Получить трехфазное напряжение 380 В из однофазного 220 В у себя в гараже можно довольно просто. На это не потребуется много времени, всю схему можно подключить минут за 5 без лишней сложности.К примеру, Вам необходимо запустить мощный двигатель 3 или 4 кВт. Казалось бы, можно его запитать по классической схеме от однофазной цепи через конденсатор, но не тут то было. При таком включении теряется заветная мощность процентов на сорок, плюс запуск его будет невероятно тяжелым, или даже не возможным, если двигатель изначально нагружен.Именно для таких целей применяются расщепители фаз, которые помогают равномерно распределить все значения по всем трем фазам.С помощью них можно запитывать не только моторы и установки с трехфазными асинхронными двигателями, но и любые другие потребители, требующие трехфазное напряжение 380 В. Сделать простой расщепитель фаз можно из мощного мотора. Его мощность должна быть на 1,5 — 2 кВт больше питаемого устройства. К примеру, если нужно запитать компрессор на 3 кВт, то для схему нужно взять более мощный двигатель на 4,5 кВт и выше. В данном примере применен мотор на 5,5 кВт. Как видите, схема невероятно проста. Сначала однофазное напряжение подается на двигатель повышенной мощности включенный по схеме звезда. Сдвиг фаз осуществляется конденсатором (классическая схема о которой говорилось выше). А уже с него снимаем равномерное трехфазное напряжение. Сначала подключение идет к мощному мотору (пускового конденсатора в кадре нет). А уже через пакетный выключатель включаем мотор — нагрузку. Запускать систему следует обязательно следующим образом. Сначала подаем напряжение от однофазной сети на мощный двигатель. Его вал свободен от нагрузки. Мотор начинает постепенно раскручиваться. Через некоторое время его обороты достигнут оптимальных. Только после этого можно включить нагрузку щелкнув пакетник.Подключенный двигатель в роли нагрузки без проблем раскрутиться даже под нагрузкой. Когда двигатель на 5,5 кВт раскрутился, он начнет равномерно делить всю энергию между фазами. Как только будет подключена нагрузка (3 кВт), которая в момент запуска потребляет колоссальную мощность. Всю эту нехватку энергии берет на себя мощный мотор, так как напряжение в сети на мгновение снижается, а инерция вала продолжает вращаться. Естественно, его скорость при нагрузке немного упадет. После раскрутки подключенного двигателя, скорость выражения вала мощного двигателя вернется в норму, создав плавный скачек в сети.Если в двух словах, то двигатель в расщепителе имеет своеобразную роль трехфазного конденсатора или буфера, не допускающего резкую просадку напряжения, и равномерно распределяя сдвиги фаз по фазам без перекоса. labuda.blog Трехфазные электродвигатели в быту и любительской практике приводят в действие самые различные механизмы - циркулярную пилу, электрорубанок, вентилятор, сверлильный станок, насос. Чаще всего используются трехфазные асинхронные двигатели с коротко- замкнутым ротором. К сожалению, трехфазная сеть в быту - явление крайне редкое, поэтому для их питания от обычной электрической сети любители применяют: ♦ фазосдвигающий конденсатор, что не позволяет в полном объеме реализовать мощность и пусковые характеристики двигателя; ♦ тринисторные «фазосдвигающие» устройства, которые еще в большей степени снижают мощность на валу двигателей; ♦ другие различные емкостные или индуктивно-емкостные фазосдвигающие цепи. Но лучше всего - получить трехфазное напряжение из однофазного с помощью электродвигателя, выполняющего функции генератора. Рассмотрим схемы, позволяющие, имея однофазное переменное напряжение, получить две недостающие фазы. Примечание. Любая электрическая машина обратима: генератор может служить двигателем, и наоборот. Ротор обычного асинхронного электродвигателя после случайного отключения одной из обмоток продолжает вращаться, причем между выводами отключенной обмотки имеется ЭДС. Это явление дает возможность использовать трехфазный асинхронный электродвигатель для преобразования однофазного напряжения в трехфазное. Схема № 1. Например, обычный трехфазный асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором для этого применил С. Гуров (с. Ильинка Ростовской обл.). У этого двигателя так же, как и у генератора, имеются: ротор; три статорные обмотки, сдвинутые в пространстве на угол 120°. Подадим на одну из обмоток однофазное напряжение. Ротор двигателя не сможет самостоятельно начать вращение. Ему необходимо каким-либо способом дать начальный толчок. Далее он будет вращаться за счет взаимодействия с магнитным полем одной обмотки статора. Вывод. Магнитный поток вращающегося ротора наведет ЭДС индукции в двух других статорных обмотках, т. е. недостающие фазы будут восстановлены. Ротор можно заставить вращаться, например, при помощи устройства с пусковым конденсатором. Кстати, его емкость не обязательно должна быть большой, так как ротор асинхронного преобразователя приводится в движение без механической нагрузки на валу. Один из недостатков такого преобразователя - неодинаковые фазные напряжения, что приводит к снижению КПД самого преобразователя и двигателя-нагрузки. Если дополнить устройство автотрансформатором соответствующей мощности, включив его, как показано на рис. 1, можно добиться приблизительного равенства фазных напряжений, переключая отводы. В качестве магнитопровода автотрансформатора был использован статор неисправного электродвигателя мощностью 17 кВт. Обмотка - 400 витков эмалированного провода сечением 4-6 мм2 с отводами после каждых 40 витков. Рис. 1. Принципиальная схема преобразователя В качестве электродвигателей преобразователей лучше использовать «тихоходные» двигатели (до 1000 об/мин.). Они очень легко запускаются, отношение пускового тока к рабочему у них гораздо меньше, чем у двигателей с частотой вращения 3000 об/мин., а следовательно, «мягче» нагрузка на сеть. Правило. Мощность двигателя, используемого в качестве преобразователя, должна быть больше, чем подключаемого к нему электропривода. Первым всегда следует запускать преобразователь, а затем подключать к нему потребители трехфазного тока. Выключают установку в обратной последовательности. Например, если преобразователем служит двигатель на 4 кВт, мощность нагрузки не должна превышать 3 кВт. Преобразователь мощностью 4 кВт, рассмотренный выше и изготовленный С. Гуровым, используется в его личном хозяйстве уже несколько лет. От него работают пилорама, крупорушка, точильный станок. Схемы № 2-4. Под действием магнитного поля статора в короткозамкнутой обмотке ротора асинхронного двигателя протекают токи, превращающие ротор в электромагнит с явно выраженными полюсами, индуктирующий напряжение синусоидальной формы в обмотках статора, в том числе не подключенных к сети. Сдвиг фаз между синусоидами в разных обмотках зависит только от расположения последних на статоре и в трехфазном двигателе в точности равен 120°. Примечание. Основное условие превращения асинхронного электродвигателя в преобразователь числа фаз - вращающийся ротор. Поэтому его следует предварительно раскрутить, например, с помощью обычного фазосдвигающего конденсатора. Емкость конденсатора рассчитывают по формуле: C=k*Iф/Uсети где к = 2800, если обмотки двигателя соединены звездой; к = 4800, если обмотки двигателя соединены треугольником; Iф - номинальный фазный ток электродвигателя, А; Uceти - напряжение однофазной сети, В. Можно применять конденсаторы МБГО, МБГП, МБГТ К42-4 на рабочее напряжение не менее 600 В или МБГЧ К42-19 на напряжение не менее 250 В. Примечание. Конденсатор нужен только для пуска двигателя-генератора, затем его цепь разрывают, а ротор продолжает вращаться, поэтому емкость фазосдвигающего конденсатора не влияет на качество генерируемого трехфазного напряжения. К обмоткам статора можно подключить трехфазную нагрузку. Если ее нет, энергия питающей сети расходуется лишь на преодоление трения в подшипниках ротора (не считая обычных потерь в меди и железе), поэтому КПД преобразователя довольно велик. В качестве преобразователей числа фаз автором схем Клейменовым В. было испытано несколько различных электродвигателей. Те из них, обмотки которых соединены звездой, с выводом от общей точки (нейтралью) подключали по схеме, показанной на рис. 2. В случае соединения обмоток звездой без нейтрали или треугольником применяли схемы, показанные, соответственно, на рис. 3 и рис. 4. Рис. 2. Схема преобразователя, обмотки двигателя в котором соединены звездой, с выводом от общей точки (нейтралью) Рис. 3. Схема преобразователя обмотки двигателя в котором соединены звездой без нейтрали Рис. 4. Схема преобразователя; обмотки двигателя в котором соединены треугольником Во всех случаях двигатель, запускали, нажав на кнопку SB1 и удерживая ее в течении 15 С, пока частота вращения ротора не достигнет номинальной. Затем замыкали выключатель SA1, а кнопку отпускали. Схемы № 5. Обычно концы обмоток асинхронного трехфазного электродвигателя выведены на трех- или шестиклеммную колодку. Если колодка трехклеммная, значит, фазные статорные обмотки соединены звездой или треугольником. Если же она шестиклеммная, фазные обмотки не подключены друг к другу (Я. Шаталов, п. Ирба Красноярского края). В последнем случае важно правильно их соединить. При включении звездой одноименные выводы обмоток (начало или конец) следует объединить в нулевую точку. Для того чтобы соединить обмотки треугольником, необходимо: ♦ конец первой обмотки соединить с началом второй; ♦ конец второй - с началом третьей; ♦ конец третьей - с началом первой. А как быть, если выводы обмоток электродвигателя не маркированы? Тогда поступают следующим образом. Омметром определяют три обмотки, условно обозначив их I, II и III. Чтобы найти начало и конец каждой из них, две любые соединяют последовательно и подают на них переменное напряжение 6-36 В. К третьей обмотке подключают вольтметр переменного тока (рис. 5). Рис. 5. Схема подключения вольтметра для определения обмоток Наличие переменного напряжения свидетельствует о том, что обмотки I и II включены согласно, а отсутствие напряжения - встречно. В последнем случае выводы одной из обмоток следует поменять местами. После этого отмечают начало и конец обмоток I и II (одноименные выводы обмоток I и II на рис. 5 отмечены точками). Чтобы определить начало и конец обмотки III, меняют местами обмотки, например, II и III, и по описанной выше методике повторяют измерения. www.smoldomrem.ru В своем доме, гараже, на даче... в различных устройствах очень часто приходится применять сравнительно дорогой электродвигатель. Но так как в сети фаза и ноль, то и электродвигатель должен быть однофазным. С другой стороны, у людей осталось немалое количество трехфазных электродвигателей со старых времен... Преобразователи однофазного напряжения в трехфазное Радиолюбители, электрики давно научились включать трехфазные электродвигатели в однофазную сеть, но вот беда - при этом электродвигатель теряет 50% номинальной мощности на валу, да и такое включение трехфазных электродвигателей большой мощности и высокооборотистых иногда проблематично. А что, если трехфазный электродвигатель рассчитан на частоту питающей сети 400 Гц? Выход один - конструирование преобразователей однофазного напряжения в трехфазное. Этому вопросу я посвятил немало времени. Сначала в [1] я спроектировал трехфазный инвертор тока, в системе управления силовой частью которого применил кольцевой счетчик с коэффициентом деления частоты 6. Но вся беда в том, что в обычном кольцевом счетчике сбои, вызванные лишними или недостающими кодовыми единицами в кольце вследствие воздействия импульса помехи не самоустранимы. В [2] я решил эту проблему, разработав кольцевой счетчик с автоматической коррекцией исходного состояния, при этом, естественно, усложнив и так не очень-то простую систему управления силовой частью трехфазного инвертора тока. Затем в [3] я спроектировал обычные цифровые счетчики с произвольным коэффициентом пересчета и на базе этих счетчиков разработал очень простую систему управления силовой частью трехфазного преобразователя напряжения. Принципиальная схема этой системы управления изображена на рис. 1, а временные диаграммы напряжений в ее характерных точках показаны на рис. 2. Генератор прямоугольных импульсов с частотой следования импульсов 300 Гц, которая подстраивается подбором сопротивления резистора R1, построен на логических элементах DD1.1 и DD1.2. На микросхемах DD2 и DD3 собран цифровой счетчик с коэффициентом деления частоты 6. Принцип работы счетчика с коэффициентом пересчета 6 поясняют временные диаграммы напряжений в характерных точках, показанные на рис. 2. Предположим, счетчик DD3 находится в нулевом состоянии. В этом случае на выходе Q1 счетчика присутствует уровень лог.1, на всех остальных выходах - уровень лог.0. На логических элементах ИЛИ-НЕ DD2.3, DD2.4 построен RS-триггер. Итак, в исходном состоянии на выводе 1 DD2.3 уровень лог.0, на выводе 13 DD2.4 - уровень лог.1, на выходе RS-триггера (вывод 11 DD2.4) и, соответственно, на входе R счетчика DD3 - уровень лог.0, разрешающий работу данного счетчика. Положительным фронтом первого тактового импульса уровень лог.1 исчезает с выхода счетчика Q0 и появляется на выходе Q1. На выводе 1 DD2.3 по-прежнему уровень лог.0, на выводе 13 DD2.4 - также уровень лог.О, следовательно, на выводе 11 DD2.4 и, соответственно, на входе R счетчика DD3 по-прежнему остается уровень лог.О. По истечении действия первого тактового импульса состояние RS- триггера не меняется (на выходе Q0 по-прежнему уровень лог.О и, соответственно, уровень лог.О остается и на выводе 1 DD2.3, и на выводе 13 DD2.4 данного триггера). Такое правильное "безобразие" будет продолжаться до прихода положительного фронта седьмого тактового импульса. Приход данного импульса обеспечит появление уровня лог.1 на выходе Q6 счетчика DD1 и, соответственно,на выводе 1 DD2.3. Это приведет к тому, что на входе R счетчика DD3 появится уровень лог.1, счетчик обнулится, на выходе Q0 появится уровень лог.1, что практически мгновенно обеспечит снятие уровня лог.1 со входа R счетчика DD3, счетчик начнет считать тактовые импульсы по вышеописанному алгоритму. Таким образом, на микросхемах DD2, DD3 организован счетчик импульсов с коэффициентом пересчета 6. На диодах VD6, VD7 и резисторе R3 реализована логическая схема "ИЛИ". Счетчик DD3 устанавливается в исходное ("нулевое") состояние по приходу каждого шестого положительного импульса мультивибратора,построенного на логических элементах DD1.1, DD1.2 (с выхода Q6 счетчика DD3) или при включении в сеть источника питания системы управления за счет появления на минусовой обкладке конденсатора С5 уровня лог.1 при его зарядке через резистор R3. Формирование необходимых импульсов Uy1...Uy6 для управления тринисторами силовой части трехфазного инвертора тока производится логическими элементами DD1.3, DD1.4, DD4.1.. .DD4.4 и транзисторными каскадами на VT2.. .VT7. Схема стабилизированного источника питания +12 В в комментариях не нуждается. Печатная плата системы управления тринисторами силовой части трехфазного инвертора тока выполнена из двухстороннего фольгированного стеклотекстолита и изображена на рис. 3. Ну а теперь о самом сложном - силовой части трехфазного инвертора тока. Схема силовой части преобразователя показана на рис. 4 (трехфазный инвертор тока). Из-за большой индуктивности сглаживающего дросселя Ld ток инвертора Id можно считать идеально сглаженным. Положительным импульсом Uy1 ...Uy6 открываются тиристоры VS1 ...VS6. Конденсаторы Ск- коммутирующие. Они служат для создания запирающего напряжения на тиристорах. Формулы для расчета трехфазного мостового инвертора тока: Выходное фазное напряжение: иф = Е nTp/2,34cos(3, где: (3 = (1,4...2)dKp; бкр = 360°Квыкл; бкр - угол восстановления запирающих свойств тиристора; f - выходная частота инвертора; 1выкл - паспортное время выключения тиристоров; птр - коэффициент трансформации трансформатора. Максимальное напряжение на конденсаторе Ск: Uc макс. = 1,4Е. Емкость фазового конденсатора: Ск = 1н п2тр (tgd coscpH + sin(pH)/uh 27tf. Значение угла (3 выбирается из условия получения необходимого выходного напряжения Uh, где фн -угол сдвига фаз между Uh и Ih: срн = arctg (2jd Lh/Rh). Индуктивность на входе Ld: Ld > E[1-cos(|3+7i/6)]coscp/72fPH cos(3, если [ктг/б; Ld > Е2sin2(3/144f Рн cos2(3, если (3>я/6. Среднее значение тока, потребляемого от источника питания: ld=ph/Ud. Максимальное прямое и обратное напряжения на тиристоре: ипр.макс = 1,41ил; иобр.макс. = 1,41 ил sin(3. Среднее, максимальное и действующее значения токов, проходящих через тиристоры: Ivcp = Id/3 = Рн/ЗЕ; |умакс = Id; lv = Id/1,41. Активные Рн и реактивные Qh мощности, потребляемые инвертором (суммарные и фазные): Ри = Рн = ЗРи.ф = ЗРн.ф = Pd = Е Ld; (Эй = ЗОи.ф = ЗРи.ф tg(3; Qh = ЗОн.ф = ЗРн.ф tgcpH; Qc = Qh+Qh = ЗОс.ф, где Рн, Ри.ф, (Эй, Ои.ф - суммарные и фазные активные и реактивные мощности нагрузки; Qc и Ос.ф - суммарная и фазная реактивная мощность конденсаторов Ск. Чтобы получить положительную полуволну линейного напряжения Ua6, необходимо, чтобы были открыты тиристоры VS1 и VS4 (рис. 4), чтобы получить отрицательную полуволну - VS2 и VS3. Чтобы получить положительную полуволну линейного напряжения U6c, необходимо, чтобы были открыты тиристоры VS3 и VS6, чтобы получить отрицательную полуволну - VS4 и VS5. Чтобы получить полуволну линейного напряжения Uac, необходимо, чтобы были открыты тиристоры VS2 и VS5, чтобы получить отрицательную полуволну - VS1 и VS6. Получение необходимых импульсов управления тиристорами обеспечивается системой управления, схема которой показана на рис. 1. Силовая часть преобразователя постоянного напряжения в трехфазное переменное, изображенная на рис. 5а, выгодно отличается от силовой части, изображенной на рис. 4, отсутствием трехфазного трансформатора. Данная силовая часть представляет собой трехфазный мостовой параллельный инвертор тока. Во входной цепи инвертора включен дроссель Ld, индуктивность которого велика (в пределе Ld = благодаря чему входной ток id идеально сглажен, а ток через тиристоры имеет прямоугольную форму (рис. 56). Порядок работы тиристоров в схеме: VS1, VS4; VS1, VS6; VS3, VS6; VS3.VS2; VS5, VS2; VS5, VS4; VS1, VS4... Каждый тиристор (например, VS1) работает 60° в паре с одним (VS4), а 60° - в паре с другим (VS6), то есть одновременно работают два тиристора: один в анодной и один в катодной группах. Коммутация в схеме осуществляется с помощью коммутирующих конденсаторов С1 ...СЗ, соединенных в треугольник (как показано на рис. 5а) или в звезду. На рис. 6 показана схема автотрансформатора для силовой части трехфазного преобразователя напряжения, собранного из трех силовых трансформаторов ТС-270 (телевизоров УЛПЦТ). Для изготовления автотрансформатора Т1 из трех трансформаторов ТС-270 необходимо удалить все вторичные обмотки и экранирующую фольгу этих трансформаторов, оставив первичную обмотку. Первичная обмотка трансформатора ТС-270 содержит 318 витков (2x270) эмалированного провода диаметром 0,91 мм. Необходимо намотать на каждый из трех трансформаторов 2 обмотки по 82 витка проводом ПЭЛ или ПЭВ диаметром 1,5 мм. После изготовления трансформаторов необходимо подключить параллельно их первичные обмотки и подать на них напряжение сети. Если фазировка обмоток (начало - конец) не совпадает, необходимо поменять местами концы первичной обмотки одного из трансформаторов. Вторичные обмотки изготовленных трансформаторов необходимо соединить последовательно, также соблюдая фазировку обмоток. Литература 1. Маньковский А.Н. Преобразователь напряжения аккумулятора в трехфазное напряжение 380 В. - Электрик, №7, 2001 г. 2. Маньковский А.Н. О включении электродвигателей в однофазную сеть. - Электрик, №1, 2004 г. 3. Маньковский А.Н. Счетчики с произвольным коэффициентом деления. - Радиосхема, №2, 2007 г. Александр Маньковский пос. Шевченко Донецкой обл. cxema.my1.ru Электропитание Главная Этот преобразователь разработан автором для питания маломощного трёхфазного электродвигателя в приводе диска рекордера механической звукозаписи. Он обеспечивает три фиксированные частоты вращения диска - 33 1/3, 45 и 78 об/мин. С небольшими переделками преобразователь можно использовать для питания трёхфазных и двухфазных асинхронных электродвигателей мощностью до 1000 Вт как с постоянной, так и с регулируемой частотой вращения. Регулирование частоты вращения асинхронных электродвигателей возможно только изменением частоты питающего напряжения. Но при снижении частоты необходимо пропорционально уменьшать питающее напряжение во избежание перегрева обмоток и, наоборот, с ростом частоты повышать напряжение для поддержания мощности на валу. В устройстве [1] применён регулируемый автотрансформатор (ЛАТР), с его помощью изменяется напряжение, от которого зависит амплитуда прямоугольных импульсов заданной частоты, подаваемых на обмотки двигателя. В устройстве [2] амплитуда этих импульсов остаётся постоянной, но изменяется их скважность, что тоже приводит к нужному результату. Недостаток первого устройства - громоздкий автотрансформатор, а второго - слишком сложная схема. В предлагаемом вниманию читателей преобразователе однофазного сетевого напряжения в трёхфазное, подаваемое на двигатель, указанные недостатки устранены. Он содержит регулируемый симистором выпрямитель и простую цифровую часть, вырабатывающую три последовательности симметричных прямоугольных импульсов, взаимно сдвинутых по фазе на 120о. Схема устройства изображена на рис. 1. Рис. 1. Схема устройства Регулируемый выпрямитель представляет собой, по существу, обычный симисторный регулятор, работающий на диодный выпрямительный мост со сглаживающим выпрямленное напряжение конденсатором. Он состоит из силового симистора VS2, симметричного динистора VS1 с пороговым напряжением 32 В, конденсаторов C2, C4, C6, C8. Переключателем SA1.2 выбирают один из трёх резисторов R7-R9, образующих с конденсатором C2 фазосдвигающую цепь, задерживающую момент открывания симистора относительно начала каждого полупериода. Точный расчёт сопротивления этих резисторов затруднён, поэтому они подобраны экспериментально в процессе налаживания преобразователя. От задержки открывания симистора зависит напряжение, до которого заряжаются конденсаторы C4 и C6. Этим напряжением питают мощные ключи на полевых транзисторах VT1-VT6, формирующие выходное трёхфазное напряжение. Демпфирующая цепь C8R11 снижает коммутационные помехи. А для того чтобы помехи не проникали в питающую сеть, преобразователь подключён к ней через фильтр Z1 DL-6DX1. Он состоит из двухобмоточного дросселя, нескольких конденсаторов и резистора, через который конденсаторы разряжаются после отключения устройства от сети. Для правильной работы фильтра его корпус должен быть заземлён - соединён с третьим контактом сетевой розетки. Резистор R6 предотвращает повреждение элементов выпрямителя в момент его включения в сеть. Дело в том, что в этот момент конденсаторы C4 и C6 ещё не заряжены. Импульс их зарядного тока, если его амплитуду ничем не ограничить, может вывести из строя либо диоды выпрямительного моста VD1, либо симистор VS2. Резистор R6 ограничивает амплитуду этого импульса приблизительно до 40 А, допустимых для диодного моста и симистора. Конечно, для ограничения тока можно было применить терморезистор с большим отрицательным ТКС, но подходящих терморезисторов в продаже не нашлось, хотя в каталогах производителей они имеются. Поэтому в качестве R6 применён проволочный резистор С5-35В-7,5 Вт (ПЭВ-7,5). Не стоит заменять его импортным проволочным резистором. Например, резистор фирмы Uni-Ohm сопротивлением 5 Ом и мощностью 5 Вт при включении устройства в сеть мгновенно сгорает. Разборка этого резистора показала, что в нём на керамический каркас размером с резистор МЛТ-0,5 намотан короткий отрезок чрезвычайно тонкого высокоомного провода, выдерживающего ток не более 2...3 А. Рассеивание постоянной мощности, равной номинальной, обеспечено хорошим отводом выделяемого проводом тепла через внешнюю керамическую оболочку резистора и её заполнитель. Но кратковременную перегрузку во много раз такой резистор выдержать не может. Резистор R2 нужен для правильной работы симистора VS2. Как известно, чтобы симистор закрылся, разность потенциалов между его электродами 1 и 2 должна стать нулевой. Однако этого не происходит при работе симистора на выпрямительный мост со сглаживающим конденсатором большой ёмкости. Этот эффект и устраняет резистор R2. Его сопротивление может находиться в широких пределах, но при слишком большом его значении симистор перестаёт закрываться в конце каждого полупериода. Цифровая часть устройства состоит из задающего генератора на микросхеме DA1, распределителя импульсов на счётчике Джонсона DD1, формирователя трёхфазной импульсной последовательности на элементах 3ИЛИ микросхемы DD2, трёх драйверов полумоста DA3-DA5 и шести ключей на полевых транзисторах VT1-VT6, образующих трёхфазный мост. Частота генерируемых микросхемой XR2206CP (DA1) импульсов определяется простой зависимостью F = 1/(R·C1) , где R - сумма сопротивления постоянного резистора (одного из R3-R5, выбранного переключателем SA1.1, спаренным с SA1.2) и введённого сопротивления переменного резистора R1. Следует иметь в виду, что эта частота должна в шесть раз превышать частоту выходного трёхфазного напряжения. В рекордере для механической звукозаписи диск должен иметь три фиксированные скорости вращения - 78, 45 и 33 1/3 об/мин, а для этого с учётом передаточного числа механизма его двигатель нужно питать трёхфазным напряжением частотой соответственно 18,52, 10,68 и 7,917 Гц. Частота задающего генератора преобразователя должна быть в шесть раз выше этих значений - 111,2, 64,1 и 47,5 Гц. Именно для этих частот на схеме указаны номиналы резисторов R3-R5 (из стандартного ряда E96). При этом учтено, что последовательно с ними включается переменный резистор R1, сопротивление которого в среднем положении - 3,4 кОм. С его помощью точно устанавливают частоту вращения диска по стробоскопическим меткам на ободе. Диоды VD3-VD5 совместно с конденсаторами C10-C12 образуют бутстрепные цепи для питания драйверов "верхних" ключевых полевых транзисторов трёхфазного моста, а резисторы R12-R17 ограничивают импульсный ток затворов транзисторов VT1-VT6. Дело в том, что мощные полевые транзисторы имеют входную ёмкость, исчисляемую тысячами пикофарад. Для предотвращения очень большого тока перезарядки этой ёмкости и служат упомянутые резисторы. Для эффективного ограничения тока сопротивление этих резисторов должно быть как можно больше, но чрезмерное увеличение затягивает процессы переключения транзисторов, что приводит к бесполезному расходу мощности на их нагрев. Мощность, которую преобразователь может отдать в нагрузку, определяется мощностью выпрямителя и качеством отвода тепла от транзисторов VT1-VT6. В описываемой конструкции был применён теплоотвод от процессора "Пентиум", способный рассеять при обдуве мощность около 30 Вт. Это значит, что в нагрузку может быть передана мощность до 1000 Вт. Подбирая номиналы элементов, от которых зависит частота задающего генератора, частоту генерируемого напряжения можно изменять в широких пределах, ограниченных только возможностями питаемого двигателя. Кроме того, для каждого значения частоты необходимо установить оптимальное напряжение питания двигателя, подбирая резистор фазосдвигающей цепи симисторного регулятора такого сопротивления, при котором двигатель работает не перегреваясь. Внешний вид собранного преобразователя показан на рис. 2. Так как элементы преобразователя гальванически связаны с сетью 230 В, при работе с ним следует соблюдать меры электробезопасности, прочитать о которых можно в [3]. Рис. 2. Внешний вид собранного преобразователя При отсутствии микросхемы функционального генератора XR2206CP задающий генератор можно построить по типовой схеме на интегральном таймере NE555 или его отечественном аналоге КР1006ВИ1. Вместо микросхемы CD4075BE можно установить К561ЛЕ10 (три элемента 3ИЛИ-НЕ). К сожалению, отечественного аналога драйвера IR2111 не существует. По описанному принципу несложно построить не только трёхфазный, но и двухфазный преобразователь. Достаточно изменить схему формирователя импульсных последовательностей согласно рис. 3. Элемент микросхемы DD2.3, микросхема DA5, транзисторы VT5 и VT6 и связанные с ними компоненты в этом случае не используются. Рис. 3. Изменённая схема формирователя импульсных последовательностей Примечание. Подборку резисторов R7-R9 в симисторном регуляторе удобно производить, включив амперметр постоянного тока в цепь нагрузки регулируемого выпрямителя. Ток, потребляемый от выпрямителя, при любой частоте вращения вала двигателя не должен отличаться более чем на 10 % от его значения при номинальном по частоте и напряжению режиме работы двигателя. Литература 1. Мурадханян Э. Управляемый инвертор для питания трёхфазного двигателя. - Радио, 2004, № 12, с. 37, 38. 2. Калашник В., Черемисинова Н. Преобразователь однофазного напряжения в трёхфазное. - Радио, 2009, № 3, с. 31-34. 3. Осторожно! Электрический ток! - Радио, 2015, № 5, с. 54. Автор: В. Хиценко, г. Санкт-Петербург Дата публикации: 28.11.2015 Вы можете оставить свой комментарий, мнение или вопрос по приведенному вышематериалу: www.radioradar.net Среди поделок домашних умельцев часто встречаются станки и механизмы для обработки дерева, заточки инструментов, высверливания отверстий, измельчения круп, которые работают от асинхронных электродвигателей в бытовой сети 220 вольт. Это уже практически вторая жизнь этих изделий. Первоначально они создавались для работы в составе промышленного оборудования и запитывались от трех фаз переменного тока с напряжением 380 вольт. Относительная простота конструкции, надежность в работе, удобное управление удобными электромеханическими схемами, высокий ресурс при соблюдении условий эксплуатации делают эти двигатели привлекательными для мастеров. Почему это происходит рассказывается в этой статье, а как учесть особенности трехфазной конструкции для оптимальной переделки схемы читайте в ее продолжении. Для этого можете подписаться на получение новостей сайта. Форма расположена в правой колонке страницы. Электродвигатель выполнен из двух отдельных частей: Они между собой механически соединяются посредством подшипников, отделены очень небольшим рабочим зазором. Для переделки двигателя на однофазное питание достаточно внести изменения в схеме подключения статора, а ротор трогать нет надобности. Поэтому его конструкцию рассматривать не будем. Статор изготавливается в виде корпуса с вмонтированными: Силовые кабели питания для подключения к схеме заводятся на клеммник. Его конструкция обычно содержит перемычки для изменения схемы подключения обмоток, но может быть и без них, как показано на фотографии. Его будем рассматривать на примере схемы звезды, ибо отличительные черты, особенности для треугольника сказываются незначительно. Для понимания происходящих процессов при работе их можно не учитывать. Под действием приложенной ЭДС в обмотках, обладающих маленьким активным сопротивлением и равным индуктивным, создаются симметричные синусоидальные токи, повторяющие форму векторов напряжений. Более наглядно эти процессы принято показывать расположением векторных величин на единичной комплексной плоскости. Поскольку вектора напряжений сети вращаются с промышленной частотой, то токи статора, повторяя это движение, создают вращающееся магнитное поле, которое воздействует на ротор, раскручивает его. Симметричная конструкция статора обеспечивает создание от каждой обмотки одинаковых сил индукции, равномерно приложенных к ротору. Эти принципы заложены в основу работы двигателя при питании током от трехфазной схемы. Далее рассмотрим, как они выполняются при питании от однофазной цепи. У домашнего мастера нет трех фаз напряжения, ему приходится обходиться одной. Если ее подать только в одну обмотку, то теоретически ротор можно раскрутить. Но пользу от этого извлечь не получиться: слишком маленькая механическая мощность не позволит совершать полезную работу. Подключение одного и того же напряжения во все три обмотки тоже не имеет смысла. Из одной фазы необходимо делать три или хотя бы две. Для этих целей создают преобразователь. Существующие в продаже инверторные установки, использующие сложные электрические схемы, большие алгоритмы и микропроцессорную технику для подобного преобразования, мы специально сейчас не рассматриваем. Это отдельная тема. Преобразовать напряжение из одной фазы можно за счет: Для работы в цепях переменного тока лучше подходят металлобумажные конструкции конденсаторов с марками МБГП, МБГО, КБГ и других подобных с напряжением от 400 вольт и более. Из них методом параллельного подключения набирают определенную емкость. Использование конденсатора для запуска двигателя основано на опережении угла тока, проходящего через емкость, относительно вектора приложенного напряжения на девяносто градусов. При этом угол тока не доходит до оптимальной величины на 30O. На индуктивном сопротивлении ток отстает от вектора напряжения на такие же углы. Сами дроссели в готовом для запуска двигателя виде промышленностью практически не создаются. Их требуется изготовить, приложить определённые усилия для выполнения расчётов, сборки, наладки. Это не всем мастерам по силам. Объясним его на примере двух обмоток схемы звезды с разобранной нейтралью, когда в них поочередно подается один вектор напряжения, но с разной полярностью. Пользуясь поодиночке любым из трех рассмотренных способов невозможно обеспечить равномерное распределение векторов тока по обмоткам ни по углу, ни по амплитуде. Всегда возникает перекос. Поэтому для создания полноценных условий работы двигателя необходимо использовать все три способа в комплексе. Многочисленные экспериментаторы создали более двух десятков отличающихся схем, но к единому мнению исследователи так и не пришли. Одним из лучших методов создания преобразователя трехфазного напряжения является: Хочется обратись внимание на последний пункт. Им часто пренебрегают, а зря. Одинаковые по величине токи формируют такие же силы индукции, образующие пропорциональные крутящие моменты. Нагрузка на ротор должна прикладываться не только симметрично, но и равномерно. Одна из оптимальных схем преобразователя напряжения, учитывающая выполнение перечисленных условий, представлена на нижерасположенной картинке. Но, подобная схема не нашла практического применения по ряду причин: Особенно огорчает последний пункт, когда работу простого станка, созданного по сложной схеме своими руками за длительное время, требуется платить деньги, как за пользование сварочным оборудованием. Это настолько огорчает домашнего мастера, что он отказывается от дальнейшей эксплуатации созданного им устройства. Промышленные предприятия тоже не используют этот метод из-за низкой экономической эффективности. Продолжение темы, рассказывающей об оптимальных вариантах переделки асинхронного двигателя для его подключения к однофазной сети переменного тока, читайте в следующей статье. Рекомендуем не пропустить ее. Сейчас подошло время, чтобы подписаться на нашу рассылку. А для закрепления материала рекомендуем просмотреть старый учебный фильм советских времен, хорошо рассказывающий об общем устройстве асинхронного двигателя и прекрасно объясняющий принципы его работы. Возникающие у вас вопросы задавайте в комментариях. housediz.ru Сегодня в быту находят широкое применение различные устройства, для питания которых требуется трехфазное напряжение. Но бытовая сеть, как правило, однофазная. Поэтому возникает потребность преобразовать однофазное напряжение в трехфазное. Авторы предлагают один из вариантов такого преобразователя. Известны различные преобразователи однофазного напряжения в трехфазное. В [1] описан аппарат, выполненный на основе асинхронного трехфазного двигателя, как и любая электрическая машина обратимого: генератор может служить двигателем, и наоборот. Недостатки такого преобразователя — значительный "перекос" фаз, а также то, что мощность двигателя-преобразователя должна быть больше, чем питаемого от него электрооборудования. Управляемый полупроводниковый инвертор для питания трехфазного двигателя предложен в [2]. Его недостаток заключен в применении регулируемого автотрансформатора для изменения выходного трехфазного напряжения. Но некоторые его узлы (устройства управления выходными ключами, питаемые бутстрепным способом) очень хорошо работают и поэтому использованы и в разработанном нами устройстве. Источник питания трехфазного электродвигателя от однофазной сети с регулировкой частоты вращения рассмотрен в [3]. Но для питания "верхних" и "нижних" транзисторов его выходных ключей требуются отдельные источники напряжения. Сами ключи выполнены на биполярных транзисторах, имеющих большое внутреннее сопротивление в режиме насыщения. Предлагаемый преобразователь однофазного напряжения в трехфазное лишен недостатков устройств, описанных в [2] и [3]. Его общая схема представлена на рис. 1. Выходы формирователя трехфазных импульсных последовательностей А1 соединены с входами трех одинаковых мощных коммутаторов А2.1, А2.2 и А2.3, к выходам которых и подключают трехфазную нагрузку. Коммутаторы питаются выпрямленным с помощью диодного моста VD1 напряжением однофазной сети 220 В. Конденсаторы С2 и СЗ — сглаживающие. К сети подключен и "электронный трансформатор" для питания галогенных ламп U1 — преобразователь сетевого напряжения в импульсное амплитудой 15В и частотой 45 кГц. Его выходное напряжение выпрямляет мост из высокочастотных выпрямительных диодов VD2—VD5. Конденсатор С1 сглаживает пульсации выпрямленного напряжения, которым питаются электродвигатели М1—МЗ вентиляторов, обдувающих теплоотвод, на котором размещены мощные транзисторы коммутаторов А2.1—А2.3. Вентиляторы — типоразмера 80x80 мм от компьютера. Напряжением 12 В с выхода интегрального стабилизатора DA1 питают формирователь А1 и маломощные узлы коммутаторов А2.1—А2.3. Примененная в качестве DA1 микросхема KIA7812AP1505 отличается тем, что имеет изолированный корпус. Это позволяет крепить ее непосредственно на шасси устройства, используя его в качестве теплоотвода. Схема формирователя А1 изображена на рис. 2. Генератор тактовых импульсов собран на таймере DA1 КР1006ВИ1 по схеме мультивибратора. Их частоту регулируют переменным резистором R1.1, а одновременно установленный с ним на одной оси переменный резистор R1.2 изменяет скважность импульсов. С повышением частоты длительность импульсов на выходе задающего генератора должна уменьшаться. ЛИТЕРАТУРА1. Клейменов В. Электродвигатель— преобразователь однофазного напряжения в трехфазное. — Радио, 2002, № 1,с. 28, 29.2. Мурадханян Э. Управляемый инвертор для питания трехфазного двигателя. — Радио, 2004, № 12, с. 28, 29.3. Нарыжный В. Источник питания трехфазного электродвигателя от однофазной сети с регулировкой частоты вращения. — Радио, 2003, № 12, с. 35—37. В. КАЛАШНИК, Н. ЧЕРЕМИСИНОВА, г. ВоронежРадио №3, 2009 radiofanatic.ru Устройство предназначено для энергоснабжения различной аппаратуры, а также трехфазных электродвигателей от однофазной электродвигателей от однофазной электросети. Преобразование осуществляется за счет того, что в среднем стержне трехстержневого трансформатора возбуждают магнитный поток от однофазного источника питания, в одном из крайних стержней возбуждают противодействующий магнитный поток посредством короткозамкнутой обмотки, основным и результирующим магнитными потоками индуктируется электродвижущие силы во вторичных обмотках, размещенных на крайних стержнях, подключаемую нагрузку соединяют по схеме тругольника, а для получения третьей электродвижущей силы геометрически вычитают электродвижущие силы, индуктируемые во вторичных обмотках. Техническим результатом является упрощение и снижение массогабаритных показателей. 2 c.п. ф-лы, 2 ил. Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при создании трехфазных источников питания, предназначенных для энергоснабжения различной аппаратуры, а также трехфазных электродвигателей от однофазной электросети. Формула изобретения РИСУНКИ www.findpatent.ruОднофазное подключение для трехфазного двигателя: обзор способов. Трехфазное из однофазного схема
Трехфазное напряжение из однофазного за 5 минут
Понадобится
Схема расщепителя фаз
Как реализовано
Запуск системы
Что это дает и как работает?
Смотрите видео
Как преобразовать однофазную сеть в трехфазную для подключения двигателя
Преобразователи однофазного напряжения в трехфазное - Источники питания (прочие полезные конструкции) - Источники питания
Три фазы — из одной
Радиолюбителю Электропитание
Однофазное подключение для трехфазного двигателя: обзор способов
Однако, при переделке схемы и подключении двигателя в работу от однофазной сети встречается много технических трудностей, а конечный результат часто разочаровывает, не оправдывает ожидания домашнего мастера.Как устроен и работает трехфазный двигатель
Конструкция
Провода обмоток выводятся на клеммные болты для подключения внешней сети. У отдельных моделей часть соединений может быть спрятана внутри корпуса, а на клемму приходить одной общей жилой. Этот прием иногда используется на двигателях с обмотками, смонтированными по схеме звезды. Второй способ их соединения называется треугольником.
Начало навивки каждой обмотки производители обозначают C1, C2, C3 или h2, h3, h4, а их окончания C4, C5, C6 или K1, K2, K3. Встречаются и другие способы заводской маркировки, особенно на двигателях последних моделей или иностранной сборки.
Принцип работы
На каждую обмотку (а они разнесены на 120 градусов), подводится собственное фазное напряжение. В своей симметричной системе эти вектора разведены на такой же угол.
Каждый ток, проходящий по своей обмотке, образует электромагнитное поле, индуцирующее в роторе токи, создающие собственное магнитное поле.Особенности работы трехфазного двигателя от однофазного напряжения
Принципы работы конденсаторных сборок
Применять модели электролитических конструкций крайне нежелательно из-за опасности их взрыва при нагреве. Как вариант, можно использовать специальные схемы подключения, учитывающие полярность пропускаемого через них тока и ограничивающие его амплитуду. Но, это сложно и не очень надежно.Принципы работы дроссельных устройств
В обеих ситуациях возникает не достающий до оптимального поворота вектора сектор, выделенный на картинке желтым цветом. Он влияет на возникновение противодействующих моментов, создающих торможение, снижает механическую мощность.Принципы изменения полярности входного напряжения
В итоге образуются два разных вектора тока, сдвинутых по углу. Даже такое небольшое смещение позволяет влиять на работу двигателя.Принципы использования комплексного метода
Когда этот принцип нарушается, то двигателю создаются неблагоприятные условия нагрузки.
Для ее реализации необходимо изготовить дроссель сложной конструкции с регулируемым воздушным зазором, который первоначально своими секциями перераспределяет напряжение по отдельным цепочкам для последующего изменения.
Преобразователь с таким подключением дросселя создает устойчивую работу двигателя под номинальными нагрузками, обеспечивает относительно небольшие потери энергии при вращении ротора.Преобразователь однофазного напряжения в трехфазное
Подробности Категория: Источники питания 
Тактовые импульсы поступают на вход счетчика DD2, на выходах которого поочередно на один период повторения импульсов устанавливается высокий уровень напряжения. Поскольку уровень на входе СР счетчика низкий, изменение его состояния происходит по нарастающим перепадам импульсов на входе CN. С появлением высокого уровня на выходе 6 (выводе 5) и соединенном с ним входе R счетчик немедленно возвращается в состояние с высоким уровнем на выходе 0 (вывод 3), после чего цикл повторяется. Импульсы с выходов счетчика DD2 с помощью микросхемы DD3 преобразуются в три последовательности импульсов длительностью три такта, повторяющихся с периодом шесть тактов. Последовательности взаимно сдвинуты во времени на треть периода (два такта). Элементами микросхемы DD4 эти последовательности инвертируют, а с помощью D-триггеров микросхемы DD6 задерживают относительно исходных. Для этого на вход С микросхемы DD6 поданы тактовые импульсы, причем изменение состояния триггеров происходит по их спадам. В результате импульсы на выходах микросхемы DD6 задержаны относительно входных на длительность тактового импульса. Из полученных описанным образом двенадцати импульсных последовательностей элементы микросхем DD1.1—DD1.4, DD5.1, DD5.2 формируют импульсы управления коммутаторами А2.1—А2.3. Коммутаторы выполнены по схеме, заимствованной из [2] и показанной на рис. 3. Выходные полевые транзисторы прототипа заменены на более мощные IGBT IRG4BC40U (остаточное напряжение — 1,7 В при токе 40 А) с демпфирующими диодами FR607. Все IGBT установлены через изолирующие прокладки на общем теплоотводе, обдуваемом вентиляторами (см. рис. 1). Размеры теплоотвода — 260x90 мм. 
На двусторонней печатной плате, изображенной на рис. 4, размещены, как показано на рис. 5, все элементы узлов А1, А2.1—А2.3, за исключением сдвоенного переменного резистора, IGBT и демпфирующих диодов. Обозначения элементов узлов А2.1—А2.3 на плате снабжены цифровыми префиксами, соответствующими номеру узла.
При указанных на схеме номиналах элементов тактового генератора частота формируемого трехфазного напряжения регулируется сдвоенным переменным резистором R1 от 31 до 52 Гц, а коэффициент заполнения соответственно от 66 до 92 %. Последнее позволяет избежать чрезмерного увеличения тока в обмотках электродвигателя при пониженной частоте питающего напряжения. Интервал регулирования частоты может быть сдвинут вверх уменьшением емкости конденсатора С1 в тактовом генераторе.
Для двигателя на номинальную частоту 50 Гц повышать частоту питающего напряжения выше 100 Гц не стоит. При этом частота вращения ротора приблизится к 6000 мин ', что опасно для подшипников. Если использовать преобразователь для питания строительных и сельскохозяйственных механизмов, двигатели которых рассчитаны на напряжение 36 В при частоте 200...400 Гц, то на диодный мост VD1 (см. рис. 1) нужно подать напряжение 36 В 50 Гц, а частоту тактового генератора в узле А1 соответственно увеличить.Добавить комментарий
Способ получения трехфазного напряжения из однофазного и преобразователь для его осуществления
от второго основного магнитного потока, замыкающего по сердечнику с одной обмоткой. Возбужденные магнитные потоки индуктируют во вторичных обмотках 3 и 4, размещенных на крайних стержнях трансформатора, электродвижущие силы, с фазовым сдвигом . Третью электродвижущую силу получают путем геометрического вычитания двух индуктируемых электродвижущих сил во вторичных обмотках, для чего трехфазную нагрузку соединяют по схеме треугольника и изменяют взаимное направление намотки вторичных обмоток. Для осуществления способа предложен преобразователь однофазного напряжения в трехфазном, содержащий трехстержневой трансформатор, первичную обмотку 1, размешенную на среднем стержне и присоединенную к однофазному источнику питания, короткозмкнутую обмотку 2, намотанную на одном из крайних стерней, на крайних стержнях размещены вторичные обмотки 3 и 4, к которым подключена трехфазная нагрузка, при этом, две ветви трехфазной нагрузки 5 и 6 присоединены между началом и концом каждой из вторичных обмоток, а третья нагрузочная ветвь 7 включена между началом первой вторичной обмотки 3 и концом второй вторичной обмотки 4, направления намотки которых на стержнях взаимно противоположны, а конец первой вторичной обмотки 3 и начало вторичной обмотки 4 объединены. Преобразователь однофазного напряжения в трехфазное работает следующим образом. Ток, протекающий по обмотке 1, возбуждает магнитный поток, который в крайних стержнях преобразователя разветвляется на два магнитных потока. Магнитный поток, пересекающий короткозамкнутую обмотку 2, индуктирует в последней электродвижущую силу, под действием которой, в результате протекания тока, возбуждается противодействующий магнитный поток. Противодействующий магнитный поток вызывает фазовый сдвиг между магнитными потоками Ф1 и Ф2 (фиг. 2) в крайних стержнях преобразователя. Пересекая вторичные обмотки 3 и 4, магнитные потоки индуктируют в них соответствующие электродвижущие силы EI и E2. Под действием электродвижущих сил EI и E2 в ветвях нагрузки 5, 6 будут протекать токи. Ток в нагрузочной ветви 7 будет протекать под действием электродвижущей силы E3, полученной в результате геометрического вычитания векторов электродвижущих сил Е1 и Е2, как показано на фиг.2. Использование указанного способа получения трехфазного напряжения из однофазного и преобразователя, реализованного в соответствии с данным способом, позволяет эффективно использовать габарит трехфазных электродвигателей при их питании от однофазной сети и существенно уменьшить расход меди и электротехнической стали при изготовлении преобразователя. Источники информации 1. Патент Российской Федерации 20472662, H 02 M 5/14, 1995 г. 2. Патент Российской Федерации 2014714, H 02 M 5/14, 1994 г.
интернет-магазин светодиодного освещения
Пн - Вс с 10:30 до 20:00
Санкт-Петербург, просп. Энгельса, 138, корп. 1, тк ''Стройдвор''
Поделиться с друзьями: