Однофазное в 3-фазное преобразование

Я видел несколько коробок (с некоторыми конденсаторными цепями внутри), которые выполняют однофазное преобразование питания в трехфазное питание. Проблема с ними заключается в том, что они вызывают нагрев двигателя нагрузки, потому что разность фаз между опорами составляет 90 градусов вместо 120 градусов.

Можно ли спроектировать схему, которая производит третью фазу с точной разностью фаз 120 градусов, используя только оригинальную одну фазу?

Можно ли использовать доступные фазы фазы одинаково для создания третьей фазы, чтобы избежать нагрузки на одну фазу?

Как будет выглядеть эта схема?

Примечание: речь идет об асинхронных двигателях мощностью 3,7 кВт - 5,6 кВт.

Я понимаю, что этот вопрос означает, что вы пытаетесь запустить трехфазный двигатель от однофазной линии. Если вы пытаетесь запустить двигатель непосредственно от линии переменного тока, задействованные фазовые углы затруднят запуск двигателя, что является одной из причин, по которой в первую очередь существует трехфазность. По этой причине однофазные двигатели обычно имеют заглушки для запуска двигателя. Это похоже на то, что вы описываете.

Простой ответ на ваш вопрос заключается в том, что для получения трехфазного переменного тока от однофазного переменного тока вам необходимо выпрямить однофазную линию переменного тока в постоянный ток, а затем запустить постоянный ток через инвертор, чтобы получить управляемый трехфазный переменный ток. Есть и другие электронные подходы , но они менее распространены в моем (ограниченном) опыте. Есть также механические подходы , которые могут быть более удобными, если у вас есть детали.

Я бы предложил использовать привод для управления вашим трехфазным двигателем. Типичные трехфазные преобразователи частоты - это то, что я описал выше: выпрямитель, за которым следует инвертор. Я не могу говорить о том, что на рынке в данном классе мощности, но более крупные трехфазные приводы обычно имеют клеммы для линейного входа трехфазного переменного тока, шины постоянного тока и выхода трехфазного двигателя. Если у вас есть эти терминалы, у вас есть два варианта.

Одним из них является подача однофазного переменного тока через трехфазный вход привода. Если напряжения правильные, привод должен работать нормально. Предостережение заключается в том, что вам придется несколько снизить мощность привода. Входные диоды имеют спецификацию при условии, что нагрузка постоянного тока привода будет распределена между тремя ветвями выпрямителя. Если вы распределяете ту же нагрузку только по двум ножкам, эти диоды будут нагреваться. Конденсаторы внутренней шины также будут нагреваться, потому что они будут видеть больше пульсаций тока без третьей фазы. Обратитесь к производителю привода за информацией о снижении характеристик.

Если ваш привод имеет клеммы шины постоянного тока, другой вариант - пропустить его внутренний выпрямитель и использовать внешний. Выпрямите однофазный переменный ток, затем используйте этот постоянный ток в качестве входа для привода. Это позволит вам избежать снижения мощности диска. Моя компания делает что-то именно для этой цели, хотя ее диапазон мощности может быть больше, чем это экономически выгодно для вашего приложения. Вы должны были бы оценить оба варианта, чтобы узнать наверняка. Прочитайте это для более подробной информации.

На самом деле это очень распространенное и законное желание, например, запускать квазипромышленные станки с трехфазными двигателями в домашней мастерской.

Обычно доступны три подхода:

• используйте конденсаторы, чтобы осуществить сдвиг фазы, чтобы произвести, по крайней мере, достаточный смысл третьей фазы, чтобы сообщить двигателю, в каком направлении вы хотите его запустить. Это тесно связано с тем, как однофазные двигатели часто запускаются с переключающим конденсатором, который затем отключается центробежной муфтой. Некоторые конденсаторы могут оставаться в цепи во время работы. Несмотря на низкую стоимость и простоту, это наименее выгодное решение, и неравномерное использование фаз не позволит вам работать с запланированной эффективностью. Иногда вы можете увидеть эти решения, перечисленные в каталогах оборудования, как «статические преобразователи фазы»

• используйте «вращающийся преобразователь», который является своего рода вращательным инерционным автотрансформатором. По сути, вы получаете другой 3-фазный двигатель сравнимого или большего размера и раскручиваете его с помощью стартовой крышки (или даже, хотя и не рекомендуется, учитывая, что может пойти не так, трос). Вы подключаете оба двигателя параллельно, при этом холостой ход генерирует третью фазу для двигателя нагрузки из-за его инерции вращения (любая трехфазная машина будет легко работать как двигатель или генератор, в зависимости только от того, вращается ли она механически вперед или позади вращение электрической фазы). Некоторые из них будут дополнительно настраивать их с помощью конденсаторов. Хотя это сложная установка, она, как правило, работает довольно хорошо, а натяжной ролик большого размера дает преимущества трехфазного питания, например, быстрое реверсирование во время операций нарезания токарного станка.

• Используйте современные силовые полупроводники для выпрямления доступного источника питания постоянного тока, затем ШИМ синтезирует 3 идеально фазированные синусоидальные волны. Они обычно называются приводами с переменной (или иногда векторной) частотой и имеют дополнительное преимущество, заключающееся в том, что они позволяют изменять прикладываемое напряжение и частоту, то есть скорость синхронного вращения, позволяя пользователю заполнить промежутки между ручным ремнем / варианты передачи или потенциально устраняют необходимость в передаче вообще. Цены на эту технологию приближаются к ценам на ротационные преобразователи, особенно если учесть стоимость меди в роторном преобразователе, работающем на холостом ходу.

Ток двигателя зависит от нагрузки, напряжения и т. Д., Поэтому он не является чем-то стабильным и на него можно рассчитывать. По этой причине из двухфазного (при условии 180 градусов) невозможно выполнить стабильное 3-фазное преобразование только с пассивными элементами, так как вам потребуются реактивные устройства для выполнения фазового сдвига, и все их реактивные сопротивления (импедансы) зависят от тока, Таким образом , обе амплитуды и фазы будет меняться. Я подозреваю, что ваши коробочные схемы просто нуждаются в пересчете для правильного энергопотребления, но они смогут только обеспечить двигатель определенной мощности. Тем не менее, даже если у вас есть только фазовый сдвиг на 90 градусов, двигатель все равно должен работать, но с меньшей эффективностью и стабильностью, возможно, нагреваясь, если нагрузки близки к максимальным.

Однако, если у вас квадратурная двухфазность (в чем я сомневаюсь), все просто с помощью трансформатора и надлежащих обмоток (трансформатор Скотта-Т). Тем не менее, лучшим вариантом будет контроллер мотора, но это может быть дорого.