Háromfázisú motor egyfázisú csatlakoztatása

Az indukciós motorokat az iparban széles körben használják a konstrukció viszonylagos egyszerűsége, a jó teljesítmény és a könnyű irányítás miatt.

Az ilyen eszközök gyakran otthoni mester kezébe kerülnek, és az elektrotechnika alapjainak ismereteit felhasználva csatlakoztatja egy ilyen villamos motort egyfázisú 220 V-os hálózatról történő működéshez. Leggyakrabban csiszoláshoz, fafeldolgozáshoz, szemcsiszoláshoz és egyéb egyszerű munkákhoz használják.

Még egyes ipari gépeknél és hajtóművel rendelkező mechanizmusokon is vannak különböző motorok mintái, amelyek egy vagy három fázison működhetnek.

Leggyakrabban kondenzátorindítást használnak, mint a legegyszerűbbet és elfogadhatóbb, bár ez nem az egyetlen módszer, amelyet a legtöbb hozzáértő villanyszerelő ismert.

A háromfázisú motor működésének elve

Ipari aszinkron elektromos készülékek 0,4 kV-os rendszerekhez állnak rendelkezésre három állórész tekercseléssel. Feszültségeket alkalmaznak rájuk, amelyek 120 fokos szöggel eltolódnak és hasonló alakú áramot okoznak.

Az elektromos motor indításához az áramokat úgy kell irányítani, hogy teljes forgó elektromágneses teret hozzanak létre, amely optimálisan hat a rotorra.

Az e célokra használt állórész-kialakítást a következő ábrázolja:

1. ház;

2. magmágneses mag, amelyben három tekercs van;

3. csatlakozók.

A szokásos változatban a tekercselés szigetelt vezetékeit a csillagrendszer szerint szereljük össze, mivel a csatlakozócsavarok között jumperek vannak felszerelve. Ezen a módszer mellett van még egy kapcsolat, amelyet háromszögnek hívnak.

Mindkét esetben meg kell adni a tekercselések irányát: a kezdet és a vég a telepítési módszerhez kapcsolódik - a tekercselés a gyártás során.

A tekercseléseket az arab számokkal 1, 2, 3 számozzuk. Végeinket K1, K2, K3, a kezdet pedig H1, H2, H3 jelöli. Bizonyos típusú motorok esetében ez a jelölési módszer megváltoztatható, például C1, C2, C3 és C4, C5, C6 vagy egyéb szimbólumokkal, vagy egyáltalán nem használhatók.

A helyesen alkalmazott jelölés megkönnyíti a tápvezetékek csatlakoztatását. A szimmetrikus feszültség-elrendezés létrehozásakor a tekercseken biztosítani kell a névleges áramok létrehozását, amelyek biztosítják az elektromotor optimális működését. Ebben az esetben alakja a tekercsekben teljes mértékben megfelel az alkalmazott feszültségnek, torzítás nélkül megismétli.

Természetesen meg kell érteni, hogy ez tisztán elméleti állítás, mivel a gyakorlatban az áramok legyőzik a különféle ellenállásokat, kissé eltérnek.

A folyamatok vizuális észlelése segíti a vektormennyiségek képét a komplex síkon. Háromfázisú motorok esetében a tekercselésekben alkalmazott áramkörök által a szimmetrikus feszültség által létrehozott áramok a következők.

Ha az elektromos motort feszültségrendszer hajtja végre három egyenletes távolságú szöggel és azonos nagyságrendű vektorral, akkor a tekercsekben azonos szimmetrikus áramok folynak.

Mindegyik egy elektromágneses teret képez, amelynek indukciós erő saját mágneses mezőt indukál a rotor tekercsében. Az állórész három mezőjének és a rotormezőnek a komplex kölcsönhatása eredményeként létrejön az utóbbi forgási mozgása, és biztosítva van a forgórészt forgó maximális mechanikus teljesítmény létrehozása.

Az egyfázisú feszültség és a háromfázisú motor csatlakoztatásának alapelvei

Három azonos, 120 fokos szöggel elválasztott állórész-tekercshez történő teljes csatlakoztatáshoz két feszültségvektor hiányzik, csak egy van.

Csak egy tekercsben alkalmazhatja, és a forgórészt forgatni tudja. De egy ilyen motor hatékony használata nem fog működni.Nagyon alacsony kimeneti teljesítménye lesz a tengelyen.

Ezért felmerül a probléma e fázis összekapcsolásával, hogy szimmetrikus áramlási rendszert hozzon létre a különböző tekercsekben. Más szavakkal, egyfázisú és háromfázisú feszültségváltóra van szükség. Hasonló problémát különféle módszerekkel oldnak meg.

Ha elvetjük a modern inverter telepítések komplex sémáit, akkor a következő általános módszereket valósíthatjuk meg:

1. a kondenzátor indításának használata;

2. fojtók, induktív ellenállások használata;

3. az áramlások különböző irányainak létrehozása a tekercsekben;

4. Kombinált módszer fázisellenállások kiegyenlítésével, hogy ugyanazok az amplitúdók legyenek az áramokon.

Röviden vizsgálja meg ezeket az alapelveket.

Az áram eltérése a kapacitás áthaladásakor

A legszélesebb körben alkalmazott kondenzátorindítás, amely lehetővé teszi az áramlás elterelését az egyik tekercsen kapacitív ellenállás összekapcsolásával, amikor az áram 90 fokkal haladja meg az alkalmazott feszültségvektort.

Kondenzátorokként általában az MBGO, MBGP, KBG sorozat fém-papír konstrukcióit használják. Az elektrolitok nem alkalmasak váltakozó áram átadására, gyorsan felrobbannak, és felhasználásuk rendje bonyolult és alacsony megbízhatóságú.

Ebben az áramkörben az áram szögben különbözik a névleges értéktől. Csak 90 fokkal eltér, és nem ér el 30-at^{körülbelül} (120-90=30).

Jelenlegi eltérés induktivitáson áthaladva

A helyzet hasonló az előzőhöz. Csak itt az áram elmarad a feszültségtől ugyanazon a 90 fokkal, harminc pedig hiányzik. Ezenkívül az induktor kialakítása nem olyan egyszerű, mint a kondenzátoré. Ezt kiszámítani, összeszerelni és az egyedi feltételekhez igazítani kell. Ez a módszer nem elterjedt.

Kondenzátorok vagy fojtók használata esetén a motor tekercseiben az áram nem éri el a kívánt szöget a harminc fokos szektorban, amelyet a képen vörös szín mutat, ami már növeli az energiaveszteségeket. De meg kell bánnod velük.

Megzavarják az indukciós erők egyenletes eloszlásának kialakulását, és gátló hatást fejtenek ki. Nehéz pontosan felmérni annak hatását, de a szögek elosztásának egyszerű megközelítésével 25% -os veszteséget kapunk (25/120 = 1/4). De lehet-e így gondolni?

Az áram eltérése fordított polaritás feszültség alkalmazásával

A csillagáramkörben szokásos fázisfeszültség-vezetéket a tekercs bemenetéhez és a végéhez nulla.

Ha kettőt elválasztanak 120-zal^{körülbelül} fázisban ugyanazt a feszültséget alkalmazni, de elválasztani őket, és a másodikban a fordított polaritást, akkor az áramok egymáshoz képest szögben eltolódnak. Különböző irányú elektromágneses mezőket képeznek, amelyek befolyásolják a generált energiát.

Csak ezzel a módszerrel érhető el az áramok kis szögbeli eltérése - 30^{körülbelül}.

Ezt a módszert külön esetekben használják.

A kondenzátorok komplex felhasználásának módszerei, induktivitások, a tekercsek polaritás-megfordítása

Az első három felsorolt ​​módszer nem teszi lehetővé az optimális szimmetrikus eltérések létrehozását a tekercsekben. A háromfázisú, magas fokú energiaellátáshoz mindig álljon egy szög a helyhez kötött áramkörhöz képest. Emiatt az ellentétes momentumok kialakulása, amelyek gátolják a promóciót, csökkentik a hatékonyságot.

Ezért a kutatók számos kísérletet végeztek ezen módszerek különböző kombinációi alapján annak érdekében, hogy olyan átalakítót hozzanak létre, amely a háromfázisú motor legnagyobb hatékonyságát biztosítja. Ezeket a sémákat az elektromos folyamatok részletes elemzésével a speciális oktatási irodalom tartalmazza. Tanulmányaik növelik az elméleti ismeretek szintjét, de ezek nagyrészt ritkán alkalmazandók a gyakorlatban.

Az áramkörökben jó kép alakul ki az áramkörben, ha:

1. közvetlen tekercselési fázist alkalmaznak egy tekercsre;

2. a feszültséget a második és a harmadik tekercshez kondenzátoron és induktoron keresztül csatlakoztatják;

3. A konverter áramkörén belül az áramok amplitúdóját kiegyenlítjük úgy, hogy az aktív ellenállásokkal kiegyensúlyozatlanság kompenzációjú reagenseket választunk.

Felhívnám a figyelmet a harmadik pontra, amelyre sok villanyszerelő nem tulajdonít jelentőséget. Nézze meg a következő képet, és vonjon le következtetést a forgórész egyenletes forgásának lehetőségeiről, ugyanolyan és nagyságrendű erőinek szimmetrikus alkalmazásával.

A komplex módszer lehetővé teszi meglehetősen összetett séma létrehozását. A gyakorlatban nagyon ritkán alkalmazzák. Az 1 kW-os elektromos motor megvalósításának egyik lehetősége az alábbiakban látható.

A konverter elkészítéséhez bonyolult fojtószelepet kell létrehoznia. Ehhez idő és anyagi erőforrásokra van szükség.

Ezenkívül nehézségek merülnek fel az R1 ellenállás keresésekor is, amely 3 amper áramot meghaladó árammal fog működni. Köteles:

• teljesítménye meghaladja a 700 wattot;

• jól hűtsön;

• megbízhatóan elszigetelni az aktív alkatrészektől.

Számos további technikai nehézség van, amelyeket le kell küzdeni egy ilyen háromfázisú feszültség-átalakító létrehozásához. Ugyanakkor meglehetősen sokoldalú, lehetővé teszi a motorok 2,5 kilovatt teljesítményig történő csatlakoztatását, biztosítja ezek stabil működését.

Tehát a háromfázisú aszinkron motor egyfázisú hálózathoz történő csatlakoztatásának technikai kérdését komplex átalakító áramkör létrehozásával oldják meg. De nem talált gyakorlati alkalmazást egy olyan egyszerű ok miatt, amelyből lehetetlen megszabadulni - maga a konverter túlzott villamosenergia-fogyasztása.

Egy ilyen kialakítású háromfázisú feszültségáramkör létrehozásához felhasznált energia meghaladja magának az elektromotornak a szükségleteinek legalább másfélszeresét. Ugyanakkor az áramellátás huzalozása által generált teljes terhelés összehasonlítható a régi hegesztőgépek munkájával.

Az elektromos fogyasztásmérő az áramszolgáltatók örömére nagyon gyorsan elkezdi átutalni a pénzt a házigazda pénztárcájáról az energiaellátó szervezet számlájára, és a tulajdonosok ezt egyáltalán nem kedvelik. Ennek eredményeként a jó feszültség-átalakító létrehozására szolgáló bonyolult műszaki megoldás feleslegesnek bizonyult a háztartásban és az ipari vállalkozásokban történő gyakorlati alkalmazáshoz.

4 záró következtetés

1. Technikailag lehetséges egyfázisú motor egyfázisú csatlakoztatása. Ehhez sok különböző áramkört hozott létre, különféle alapelemekkel.

2. Ennek a módszernek a gyakorlati alkalmazása a hajtások hosszú távú üzemeltetésére ipari gépekben és mechanizmusokban nem praktikus, mivel az idegen folyamatok miatt nagy energiafogyasztás veszteség következik be, ami alacsony rendszerhatékonysághoz és megnövekedett anyagköltségekhez vezet.

3. Otthon a rendszer felhasználható rövid távú munkára nem reagáló mechanizmusokon. Az ilyen eszközök hosszú ideig működhetnek, ugyanakkor a villamosenergia-fizetés jelentősen növekszik, és a működő hajtás teljesítménye nem biztosított.

4. Az indukciós motor hatékony működése érdekében jobb, ha egy teljes háromfázisú áramellátó hálózatot használunk. Ha ez nem lehetséges, akkor jobb, ha feladja ezt a vállalkozást, és megszerzi speciális egyfázisú villanymotor megfelelő erő.

Lásd még ebben a témában:Jellemző sémák háromfázisú egyfázisú hálózathoz történő csatlakoztatásra