Пристрій запуску трифазних електродвигунів

Для підключення трифазних електродвигунів до однофазної мережі змінного струму як фазозсувні елементи використовують, як правило, конденсатори. Практика показує, що для двигунів потужністю 2. 3 кВт сумарна ємність фазозсувних конденсаторів може досягати 200. 300 мкф і більше. Тому батарея конденсаторів стає великою за обсягом, масою та ціною. Автор статті пропонує електронний пристрій, що забезпечує роботу трифазного двигуна від однофазної мережі без фазозсувних конденсаторів.

Підключення пропонованого пристрою до електродвигуна та принцип його роботи ілюструє рис. 1. Вузол U є двонаправлений електронний ключ До, включення якого відбувається в строго певний момент часу.

Для запуску двигуна М1 у його обмотці Б або В повинен протікати струм, зрушений по фазі щодо струму в обмотці А. Це створює на валу двигуна момент, що обертає. В ідеальному випадку зсув по фазі повинен бути 120 °, реально для запуску і стійкої роботи двигуна достатньо мати фазовий зсув 50. 70 °.

В описуваному пристрої зсув фаз струмів досягається замиканням у певні моменти часу ключем до однієї з обмоток двигуна, в даному випадку - обмотки Б.

На рис. 2 наведені графіки напруги та струмів, що пояснюють принцип зсуву струмів в обмотках двигуна. Графіка зображує форму струмів в обмотках А і В при розімкнутому ключі К. У цьому випадку фазовий зсув струмів дорівнює нулю і момент, що обертає, на валу двигуна не створюється.

При замиканні обмотки Б ключем у момент часу Твкл (графік б) фазові співвідношення струмів в обмотках змінюються. Струм в обмотці починає зростати швидше (графікв). Оскільки струм в обмотці У може змінитися стрибком, це призводить до запізненню струму Iв щодо Iа на кут j. Хоча форма струму в обмотці відрізняється від синусоїдальної, фазовий зсув струмів створює на валу двигуна крутний момент.

Схему пристрою запуску наведено на рис. 3. Двонаправлений електронний ключ виконаний на діодах VD1, VD2 та три-ністорах VS1, VS2. Діоди VD3 і VD4 утворюють двонапівперіодний випрямляч напруги, а резистор R1 і стабілітрон VD5 - стабілізатор випрямленої напруги. Управління триністорами електронного ключа здійснюється транзисторами VT1, VT2.

Момент увімкнення електронного ключа встановлюють резистором R7 «Режим». При мінімальному опорі резистора ключ відкривається в момент максимальної напруги на обмотці електродвигуна Б (див. рис. 2,6), при максимальному - ключ закритий.

Перед запуском двигуна двигун резистора R7 переводять у крайнє нижнє (за схемою) положення, що відповідає максимальному фазовому зсуву струмів і, отже, найбільшого пускового моменту на валу двигуна. Після запуску тим самим резистором встановлюють оптимальний режим роботи двигуна в залежності від його потужності та навантаження.

Як показала практика, пристрій запуску ефективно працює з електродвигунами, частота обертання якоря яких не перевищує 1500 об/хв та їх обмотки з'єднані трикутником.

Пристрій випробуваний на роботі з двома двигунами: потужністю 370 Вт (типу АААМ63В4СУ1) 1360 об/хв та потужністю 2000 Вт 1380 об/хв.

В обох випадках воно забезпечувало впевненіший запуск двигуна в порівнянні з конденсаторною системою і потужність на валу двигуна після запуску була приблизно однаковою.

Деталі пристрою монтують на друкованій платі, якурозміщують у корпусі з ізоляційного матеріалу. Триністори VS1, VS2 і діоди VD1, VD2 встановлюють на платі без тепловідводів. Резистори - МЛТ, С2-33, конденсатор - К73-17. Транзистори VT1 і VT2 можуть бути будь-якими з тих же серій.

Замість діодів Д231, триністорів КУ202Н можна використовувати аналогічні інші з допустимим прямим струмом не менше 10 А та зворотним напругою не менше 300 В.

При роботі з пристроєм запуску слід мати на увазі, що всі його елементи знаходяться під напругою мережі 220 В, тому необхідно дотримуватися запобіжних заходів.

1. Електричні машини автоматичних систем. - М.: Вища школа, 1967.

2. А. Адаменко та ін. Однофазні конденсаторні електродвигуни: Сб.: «На допомогу радіоаматору», вип. 49 - М.: ДТСААФ, 1975.