon on sijoitettu kolme käämiä;

3. terminaaliliitännät.

Tavallisessa versiossa käämien eristetyt johdot on koottu tähtikaavion mukaisesti, koska liitinruuvien väliin on asennettu hyppyjohtimet. Tämän menetelmän lisäksi on olemassa myös yhteys, jota kutsutaan kolmioksi.

Molemmissa tapauksissa käämien suunta määritetään: alku ja loppu liittyvät asennusmenetelmään - käämi valmistuksen aikana.

Käämitykset on numeroitu arabialaisin numeroin 1, 2, 3. Niiden päät on merkitty merkillä K1, K2, K3 ja alku - H1, H2, H3. Tietyillä moottorityypeillä tätä merkintämenetelmää voidaan muuttaa, esimerkiksi C1, C2, C3 ja C4, C5, C6 tai muita symboleja tai joita ei käytetä ollenkaan.

Oikein asennettu merkintä yksinkertaistaa virtajohtojen kytkemistä. Kun luodaan symmetrinen jännitejärjestely käämille, taataan sellaisten nimellisvirtojen luominen, jotka varmistavat sähkömoottorin optimaalisen toiminnan. Tässä tapauksessa niiden muoto käämityksissä vastaa täysin käytettyä jännitettä, toistaa sen ilman vääristymiä.

Luonnollisesti on ymmärrettävä, että tämä on puhtaasti teoreettinen toteamus, koska käytännössä virrat ylittävät erilaiset vastukset, poikkeavat hieman.

Prosessien visuaalinen havaitseminen auttaa vektorimäärien kuvaa monimutkaisella tasolla. Kolmivaiheisessa moottorissa käytetyn symmetrisen jännitteen aiheuttamat käämitysvirrat on kuvattu seuraavasti.

Kun sähkömoottoria saa jännitejärjestelmä, jolla on kolme tasaisesti toisistaan ​​olevaa kulmaa ja suuruusvektoreilla yhtä suuret, käämissä virtaavat samat symmetriset virrat.

Jokainen niistä muodostaa sähkömagneettisen kentän, jonka induktiovoima indusoi oman magneettikentän roottorin käämitykseen. Staattorin kolmen kentän ja roottorin kentän kompleksisen vuorovaikutuksen seurauksena syntyy viimeksi mainitun pyörimisliike ja taataan roottorin pyörivän maksimaalisen mekaanisen tehon luominen.

Yksivaiheisen jännitteen kytkemisen periaatteet kolmivaiheiseen moottoriin

Kaksi jännitevektoria puuttuu täydestä yhteydestä kolmeen samanlaiseen staattorikäämitykseen, erotettuna 120 asteen kulmalla, niitä on vain yksi.

Voit käyttää sitä vain yhdessä käämässä ja saada roottorin pyörimään. Mutta tällaisen moottorin tehokas käyttö ei toimi.Sen akselilla on erittäin pieni lähtöteho.

Siksi ongelma syntyy tämän vaiheen kytkemisestä siten, että se luo symmetrisen virtausjärjestelmän eri käämityksissä. Toisin sanoen tarvitaan yksivaiheinen kolmivaiheinen jännitemuunnin. Samanlainen ongelma ratkaistaan ​​eri menetelmillä.

Jos hylkäämme nykyaikaisten invertteriasennusten monimutkaiset mallit, voimme toteuttaa seuraavat yleiset menetelmät:

1. kondensaattorin käyttö;

2. kuristimien, induktiivisten vastusten käyttö;

3. erilaisten virtaussuuntien luominen käämiin;

4. Yhdistetty menetelmä vaihevastusten tasaamisella samojen amplitudien muodostamiseksi virroilla.

Tutki lyhyesti näitä periaatteita.

Virran poikkeama kapasitanssin läpi

Laajimmin käytetty kondensaattorin laukaisu, joka antaa mahdollisuuden ohjata virta yhdessä käämityksessä kytkemällä kapasitiivinen vastus, kun virta on 90 astetta edellä sovelletusta jännitevektorista.

Kondensaattoreina käytetään yleensä MBGO-, MBGP-, KBG-sarjojen ja vastaavien metalli-paperirakenteita. Elektrolyytit eivät sovellu vaihtovirran siirtämiseen, räjähtää nopeasti, ja niiden käyttöä koskevat järjestelmät ovat huomattavia monimutkaisuudestaan ​​ja heikosta luotettavuudestaan.

Tässä piirissä virta eroaa kulmassa nimellisarvosta. Se poikkeaa vain 90 asteesta, saavuttamatta 30: tä^noin (120-90=30).

Virran poikkeama kulkiessaan induktanssin läpi

Tilanne on samanlainen kuin edellinen. Vain tässä virta jää jännitteestä samaan 90 astetta, ja kolmekymmentä puuttuu. Lisäksi induktorin suunnittelu ei ole niin yksinkertainen kuin kondensaattorin. Se on laskettava, koottava, mukautettava yksittäisiin olosuhteisiin. Tämä menetelmä ei ole yleinen.

Käytettäessä kondensaattoreita tai kuristimia, moottorin käämitysvirrat eivät saavuta vaadittua kulmaa kolmenkymmenen asteen sektorilla, joka on kuvassa punaisella, mikä aiheuttaa jo lisääntyneitä energiahäviöitä. Mutta sinun on sietävä niitä.

Ne häiritsevät induktio- voimien tasaisen jakautumisen luomista ja luovat estävän vaikutuksen. Sen vaikutusta on vaikea arvioida tarkasti, mutta yksinkertaisella lähestymistavalla kulmien jakamiseen saadaan 25%: n häviö (25/120 = 1/4). Onko kuitenkin mahdollista ajatella niin?

Virran poikkeama soveltamalla käänteisen napaisuuden jännitettä

Tähtipiirissä on tapana kytkeä vaihejännitejohto käämin tuloon ja neutraali johdin sen päähän.

Jos kaksi erotetaan 120: lla^noin vaiheessa saman jännitteen asettamiseksi, mutta niiden erottamiseksi, ja toisessa napaisuuden kääntämiseksi, niin virrat muuttuvat kulmassa toisiinsa nähden. Ne muodostavat eri suuntiin suuntautuvia sähkömagneettisia kenttiä, jotka vaikuttavat tuotettuun voimaan.

Vain tällä menetelmällä saadaan virtojen kulmapoikkeama pienellä arvolla - 30^noin.

Tätä menetelmää käytetään yksittäisissä tapauksissa.

Menetelmät kondensaattoreiden monimutkaiselle käytölle, induktanssit, käämien napaisuuden kääntäminen

Kolme ensimmäistä lueteltua menetelmää eivät salli yhden luoda optimaalisesti symmetristä virtojen poikkeamaa käämissä. Kolmivaiheisessa korkealaatuisessa virtalähteessä kulmassa on aina vino suhteessa kiinteään piiriin. Tämän takia vastakkaisten hetkien muodostuminen, jotka estävät edistämistä, vähentävät tehokkuutta.

Siksi tutkijat suorittivat lukuisia kokeita, jotka perustuivat näiden menetelmien erilaisiin yhdistelmiin luodakseen muuntajan, joka tarjoaa suurimman hyötysuhteen kolmivaihemoottorille. Nämä kaaviot, joissa on yksityiskohtainen analyysi sähköprosesseista, on annettu erityisessä opetuskirjallisuudessa. Heidän tutkimuksensa nostaa teoreettisen tiedon tasoa, mutta suurimmaksi osaksi niitä käytetään harvoin käytännössä.

Piiriin luodaan hyvä kuva virtojen jakautumisesta, kun:

1. suora käämitysvaihe kohdistetaan yhteen käämiin;

2. jännite on kytketty toiseen ja kolmanteen käämiin vastaavasti kondensaattorin ja induktorin kautta;

3. Muunninpiirin sisällä virrojen amplitudit tasataan valitsemalla reaktanssit epätasapainon kompensoinnilla aktiivisilla vastuksilla.

Haluaisin kiinnittää huomiota kolmanteen kohtaan, jota monet sähköasentajat eivät pidä tärkeänä. Katso vain seuraava kuva ja tee johtopäätös roottorin tasaisesta pyörimismahdollisuudesta käyttämällä samanlaisia ​​ja erisuuruisia voimia symmetrisesti siihen nähden.

Monimutkaisella menetelmällä voit luoda melko monimutkaisen järjestelmän. Sitä käytetään hyvin harvoin käytännössä. Yksi vaihtoehdoista sen toteuttamiseksi 1 kW: n sähkömoottorille on esitetty alla.

Muuntimen valmistamiseksi sinun on luotava monimutkainen kaasu. Tämä vaatii aikaa ja aineellisia resursseja.

Vaikeuksia syntyy myös etsittäessä vastusta R1, joka toimii yli 3 ampeerin virroilla. Hänen on

• niiden teho ylittää 700 wattia;

• viileä hyvin;

• eristä luotettavasti jännitteisistä osista.

On vielä useita teknisiä vaikeuksia, jotka on voitettava sellaisen kolmivaiheisen jännitemuuntimen luomiseksi. Se on kuitenkin melko monipuolinen, mahdollistaa moottorien kytkemisen jopa 2,5 kilowatin teholla, varmistaa niiden vakaan toiminnan.

Joten tekninen kysymys kolmivaiheisen asynkronisen moottorin kytkemisestä yksivaiheiseen verkkoon ratkaistaan ​​luomalla monimutkainen muunninpiiri. Mutta hän ei löytänyt käytännöllistä sovellusta yhdestä yksinkertaisesta syystä, josta on mahdotonta päästä eroon - muuntajan itsensä käyttämä liiallinen sähkönkulutus.

Tällaisella mallilla kolmivaiheisen jännitepiirin luomiseen käytetty energia ylittää vähintään puolitoista kertaa itse sähkömoottorin tarpeet. Samanaikaisesti virtalähteen johdotuksen luomat kokonaiskuormat ovat verrattavissa vanhojen hitsauskoneiden työhön.

Sähkömittari, sähkömyyjien iloksi, alkaa nopeasti siirtää rahaa homemasterin lompakosta energiaa toimittavan organisaation tilille, ja omistajat eivät pidä siitä ollenkaan. Tämän seurauksena monimutkainen tekninen ratkaisu hyvän jännitemuuntimen luomiseen osoittautui tarpeettomaksi käytännössä kotitalouksissa ja myös teollisuusyrityksissä.

4 loppupäätelmää

1. Teknisesti on mahdollista käyttää kolmivaihemoottorin yksivaiheista kytkentää. Tätä varten luonut paljon erilaisia ​​piirejä, joilla on erilainen elementtipohja.

2. Tämän menetelmän käytännöllinen soveltaminen taajuusmuuttajien pitkäaikaiseen käyttöön teollisuuskoneissa ja mekanismeissa on epäkäytännöllistä, koska ulkopuolisista prosesseista johtuvat suuret energiankulutuksen menetykset johtavat alhaiseen järjestelmän tehokkuuteen ja lisääntyneisiin materiaalikustannuksiin.

3. Kotona järjestelmää voidaan käyttää suorittamaan lyhytaikaista työtä ei-reagoivien mekanismien kanssa. Tällaiset laitteet voivat toimia pitkään, mutta samalla sähkön maksu kasvaa huomattavasti eikä toimivan käytön tehoa tarjota.

4. Induktorimoottorin tehokkaan toiminnan kannalta on parempi käyttää täydellistä kolmivaiheista virtalähdeverkkoa. Jos tämä ei ole mahdollista, on parempi hylätä tämä hanke ja hankkia erityinen yksivaiheinen sähkömoottori sopiva voima.

Katso myös tästä aiheesta:Tyypilliset järjestelmät kolmivaiheisen kytkemiseksi yksivaiheiseen verkkoon