Konwersja jednofazowa na 3-fazowa

Widziałem kilka skrzynek (z niektórymi obwodami kondensatora w środku), które zasilają jednofazowy zasilacz do 3-fazowej konwersji zasilacza. Problem polega na tym, że powodują nagrzewanie się silnika obciążenia, ponieważ różnica faz między nogami wynosi 90 stopni zamiast 120 stopni.

Czy można zaprojektować obwód, który wytwarza trzecią fazę z dokładną różnicą faz wynoszącą 120 stopni, używając tylko oryginalnej jednofazowej?

Czy można równomiernie wykorzystać dostępne nogi fazowe do wytworzenia trzeciej fazy, aby uniknąć obciążenia pojedynczej fazy?

Jak wyglądałby ten obwód?

Uwaga: Silniki te to silniki indukcyjne o mocy 3,7 kW-5,6 kW.

Rozumiem, że to pytanie oznacza, że ​​próbujesz uruchomić silnik trójfazowy z linii jednofazowej. Jeśli próbujesz uruchomić silnik bezpośrednio z linii prądu przemiennego, zaangażowane kąty fazowe utrudnią uruchomienie silnika, co jest jednym z powodów, dla których trójfazowy istnieje w pierwszej kolejności. Silniki jednofazowe zwykle mają z tego powodu kołpaki rozruchowe. Brzmi jak to, co opisujesz.

Prosta odpowiedź na twoje pytanie brzmi: aby uzyskać trójfazowy prąd przemienny z jednofazowego prądu przemiennego, musisz naprawić jednofazowy przewód prądu przemiennego na prąd stały, a następnie poprowadzić prąd stały z powrotem przez falownik, aby uzyskać sterowany prąd trójfazowy prądu przemiennego. Istnieją inne podejścia elektroniczne , ale są one mniej powszechne w moim (ograniczonym) doświadczeniu. Istnieją również podejścia mechaniczne , które mogą być wygodniejsze, jeśli masz części.

Sugerowałbym użycie napędu do sterowania silnikiem trójfazowym. Typowe napędy trójfazowe o zmiennej częstotliwości są dokładnie tym, co opisałem powyżej: prostownik, a następnie falownik. Nie mogę mówić o tym, co jest dostępne na rynku w danej klasie mocy, ale większe przemienniki trójfazowe zazwyczaj mają zaciski dla wejścia linii prądu przemiennego trójfazowego, szyny prądu stałego i wyjścia silnika trójfazowego. Jeśli masz te terminale, masz dwie opcje.

Jednym z nich jest prowadzenie jednofazowego prądu przemiennego przez trójfazowe wejście napędu. Jeśli napięcia są prawidłowe, napęd powinien działać poprawnie. Zastrzeżenie polega na tym, że będziesz musiał nieco zmniejszyć dysk. Diody wejściowe są określone, zakładając, że obciążenie stałej mocy napędu zostanie rozdzielone na trzy nogi prostownika. Jeśli rozłożysz to samo obciążenie tylko na dwie nogi, diody będą się nagrzewać. Wewnętrzne kondensatory magistrali również się nagrzeją, ponieważ zobaczą więcej tętnienia prądu bez trzeciej fazy. Skontaktuj się z producentem napędu, aby uzyskać informacje dotyczące obniżania wartości znamionowych.

Jeśli napęd ma zaciski magistrali prądu stałego, drugą opcją jest pominięcie wewnętrznego prostownika i użycie zewnętrznego. Usuń jednofazowy prąd przemienny, a następnie użyj tego prądu stałego jako wejścia do napędu. Pozwoli to uniknąć obniżenia wartości znamionowej dysku. Moja firma produkuje coś właśnie do tego celu, chociaż jego zakres mocy może być większy niż opłacalny dla twojej aplikacji. Będziesz musiał wycenić obie opcje, aby się upewnić. Przeczytaj to, aby uzyskać więcej informacji.

Jest to w rzeczywistości bardzo powszechne i uzasadnione pragnienie, na przykład do obsługi quasi-przemysłowych obrabiarek wyposażonych w silniki 3-fazowe w warsztacie domowym.

Ogólnie dostępne są trzy podejścia:

• użyj kondensatorów, aby wykonać przesunięcie fazowe, aby wytworzyć co najmniej wystarczające wyczucie trzeciej fazy, aby powiedzieć silnikowi, w którym kierunku chcesz się uruchomić. Jest to ściśle związane z tym, jak często uruchamiane są silniki jednofazowe z kondensatorem przesuwnym, który jest następnie odcinany przez sprzęgło odśrodkowe. Niektóre kondensatory mogą pozostać w obwodzie podczas pracy. Chociaż jest to niedrogie i proste, jest to najmniej korzystne rozwiązanie, a nierównomierne użycie faz nie pozwoli Ci pracować z zaprojektowaną wydajnością. Czasami można zobaczyć te rozwiązania wymienione w katalogach maszyn jako „statyczne przemienniki faz”

• użyj „konwertera obrotowego”, który jest rodzajem autotransformatora rotacyjno-bezwładnościowego. Zasadniczo otrzymujesz kolejny 3-fazowy silnik o porównywalnych lub większych rozmiarach i obracasz go za pomocą nasadki startowej (lub nawet, choć nie jest to zalecane, biorąc pod uwagę to, co może pójść źle, liną pociągową). Oba silniki podłączasz równolegle, a koło pasowe napędzające generuje trzecią fazę dla silnika obciążeniowego z jego bezwładności obrotowej (dowolna maszyna 3-fazowa z łatwością będzie działać jako silnik lub generator, zależnie tylko od tego, czy obraca się mechanicznie przed czy za rotacja fazy elektrycznej). Niektórzy dokładniej dostroją je za pomocą kondensatorów. Chociaż jest to skomplikowana konfiguracja, zwykle działa dość dobrze, a przy dobrze dobranym jałowym daje zalety 3-fazowej mocy, takiej jak szybkie cofanie podczas operacji gwintowania tokarki.

• użyj nowoczesnych półprzewodników mocy, aby wyprostować dostępne źródło zasilania do prądu stałego, a następnie PWM zsyntetyzuje 3 idealnie fazowane fale sinusoidalne. Są one zwykle nazywane przemiennikami częstotliwości (lub czasami wektorowymi) i mają dodatkową zaletę polegającą na umożliwieniu zmiany przyłożonego napięcia i częstotliwości, czyli prędkości synchronicznego obrotu, umożliwiając użytkownikowi wypełnienie luk między ręcznym pasem / opcje zmiany biegów lub potencjalnie całkowicie wyeliminować potrzebę przekładni. Ceny tej technologii zbliżają się do ceny przekształtników obrotowych, zwłaszcza jeśli weźmie się pod uwagę koszt miedzi w silniku jałowym przekształtnika obrotowego.

Prąd silnika zmienia się w zależności od obciążenia, napięcia itp., Więc nie jest to coś stabilnego i można na to liczyć. W tym przypadku z dwufazowego (przy założeniu 180 stopni) niemożliwe jest wykonanie stabilnej 3-fazowej konwersji tylko z elementami pasywnymi, ponieważ potrzebne byłyby urządzenia reaktywne do przesunięcia fazowego, a wszystkie ich reaktancje (impedancje) zależą od prądu, dlatego zarówno amplitudy, jak i fazy będą się różnić. Podejrzewam, że twoje obwody skrzynkowe potrzebują tylko ponownego obliczenia dla właściwego zużycia energii, ale będą one w stanie dostarczyć silnik o określonej mocy. Mimo to, nawet jeśli masz tylko przesunięcie fazowe o 90 stopni, silnik powinien nadal działać, ale z mniejszą wydajnością i stabilnością, być może nagrzewanie, jeśli obciążenia są bliskie ich maksimum.

Jeśli jednak masz kwadraturę dwufazową (co wątpię), jest to proste z samym transformatorem i odpowiednimi uzwojeniami (transformator Scott-T). Najlepszym rozwiązaniem byłby jednak sterownik silnika, ale może to być kosztowne.