Trzy fazy - brak strat mocy. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Zasilacz

 Komentarze do artykułu

W różnych amatorskich maszynach i urządzeniach elektromechanicznych najczęściej stosuje się trójfazowe silniki asynchroniczne z wirnikiem klatkowym. Niestety sieć trójfazowa w życiu codziennym jest zjawiskiem niezwykle rzadkim, dlatego amatorzy używają kondensatora z przesunięciem fazowym do zasilania ich z konwencjonalnej sieci elektrycznej, co nie pozwala im w pełni zrealizować mocy i charakterystyki rozruchowej silnika . Istniejące trinistorowe urządzenia „przesuwające fazę” dodatkowo zmniejszają moc na wale silnika.

Wariant schematu urządzenia do uruchamiania trójfazowego silnika elektrycznego bez utraty mocy pokazano na ryc. 1.

Uzwojenia silnika 220/380 V są połączone w trójkąt, a kondensator C1 jest połączony, jak zwykle, równolegle z jednym z nich. Kondensator jest „wspomagany” przez cewkę indukcyjną L1, podłączoną równolegle do innego uzwojenia.

Przy pewnym stosunku pojemności kondensatora C1, indukcyjności cewki indukcyjnej L1 i mocy obciążenia można uzyskać przesunięcie fazowe między napięciami na trzech gałęziach obciążenia, równe dokładnie 120 °. na ryc. 2 przedstawia wektorowy schemat napięcia dla urządzenia pokazanego na ryc. 1, z czysto rezystancyjnym obciążeniem R w każdej gałęzi. Prąd liniowy ll w postaci wektorowej jest równy różnicy prądów l3 i I2, aw wartości bezwzględnej odpowiada wartości If√3, gdzie lf=l1=I2=l3=Un/R - prąd fazowy obciążenia. Un=U1=U2=U3=220 V - napięcie linii sieci.

Napięcie UC1=U1 jest przyłożone do kondensatora C2, przez który płynie prąd o wartości lc1 i wyprzedza napięcie o 90° w fazie. Podobnie, napięcie UL1=U1 jest przyłożone do cewki indukcyjnej L3, przepływający przez nią prąd IL1 opóźnia się w stosunku do napięcia o 90°. Jeśli wartości bezwzględne prądów IC1 i IL1 są równe, ich różnica wektorowa, przy odpowiednim doborze pojemności i indukcyjności, może być równa In. Przesunięcie fazowe między prądami IC1 i IL1 wynosi 60°, więc trójkąt wektorów Il, lC1 i IL1 jest równoboczny, a ich wartość bezwzględna to IC1=IL1=Il=If√3

Z kolei prąd obciążenia fazowego If \u3d P / 1Ul. gdzie P jest całkowitą mocą obciążenia. Innymi słowy, jeśli pojemność kondensatora C1 i indukcyjność cewki indukcyjnej L220 zostaną dobrane w taki sposób, że po przyłożeniu do nich napięcia 1 V przepływający przez nie prąd będzie równy lC1=ILXNUMX=P/(√3Ul)=P/380. pokazany na ryc. 1 obwód L1C1 zapewni napięcie trójfazowe do obciążenia z dokładnym przestrzeganiem przesunięcia fazowego.

w tabeli. 1 pokazuje wartości prądu lC1=lL1 pojemności kondensatora C1 i indukcyjności cewki indukcyjnej L1 dla różnych wartości mocy całkowitej obciążenia czysto czynnego.

Rzeczywiste obciążenie w postaci silnika elektrycznego ma znaczną składową indukcyjną. W rezultacie prąd liniowy jest opóźniony w fazie od prądu obciążenia czynnego o pewien kąt φ rzędu 20...40°. Na tabliczkach znamionowych silników elektrycznych zwykle nie jest wskazany kąt, ale jego cosinus - dobrze znany cosφ, równy stosunkowi czynnej składowej prądu liniowego do jego pełnej wartości.

Składowa indukcyjna prądu płynącego przez obciążenie urządzenia pokazanego na ryc. 1 można przedstawić jako prądy przepływające przez niektóre cewki indukcyjne połączone równolegle z aktywnymi rezystancjami obciążenia (ryc. 3, a). lub, równoważnie, równolegle do C1. L1 i przewody sieciowe.

z ryc. 3b widać, że ponieważ prąd płynący przez indukcyjność jest przeciwfazowy do prądu płynącego przez pojemność, cewki indukcyjne Ln zmniejszają prąd płynący przez gałąź pojemnościową obwodu przesunięcia fazowego i zwiększają go przez gałąź indukcyjną. Dlatego, aby utrzymać fazę napięcia na wyjściu obwodu przesunięcia fazowego, prąd płynący przez kondensator C1 musi być zwiększany i zmniejszany przez cewkę.

Wykres wektorowy obciążenia ze składową indukcyjną staje się bardziej skomplikowany. Jego fragment, który umożliwia wykonanie niezbędnych obliczeń, przedstawiono na rys. 4.

Całkowity prąd liniowy Il rozkłada się tutaj na dwie składowe: czynną Ilsosφ i reaktywną llsinφ. W wyniku rozwiązania układu równań do wyznaczenia wymaganych wartości prądów płynących przez kondensator C1 i cewkę L1

lС1sin30°+ILlsin30°=lсosφ,

lС1sin30°-ILsin30°=llsinφ

otrzymujemy następujące wartości tych prądów:

lС1=2/√3 llsin (φ+60°),

IL1=2/√3 lcos (φ+30°),

Przy czysto aktywnym obciążeniu (φ=0) wzory dają otrzymany wcześniej wynik: lC1=IL1=Il. na ryc. Na rysunku 5 przedstawiono zależności stosunków prądów lC1 i lL1 do IL od cosφ obliczonych z tych wzorów. Dla f=30° (cosφ=√3/2\u0,87d 1) prąd kondensatora C2 jest maksymalny i równy XNUMX / √3Il\u1,15d 1 Il, a prąd cewki indukcyjnej L0,85 jest o połowę mniejszy. Te same stosunki można zastosować z dobrą dokładnością dla typowych wartości cosφ równych 0,9 ... XNUMX.

w tabeli. 2 przedstawia wartości prądów IC1, IL1 płynących przez kondensator C1 i cewkę indukcyjną L1 przy różnych wartościach mocy całkowitej obciążenia, która ma powyższą wartość cosφ=√3/2.

W takim obwodzie z przesunięciem fazowym stosuje się kondensatory MBGO. MBGP, MBGT, K42-4 dla napięcia roboczego co najmniej 600 V lub MBGCH. K42-19 na napięcie co najmniej 250 V. Najprostszym sposobem wykonania dławika jest transformator mocy w kształcie pręta ze starego telewizora lampowego. Prąd biegu jałowego uzwojenia pierwotnego takiego transformatora przy napięciu 220 V zwykle nie przekracza 100 mA i ma nieliniową zależność od przyłożonego napięcia. Jeśli jednak do obwodu magnetycznego zostanie wprowadzona przerwa rzędu 0.2 ... 1 mm. prąd znacznie wzrośnie, a jego zależność od napięcia stanie się liniowa

Uzwojenia sieciowe transformatorów TS można podłączyć w następujący sposób. aby napięcie znamionowe na nich wynosiło 220 V (zworka między zaciskami 2 i 2*). 237 V (zworka między stykami 2 i 3*) lub 254 V (zworka między stykami 3 i 3*). Napięcie sieciowe podawane jest najczęściej na zaciski 1 i 1*. W zależności od rodzaju połączenia zmienia się indukcyjność i prąd uzwojenia.

w tabeli. 3 pokazuje wartości prądu w uzwojeniu pierwotnym transformatora TS-200-2, gdy przyłożone jest do niego napięcie 220 V przy różnych przerwach w obwodzie magnetycznym i różnym włączaniu sekcji uzwojenia.

Porównanie danych w tabeli. 3 i 2 pozwalają wnioskować, że podany transformator można zainstalować w obwodzie silnika z przesuwnikiem fazowym o mocy około 300 do 800 W i dobierając przerwę oraz układ przełączania uzwojeń można uzyskać wymaganą wartość prądu. Indukcyjność zmienia się również w zależności od połączenia sieci w fazie lub przeciwfazie oraz uzwojeń niskonapięciowych (na przykład żarowych) transformatora. Maksymalny prąd może nieznacznie przekraczać prąd znamionowy podczas pracy. W takim przypadku, aby ułatwić reżim termiczny, zaleca się usunięcie wszystkich uzwojeń wtórnych z transformatora, część uzwojeń niskiego napięcia można wykorzystać do zasilania obwodów automatyki urządzenia, w którym pracuje silnik elektryczny.

w tabeli. 4 przedstawiono nominalne wartości prądów uzwojeń pierwotnych transformatorów różnych telewizorów [1, 2] oraz przybliżone wartości mocy silnika, przy których wskazane jest ich stosowanie.

Obwód LC z przesunięciem fazowym należy obliczyć dla maksymalnego możliwego obciążenia silnika elektrycznego. Przy mniejszym obciążeniu niezbędne przesunięcie fazowe nie będzie już utrzymywane, ale wydajność rozruchu poprawi się w porównaniu z użyciem pojedynczego kondensatora.

Weryfikacja eksperymentalna została przeprowadzona zarówno z czysto aktywnym obciążeniem, jak iz silnikiem elektrycznym. Aktywne funkcje obciążenia były realizowane przez dwie równolegle połączone żarówki o mocy 60 i 75 W, włączone w każdy obwód obciążenia urządzenia (patrz rys. 1). co odpowiadało całkowitej mocy 400 watów. Zgodnie z tabelą. 1 pojemność kondensatora C1 wynosiła 15 uF. Szczelinę w obwodzie magnetycznym transformatora TS-200-2 (0,5 mm) oraz schemat podłączenia uzwojeń (przy napięciu 237 V) dobrano ze względu na zapewnienie wymaganego prądu 1.05 A. Napięcia U1, U2, U3 mierzone na obwody obciążenia różniły się od siebie o 2...3 V., co potwierdziło wysoką symetrię napięcia trójfazowego.

Eksperymenty przeprowadzono również z trójfazowym silnikiem asynchronicznym z wirnikiem klatkowym AOL22-43F o mocy 400 W [3]. Pracował z kondensatorem C1 o pojemności 20 mikrofaradów (nawiasem mówiąc, taki sam, jak wtedy, gdy silnik pracował tylko z jednym kondensatorem przesuwającym fazę) oraz z transformatorem, którego szczelina i połączenie uzwojeń zostały wybrane z warunek uzyskania prądu 0,7 A. Dzięki temu możliwe było szybkie uruchomienie silnika bez kondensatora rozruchowego i zauważalne zwiększenie momentu obrotowego odczuwanego podczas hamowania kołem pasowym na wale silnika. Niestety, trudno jest przeprowadzić bardziej obiektywną kontrolę, ponieważ w warunkach amatorskich prawie niemożliwe jest zapewnienie znormalizowanego obciążenia mechanicznego silnika.

Należy pamiętać, że obwód przesuwnika fazowego jest szeregowym obwodem oscylacyjnym dostrojonym do częstotliwości 50 Hz (dla opcji czysto aktywnego obciążenia) i tego obwodu nie można podłączyć do sieci bez obciążenia.

literatura

1. Kuzinets L. M., Sokolov V. S. Węzły odbiorników telewizyjnych. - M.: Radio i łączność. 1987.
2. Sidorov I. N., Binnatov M. F., Vasiliev E. A. Urządzenia zasilające dla gospodarstw domowych REA. - M.: Radio i łączność. 1991.
3. Biryukov S. Automatyczna przepompownia. - Radio. 1998. nr 5. s. 45.46.

Autor: S. Biryukov, Moskwa

Zobacz inne artykuły Sekcja Zasilacz.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Maszyna do przerzedzania kwiatów w ogrodach 02.05.2024

We współczesnym rolnictwie postęp technologiczny ma na celu zwiększenie efektywności procesów pielęgnacji roślin. We Włoszech zaprezentowano innowacyjną maszynę do przerzedzania kwiatów Florix, zaprojektowaną z myślą o optymalizacji etapu zbioru. Narzędzie to zostało wyposażone w ruchome ramiona, co pozwala na łatwe dostosowanie go do potrzeb ogrodu. Operator może regulować prędkość cienkich drutów, sterując nimi z kabiny ciągnika za pomocą joysticka. Takie podejście znacznie zwiększa efektywność procesu przerzedzania kwiatów, dając możliwość indywidualnego dostosowania do specyficznych warunków ogrodu, a także odmiany i rodzaju uprawianych w nim owoców. Po dwóch latach testowania maszyny Florix na różnych rodzajach owoców wyniki były bardzo zachęcające. Rolnicy, tacy jak Filiberto Montanari, który używa maszyny Florix od kilku lat, zgłosili znaczną redukcję czasu i pracy potrzebnej do przerzedzania kwiatów. ... >>

Zaawansowany mikroskop na podczerwień 02.05.2024

Mikroskopy odgrywają ważną rolę w badaniach naukowych, umożliwiając naukowcom zagłębianie się w struktury i procesy niewidoczne dla oka. Jednak różne metody mikroskopii mają swoje ograniczenia, a wśród nich było ograniczenie rozdzielczości przy korzystaniu z zakresu podczerwieni. Jednak najnowsze osiągnięcia japońskich badaczy z Uniwersytetu Tokijskiego otwierają nowe perspektywy badania mikroświata. Naukowcy z Uniwersytetu Tokijskiego zaprezentowali nowy mikroskop, który zrewolucjonizuje możliwości mikroskopii w podczerwieni. Ten zaawansowany instrument pozwala zobaczyć wewnętrzne struktury żywych bakterii z niesamowitą wyrazistością w skali nanometrowej. Zazwyczaj ograniczenia mikroskopów średniej podczerwieni wynikają z niskiej rozdzielczości, ale najnowsze odkrycia japońskich badaczy przezwyciężają te ograniczenia. Zdaniem naukowców opracowany mikroskop umożliwia tworzenie obrazów o rozdzielczości do 120 nanometrów, czyli 30 razy większej niż rozdzielczość tradycyjnych mikroskopów. ... >>

Pułapka powietrzna na owady 01.05.2024

Rolnictwo jest jednym z kluczowych sektorów gospodarki, a zwalczanie szkodników stanowi integralną część tego procesu. Zespół naukowców z Indyjskiej Rady Badań Rolniczych i Centralnego Instytutu Badań nad Ziemniakami (ICAR-CPRI) w Shimla wymyślił innowacyjne rozwiązanie tego problemu – napędzaną wiatrem pułapkę powietrzną na owady. Urządzenie to eliminuje niedociągnięcia tradycyjnych metod zwalczania szkodników, dostarczając dane dotyczące populacji owadów w czasie rzeczywistym. Pułapka zasilana jest w całości energią wiatru, co czyni ją rozwiązaniem przyjaznym dla środowiska i niewymagającym zasilania. Jego unikalna konstrukcja umożliwia monitorowanie zarówno szkodliwych, jak i pożytecznych owadów, zapewniając pełny przegląd populacji na każdym obszarze rolniczym. „Oceniając docelowe szkodniki we właściwym czasie, możemy podjąć niezbędne środki w celu zwalczania zarówno szkodników, jak i chorób” – mówi Kapil ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum Przetwarzanie bioplastiku na biorozpuszczalnik 26.05.2020 Zespół naukowców z University of Birmingham opracował szybki i skuteczny sposób przekształcania bioplastiku w biorozpuszczalnik, który może być stosowany w wielu różnych gałęziach przemysłu, w tym kosmetycznym i farmaceutycznym. Biotworzywa wykonane z kwasu polimlekowego (PLA) stają się coraz bardziej powszechne w produktach takich jak jednorazowe kubki, materiały opakowaniowe, a nawet zabawki dla dzieci. Z reguły po osiągnięciu końca okresu użytkowania są wyrzucane na wysypisko śmieci lub kompostowane, a proces biodegradacji trwa kilka miesięcy. Naukowcy udowodnili, że proces chemiczny wykorzystujący katalizator na bazie cynku może być wykorzystany do rozbicia rzeczywistych plastików konsumenckich i wytworzenia zielonego rozpuszczalnika zwanego mleczanem metylu. Naukowcy przetestowali tę metodę na trzech oddzielnych produktach - jednorazowym kubku, niektórych odpadach z drukarki XNUMXD i zabawce dla dzieci. Stwierdzono, że kubek najłatwiej jest przekształcić w mleczan metylu w niższych temperaturach, ale nawet większy plastik w dziecięcej zabawce można przekształcić w biorozpuszczalnik, tylko w wyższych temperaturach. Proces chemiczny przetestowano na 300 ml tego roztworu. Kolejne etapy eksperymentów obejmą zwiększenie produkcji biorozpuszczalnika, tak aby można go było stosować w warunkach przemysłowych.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Rozmazany dekoder tekstu

▪ Potrójny aparat w smartfonach – trend branży mobilnej

▪ Uruchomiono teleskop Euclid

▪ Czujnik do diagnozowania chorób przez pot

▪ Sztuczna inteligencja nauczyła się klonować wyższe organizmy

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja serwisu Obliczenia radia amatorskiego. Wybór artykułu

▪ artykuł Carlosa Castanedy. Słynne aforyzmy

▪ artykuł Jak istniał spam, gdy nie było komputerów? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Inżynier ds. automatyzacji i mechanizacji procesów produkcyjnych. Opis pracy

▪ artykuł Samodzielnie wykonany wysokiej jakości kabel audio bez efektu naskórkowania. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł Latarka na zegarze serii 555. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn

www.diagram.com.ua
2000-2024