ПІДКЛЮЧЕННЯ Трифазні СПОЖИВАЧІВ до однофазної мережі

А. ІЛЬЇН, 191123, Г.С.-Петербург, а / с 12.

У радіоаматорського літературі [1 … 5] неодноразово піднімалося питання про підключення трифазного споживача до однофазної мережі. Автори статей звертають увагу на недоліки описаних способів:

– Втрата 50% потужності від номінальної;

– Не всі марки електродвигунів добре запускаються при живленні від однофазної мережі;

– Необхідність застосування двох ємностей (пусковий і робочої);

– Ступеневе регулювання номіналу ємності в різних режимах роботи;

– Необхідність зміни номіналу ємності при зміні навантаження на валу;

– На холостому ходу по обмотці електродвигуна протікає струм на 40% більше номінального;

– Зайві "навороти" для автоматизації відключення пускового конденсатора і при заміні паперових конденсаторів електролітичними.

Пропоную ще один варіант підключення трифазних споживачів до однофазної мережі.

Якщо подивитися па графік трифазної напруги, видно, що кожна крива зрушена щодо іншої на 1 / 3 періоду (рис.1).

./240820101200002052.gif
рис.1

Частота мережі дорівнює 50 Гц, отже, період Т дорівнює 20 мс. Звідси випливає, що 1 / 3 періоду складає 6,666 … мс. Нехай Ua на мал.1 – однофазне синусоїдальна напруга 220 В, 50 Гц. Пропустивши Ua через схему затримки на 6,666 … мс, отримаємо помішані на 1 / 3 періоду напруга Uв, по амплітуді і частоті рівне Ua. "Пропустивши" через аналогічну схему затримки напруга Uв, отримаємо зрушені на 1 / 3 періоду відносно напруги Uв напруга Uс.

Принципова схема такого пристрою наведена на рис.2.

рис.2
рис.2

Пристрій складається з блоку живлення і генератора імпульсів позитивної полярності на трансформаторі Т1. В блок живлення входять обмотка II трансформатора Т1, випрямляючий міст VD1 … VD4 і стабілізатор DA1. Генератор імпульсів зібраний на обмотці III трансформатора Т1, резистори R1 і випрямлячі на діодах VD5, VD6. Стабілітрон VD7 захищає входи елемента DD1.1 від випадкового перевищення напруги більше 12 В. На елементі DD1.1 зібраний формувач прямокутних імпульсів. Можна застосувати і компаратор.подробно описаний в [6]. На виході формувача DD1.1 присутні імпульси прямокутної форми частотою 50 Гц позитивної полярності. Припустимо, що це імпульси напруги UА (рис.1). Імпульси з виходу "А" елемента DD1.1 подаються на вхід схеми затримки, зібраної на елементах DD2.1, DD2.2. R2, С3. На виході елемента DD2.2 з'являються імпульси, затримані на 1 / 3 періоду відносно імпульсів "А", тобто імпульси "В". Імпульси "В" подаються на вхід другої схеми затримки на елементах DD2.3, DD2.4, R3, С4, на виході якої (елемент DD2.4) присутні імпульси, відповідні напрузі Uс на мал.1, помішані на 1 / 3 періоду відносно "Uв". Імпульси "А", "В", "С", зрушені один від-вано одного на 6,666 … мс, посту-пают на ключові каскади VT1, VS 1; VT2, VS2 і VT3, VS3 відповідно. З виходів ключів (сімісторов VS1 … VS3) імпульсна напруга частотою 50 Гц подається на обмотки трансформаторів Т2 … Т4. З вихідних обмоток трансформаторів отримуємо синусоїдальні напруги, помішані на 1 / 3 періоду або на 120 ° одна щодо іншої, тобто трифазне напруга.

Деталі й регулювання схеми. Формувач прямокутних імпульсів можна виконати за будь-якою з відомих схем. Замість діодів VD1 … VD4 можна застосувати міст КЦ405. Сімістори VS1 … VS3 замінюються тиристорами КУ202, тому що на їх входи подається постійна напруга. Постійна часу т RC-ланцюгів R2, С3 і R3, С4 розрахована за формулою T = 1,4 RC. Прийнявши ємність конденсаторів СЗ, С4 рівний 0,01 мкФ, знаходимо опір резисторів R2, R3, що становить 476,186 к. При цьому постійна часу т складає 6,666604 мс, що практично дорівнює зрушення на 1 / 3 періоду. Для більш точної підгонки т RC-ланцюгів резистори R2, R3 складаються з послідовно з'єднаних постійного і підлаштування резисторів загальним номіналом близько 510 к. Подстроеч-ним резистором підганяють т RC-ланцюгів, контролюючи зсув фаз на виходах трансформаторів Т2 … Т4 фазометром, так щоб зсув фаз виявився як можна ближче до 120 °.

При трансформації трифазного струму використовуються або три однофазних, або спеціальні трифазні трансформатори з сердечником у формі трьох закороченних стрижнів. Схема з'єднання окремих трансформаторів (Мал.3) відповідає схемі включення "зірка / зірка". Таке з'єднання показано на рис.3 [7].

./240820101200002054.gif
рис.3

Трансформатор Т 1 (рис.2)-заводської. Напруги обмоток: II – до 30 В (Umax.вх DA1); III-12 В. Т2 … Т4 – підвищують. На вхід "+ U2" подається штатний напруга, на яке розраховані обмотки Т2 … Т4, тобто 12 В при Uii = 12 В, 24 В при Uii = 24 В і т.д. Трансформатори Т2 … Т4 – готові на відповідні струми і напруги або саморобні.

Література

1. Трифазний електродвигун в однофазної мережі. – Радіоаматор, 1992, N12, C.20.

2. Смирнов К. Про роботу трифазного електродвигуна в однофазної мережі. – Радіоаматор, 1993, N6, С.27.

3. Кухаренко А. Трифазний двигун в однофазної мережі. – Радіоаматор, 1996, N2, С.28; 1996, N3, С.27.

4. Новік О. Полярний конденсатор в колі змінного струму. Радіоаматор, 1996.N9.C.17.

5. Еговкін В. Вибір діодів для пускових оксидних конденсаторів. – Радіоаматор, 1997, N7, С.12.

6. Ільїн А.Г. Стабілізатор змінної напруги. – Радіоаматор, 1997, N8, C.25.

7. Воробйов А.В. Електротехніка та електрообладнання будівельних процесів. – К.: Вид-во "АСВ", 1995.

8. Гінкін Г.Г. Довідник з радіотехніки. – ДЕІ, 1948.

Радіоаматор 10/98 c.26-27

Джерело матеріалу