Однофазный запуск трехфазного асинхронного электродвигателя с помощью бытовых электротехнических изделий.

Применение сопротивлений в цепи переменного тока
Однофазный запуск трехфазного асинхронного двигателя

ГАПОУ СО«Энгельсский политехникум»

Рассмотрим применение трехфазных машин переменного тока для практических нужд пользователей , а особенно частные случаи их пуска , в части рационального использования потерь электроэнергии применительно для практических бытовых целей .

Самый простой способ запуска
Если обмотки собраны в треугольник и на два любых вывода подать напряжение 220 вольт, то можно раскрутить ротор простым шнуром. Обмотав его вокруг вала, а затем резко дернув за свободный конец.
Метод не очень эффективный, но иногда он может пригодиться. Потери мощности здесь большие. Им пользуются очень редко.

Примечательно , что в частных домовладениях , « под рукой » пользователя всегда оказывается однофазная электрическая сеть переменного тока напряжением 220В , тогда как для запуска нашего двигателя требуется трехфазная сеть с глухозаземленной нейтралью , напряжением 380 В. Науке известно 6 способов запуска в предложенных условиях , обладающих некоторыми недостатками :

Способ №2: конденсаторный запуск схемы звездаОбмотки собирают концами на одной клемме — нейтрали, а началами выводят на клемную колодку для подключения питающих кабелей.

Напряжение 220 подают через две группы конденсаторов:
1. рабочую, сдвигающую ток относительно вектора подводимого напряжения на 90 угловых градусов;
2. пусковую, кратковременно облегчающую раскрутку ротора при начале запуска.

Для запуска двигателя также подбираются рабочие и пусковые конденсаторы. Они рассчитываются по эмпирическим формулам и должны выдерживать увеличенное линейное напряжение. Минимальная величина должна быть не менее 500 вольт. Иначе возможен их пробой.
Эти две схемы конденсаторного запуска по системе звезды или треугольника являются самыми популярными и доступными.

Способ №4: без конденсаторный запуск трехфазного двигателяПо этой методике создается электронный ключ, который осуществляет сдвиг фазы тока в одной из подключений обмотке на угол φ.За счет фазового сдвига происходит приложение вращающего момента к ротору, он начинает вращение ( рис.1).Электронные ключи и способы подключения обмоток могут значительно отключаться. Основной недостаток их — потери энергии до 70% от начальной мощности.

Схем электронного ключа всего -3 , но их сборка представляет собой довольно сложный технологический процесс , требующий специальных знаний и оборудования .

Способ №5: индуктивно-емкостной преобразовательСпециальная схема подключения напряжения позволяет сдвигать токи в трех обмотках разными способами:

1. вперед на 90 градусов — за счет включения конденсаторов в одной;
2. назад на 90 градусов — индуктивным сопротивлением дросселя во второй;
3. оставить без изменения подключением активного резистора в третьей.


* Схема отличается хорошим преобразованием приложенной мощности, относительно высоким КПД двигателя. Ее основной недостаток —сам преобразователь потребляет примерно столько же энергии, как и электродвигатель.
По этой причине она экономически не выгодна, да и монтаж индуктивно-емкостного преобразователя с резистором не так уж прост.

Способ №6: самодельный генераторОт этого генератора питают трехфазной системой другие электродвигатели.Однако следует учесть, что самодельный генератор необходимо раскрутить и вывести на работу с номинальной мощностью другим однофазным двигателем, тратить на него энергию. Она будет расходоваться во всех последующих преобразованиях, снижать КПД.

Примем к рассмотрению 3-й способ запуска двигателя ( конденсаторный) , при котором потери электроэнергии составляют 43%. Итак :Изначально , трехфазный двигатель создают для вращения от трех симметрично расположенных в пространстве магнитных потоков, создаваемых протекающими по обмоткам токами от фазных или линейных напряжений сети 380 вольт.Их в энергетике принято представлять графически: векторными диаграммами.