Електродвигуни – ПЕРЕТВОРЮВАЧ трифазної напруги З БЕНЗИНОВІ

В. Клейменов, м.Москва

    Трифазні електродвигуни в побуті й аматорського практиці приводять в дію самі різні механізми – циркулярну пилку, електрорубанок, вентилятор, свердлильний верстат, насос. Для живлення таких двигунів від однофазної мережі застосовують різні ємнісні або індуктивно-ємнісні фазосдвігающіе ланцюга. Непогано було б мати одну таку ланцюг для всіх двигунів, але зробити це не дозволяє необхідність змінювати параметри її елементів залежно від потужності та схеми з'єднання обмоток двигуна. Є інший вихід – отримати трифазне напругу з однофазного за допомогою електродвигуна, що виконує функції генератора.

Відомо, що будь-яка електрична машина оборотна. Генератор може служити двигуном, і навпаки. Ротор звичайного асинхронного електродвигуна після випадкового відключення однієї з обмоток продовжує обертатися, причому між висновками відключеною обмотки є ЕРС. Це явище підштовхнуло до думки використовувати трифазний асинхронний електродвигун для перетворення однофазного напруги в трифазне.
Під дією магнітного поля статора в короткозамкнений обмотці ротора асинхронного двигуна протікають струми, що перетворюють ротор в електромагніт з явно вираженими полюсами, індукує напругу синусоїдальної форми в обмотках статора, в тому числі не підключених до мережі.
Зрушення фаз між синусоїда в різних обмотках залежить тільки від розташування останніх на статорі і в трифазному двигуні в точності дорівнює 120 град. Основна умова перетворення асинхронного електродвигуна в перетворювач числа фаз – обертається ротор. Тому його слід заздалегідь розкрутити, наприклад, за допомогою звичайного фазосдвігающего конденсатора, ємність якого розраховують за формулою С = К * Iф / Uc. де К = 2800 якщо обмотки двигуна з'єднані зіркою, або 4800, якщо – трикутником, Iф – номінальний струм електродвигуна фазний, A, U – напруга однофазної мережі. У Можна застосовувати конденсатори МБГО, МБГП. МБГТ К42-4 на робочу напругу не менше 600 В або МБГЧ. К42-19 на напругу не менш 250 В Конденсатор потрібен лише для пуску двигуна-генератора потім його ланцюг розривають причому ротор продовжує обертатися Тому місткість фазосдвігающего конденсатора не впливає на якість генерується трифазної напруги. До обмотках статора можна підключити трифазну навантаження. Якщо її немає енергія живильної мережі витрачається лише на подолання тертя в підшипниках ротора (не рахуючи звичайних втрат у міді та залозі) тому ККД перетворювача досить великий.
В якості перетворювачів числа фаз було випробувано кілька різних електродвигунів. Ті з них обмотки яких з'єднані зіркою з висновком від загальної точки (нейтраллю) підключали за схемою показаною на рис.1 .  

Рис. 1
Рис. 1.

У разі з'єднання обмоток зіркою без нейтралі або трикутником застосовували схеми показання відповідно на рис.2 і 3 .

Рис. 2.
Рис. 2.

Рис. 3.
Рис. 3.

У всіх випадках двигун запускали натиснувши на кнопку SB1 і утримуючи її протягом 1 – 5 с, поки частота обертання ротора не досягне номінальної. Потім замикали вимикач SA1 а кнопка відпускали. Результати випробувань наведені в таблиці. Індекси в позначеннях напружень відповідають номерам контактів розетки Х2 (см рис 1-3 ), Між якими їх вимірювали. Швидкість обертання ротора двигуна-генератора мало залежить від напруги живильної однофазної мережі. Генеруються напруги пропорційні мережному але помітно менше його що обумовлено втратами енергії на намагнічування і створення обертального моменту компенсуючого механічні втрати в підшипниках.

Двигун Потужність, кВт Мін- 1 Схема підклю чення С1, МКФ U10, В U20, В U30,
R
U12, В U13, В U23,
B
УАД-72 0,25 2910 Рис 1 38 220 155 148 368 278 245
УАД-72 0,25 2S10 Рис 3 38 220 205 195
АОЛ-22-4 0,4 1400 Рис 1 20 220 150 145 38С 280 280
А02 4 2880 Рис 2 39 220 160 160 345 325 290
А02 4 2880 Рис 3 39 22С 210 197
АОЛ2 3 2880 Рис 1 20 220 160 155 35С 325 290

Знижена номінальна частота обертання двигуна АОЛ-22-4 вказує на його чотириполюсним виконання (інші двигуни – двополюсний). Тим не менше він успішно працює в якості перетворювача.
До двигуну АОЛ2 як навантаження підключали різні трифазні електродвигуни двох-і чотириполюсним виконання з обмотками, з'єднаними як зіркою, так і трикутником.

– АОЛ-011-2 потужністю 80 Вт (привід точильного каменю)
– УАД-32Ф потужністю 120 Вт (привід вентилятора)
– А08 потужністю 1 5 кВт (привід деревообробного верстата)
Під навантаженням фазні та лінійні напруги змінювалися на 2-5%, зсув фаз між ними – на 5-6 град.

ЛІТЕРАТУРА

1 Бірюков С. Три фази – без втрати потужності – Радіо 2000 № 7 з 37-39
2 Білопільський І. І. Джерела живлення радіоустроіств-М Енергія 1971
3 Карвовскій Г.А., Окороков С. П. Довідник з асинхронним двигунам та пускорегулірующеі апаратурі – М Енергія 1969

” Радіо "№ 1, 2002р.

Джерело матеріалу