Для подключения трехфазных электродвигателей к
однофазной сети переменного тока в качестве фазосдвигающих элементов используют,
как правило, конденсаторы. Практика показывает, что для двигателей мощностью
2...3 кВт суммарная емкость фазосдвигающих конденсаторов может достигать
200...300 мкФ и больше. Поэтому батарея конденсаторов становится большой по
объему, массе и цене. Автор публикуемой статьи предлагает электронное
устройство, обеспечивающее работу трехфазного двигателя от однофазной сети без
фазосдвигающих конденсаторов.
Подключение предлагаемого устройства к
электродвигателю и принцип его работы иллюстрирует рис. 1. Узел U представляет
собой двунаправленный электронный ключ К, включение которого происходит в строго
определенный момент времени.
Для запуска двигателя М1 в его обмотке Б или В должен протекать ток, сдвинутый
по фазе относительно тока в обмотке А. Это создает на валу двигателя вращающий
момент. В идеальном случае сдвиг по фазе должен быть 120°, реально же для
запуска и устойчивой работы двигателя достаточно иметь фазовый сдвиг 50...70°. В
описываемом устройстве сдвиг фаз токов достигается замыканием в определенные
моменты времени ключом К одной из обмоток двигателя, в данном случае— обмотки Б.
На рис. 2 приведены графики напряжения и токов, поясняющие принцип сдвига TQKQB
в обмотках двигателя. График а изображает форму токов в обмотках А и В при
разомкнутом ключе К. В этом случае фазовый сдвиг токов равен нулю и вращающий
момент на валу двигателя не создается. При замыкании обмотки Б ключом в момент
времени tвкл (график б) фазовые соотношения токов в обмотках изменяются. Ток в
обмотке В начинает расти быстрее (график в), А так как ток в обмотке В не может
измениться скачком, то это приводит к запаздыванию тока Ie относительно Ia на
угол ф. Хотя форма тока в обмотке В отличается от синусоидальной, фазовый сдвиг
токов создает на валу двигателя вращающий момент. Схема устройства запуска
приведена на рис. 3. Двунаправленный электронный ключ выполнен на диодах VD1,
VD2 и три-нисторах VS1, VS2. Диоды VD3 и VD4 образуют даухполупериодный
выпрямитель сетевого напряжения, а резистор R1 и стабилитрон VD5 — стабилизатор
выпрямленного напряжения. Управление тринисторами электронного ключа
осуществляется транзисторами VT1, VT2. Момент включения электронного ключа
устанавливают резистором R7 "Режим". При минимальном сопротивлении резистора
ключ открывается в момент максимального напряжения на обмотке Б электродвигателя
(см. рис. 2,б), при максимальном — ключ закрыт. Перед запуском двигателя
движок резистора R7 переводят в крайнее нижнее (по схеме) положение,
соответствующее максимальному фазовому сдвигу токов иг следовательно,
наибольшему пусковому моменту на валу двигателя. После запуска тем же резистором
устанавливают оптимальный режим работы двигателя в зависимости от его мощности и
нагрузки, Как показала практика, устройство запуска эффективно работает с
электродвигателями, частота вращения якоря которых не превышает 1500 об/мин и их
об мотки соединены треугольником. Устройство испытано на работе с двумя
двигателями: мощностью 370 Вт (типа АААМ63В4СУ1) 1360 об/мин и мощностью 2000 Вт
1380 об/мин. В обоих случаях оно обеспечивало более уверенный запуск двигателя в
сравнении с конденсаторной системой и мощность на валу двигателя после запуска
была примерно одинаковой. Детали устройства монтируют на печатной плате,
которую размещают в корпусе из изоляционного материала. Тринисто-ры VS1, VS2 и
диоды VD1, VD2 устанавливают на плате без теплоотводов. Резисторы — МЛТ, С2-33.
конденсатор — К73-17. Транзисторы VT1 и VT2 могут быть любыми из тех же
серий.
Вместо диодов Д231, тринисторов KV202H можно использовать аналогичные другие с
допустимым прямым током не менее 10 А и обратным напряжением не менее 300
В. При работе с устройством запуска следует иметь в виду, что все его
элементы находятся под напряжением сети 220 В, поэтому необходимо соблюдать меры
предосторожности.
