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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Il motore elettrico è un convertitore di tensione monofase in trifase. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / motori elettrici I motori elettrici trifase nella vita di tutti i giorni e nella pratica amatoriale azionano una varietà di meccanismi: una sega circolare, una pialla elettrica, un ventilatore, un trapano, una pompa. Per alimentare tali motori da una rete monofase, vengono utilizzati vari circuiti di sfasamento capacitivi o capacitivi-induttivi. Sarebbe bello avere uno schema del genere per tutti i motori, ma ciò non è possibile a causa della necessità di modificare i parametri dei suoi elementi a seconda della potenza e dello schema di collegamento degli avvolgimenti del motore. C'è un'altra via d'uscita: ottenere una tensione trifase da una monofase utilizzando un motore elettrico che funge da generatore. È noto che qualsiasi macchina elettrica è reversibile: il generatore può fungere da motore e viceversa. Il rotore di un motore elettrico asincrono convenzionale, dopo la disconnessione accidentale di uno degli avvolgimenti, continua a ruotare e tra i terminali dell'avvolgimento disconnesso è presente una forza elettromotrice. Questo fenomeno ha portato all'idea di utilizzare un motore elettrico asincrono trifase per convertire una tensione monofase in una trifase. Sotto l'azione del campo magnetico dello statore, le correnti fluiscono nell'avvolgimento cortocircuitato del rotore di un motore asincrono, trasformando il rotore in un elettromagnete con poli pronunciati, inducendo una tensione sinusoidale negli avvolgimenti dello statore, compresi quelli non collegati alla rete. Lo sfasamento tra sinusoidi in avvolgimenti diversi dipende solo dalla posizione di quest'ultimo sullo statore e in un motore trifase è esattamente di 120 gradi. La condizione principale per la trasformazione di un motore elettrico asincrono in un convertitore di numero di fase è un rotore rotante. Pertanto, dovrebbe prima essere sciolto, ad esempio, utilizzando un condensatore di sfasamento convenzionale, la cui capacità è calcolata dalla formula C \u1d K-2800f / Uc, dove K \u4800d 42 se gli avvolgimenti del motore sono collegati da un stella, o 4 se - da un triangolo; Iph - corrente di fase nominale del motore elettrico, A; Uc - tensione di una rete monofase, V. È possibile utilizzare i condensatori MBGO, MBGP, MBGT, K600-42 per una tensione operativa di almeno 19 V o MBGCH, K250-XNUMX per una tensione di almeno XNUMX V. Il il condensatore è necessario solo per avviare il motore-generatore, quindi la sua catena si rompe e il rotore continua a ruotare. Pertanto, la capacità del condensatore di sfasamento non influisce sulla qualità della tensione trifase generata. Agli avvolgimenti dello statore può essere collegato un carico trifase. Se non è presente, l'energia della rete di alimentazione viene spesa solo per superare l'attrito nei cuscinetti del rotore (senza contare le solite perdite in rame e ferro), quindi l'efficienza del convertitore è piuttosto elevata. Sono stati testati diversi motori elettrici come convertitori del numero di fase. Quelli di essi, i cui avvolgimenti sono collegati da una stella con uscita da un punto comune (neutro), sono stati collegati secondo lo schema mostrato in Fig. 1.
Nel caso di collegamento degli avvolgimenti con una stella senza neutro o un triangolo, gli schemi mostrati, rispettivamente, in Fig. 2 e 3.
In tutti i casi, il motore è stato avviato premendo il pulsante SB1 e tenendolo premuto per 1...5 s finché la velocità del rotore non raggiunge quella nominale. Quindi l'interruttore SA1 è stato chiuso e il pulsante è stato rilasciato. I risultati del test sono mostrati nella tabella. Gli indici nelle designazioni delle tensioni corrispondono ai numeri di contatti della presa X2 (vedi Fig. 1 - 3), tra i quali sono stati misurati. La velocità di rotazione del rotore del motore-generatore dipende poco dalla tensione della rete di alimentazione monofase. Le tensioni generate sono proporzionali alla tensione di rete, ma notevolmente inferiori a questa, a causa delle perdite di energia per la magnetizzazione e della creazione di una coppia che compensa le perdite meccaniche nei cuscinetti. La velocità nominale ridotta del motore AOL-22-4 indica la sua struttura a quattro poli (gli altri motori sono a due poli). Tuttavia, funziona con successo come convertitore. Al motore AOL2 come carico erano collegati vari motori elettrici trifase a due e quattro poli con avvolgimenti collegati sia a stella che a triangolo:
Sotto carico, le tensioni di fase e lineari sono cambiate del 2...5%, lo sfasamento tra di loro - di 5...6 gradi. Letteratura
Autore: V.Kleymenov Proviamo, avendo una tensione alternata monofase, a ottenere due fasi mancanti. Prendiamo un motore elettrico asincrono trifase convenzionale con rotore a gabbia di scoiattolo, che, come il generatore, ha un rotore e tre avvolgimenti statorici spostati nello spazio con un angolo di 120 gradi. Applichiamo la tensione monofase a uno degli avvolgimenti. Il rotore del motore non sarà in grado di iniziare a ruotare da solo. Ha bisogno di qualche modo per dare lo slancio iniziale. Inoltre, ruoterà a causa dell'interazione con il campo magnetico di un avvolgimento dello statore. Il flusso magnetico del rotore rotante indurrà la FEM di induzione negli altri due avvolgimenti dello statore, ovvero le fasi mancanti verranno ripristinate. Il rotore può essere fatto ruotare in qualsiasi modo, anche quello vecchio “nonno”, utilizzando una fune avvolta attorno all'albero. L'autore ha utilizzato per questo un dispositivo ampiamente utilizzato con un condensatore di avviamento. A proposito, la sua capacità non deve essere grande, poiché il rotore di un convertitore asincrono viene messo in movimento senza carico meccanico sull'albero. Uno degli svantaggi di un tale convertitore sono le tensioni di fase disuguali (vedere la tabella nell'articolo precedente - ndr), che porta ad una diminuzione dell'efficienza del convertitore stesso e del carico del motore. Se si integra il dispositivo con un autotrasformatore di potenza adeguata, accendendolo, come mostrato in figura, è possibile ottenere un'uguaglianza approssimativa delle tensioni di fase commutando le prese. Come circuito magnetico dell'autotrasformatore è stato utilizzato lo statore di un motore elettrico difettoso con una potenza di 17 kW. Avvolgimento: 400 giri di filo smaltato con una sezione trasversale di 4 ... 6 mm2 con prese ogni 40 giri.
Infine qualche consiglio pratico. È preferibile utilizzare motori "a bassa velocità" (1000 min-1 e meno) come convertitori di motori elettrici. Sono molto facili da avviare, il rapporto tra la corrente di avviamento e la corrente di esercizio è molto inferiore a quello dei motori con una velocità di 3000 min-1 e quindi il carico sulla rete è “più morbido”. La potenza del motore utilizzato come convertitore deve essere maggiore di quella dell'azionamento elettrico ad esso collegato. Ad esempio, se il convertitore è un motore da 4 kW, la potenza del carico non deve superare i 3 kW. Avviare sempre prima il convertitore e poi collegarvi le utenze di corrente trifase. Spegnere l'unità in ordine inverso. Un convertitore da 4 kW prodotto dall'autore è stato utilizzato nella sua casa per diversi anni. Da esso lavorano una segheria, un mulino per cereali, un macinino. Autore: S. Gurov
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