ЯК ПІДКЛЮЧИТИ трифазних двигунів До однофазної мережі

РОЗРАХУНОК КОНДЕНСАТОРА Для трифазних двигунів

В.БАШКАТОВ, Україна, Донецька обл., М.Горлівка

Іноді в домашніх умовах виникає необхідність підключення трифазного електродвигуна змінного струму в однофазну мережу.

Виникла така необхідність і у мене при підключенні промислової швейної машини. На швейній фабриці такі машини працюють в цеху, що має трифазну мережу, і проблем не виникає.

Перше, що довелося зробити - це змінити схему підключення обмоток електродвигуна з "зірки" на "трикутник", дотримуючись полярності з'єднання обмоток (початок - кінець) (рис.1). Це перемикання дозволяє включати електродвигун в однофазну мережу 220 В.

Потужність електродвигуна швейної машини по табличці - 0,4 кВт. Придбати робочі, а тим більше пускові металопаперові конденсатори типу МБГО, МБГП, МБГЧ ємністю відповідно 50 і 100 МКФ на робочу напругу 450 ... 600 В виявилося завданням непосильним через їх високу вартість на "блошиному ринку". Використання замість Металопобут-мажной полярних (електролітичних) конденсаторів і потужних випрямних діодів Д242, Д246. позитивного результату не дало. Електродвигун вперто не запускався, мабуть, через кінцевого опору діодів в прямому напрямку.

Тому в голову прийшла абсурдна з першого погляду ідея запуску електродвигуна за допомогою короткочасного підключення звичайного електролітичного конденсатора в мережу змінного струму (рис.2). Після запуску (розгону) електродвигуна електролітичний конденсатор відключається, і електродвигун працює в двофазному режимі, втрачаючи при цьому до 50% своєї потужності. Але якщо заздалегідь передбачити запас по потужності, або наперед відомо, що такий запас існує (як в моєму випадку), то з цим недоліком можна змиритися. Між іншим, і при роботі електродвигуна з робочим фазосдвігающім конденсатором електродвигун також втрачає до 50% своєї потужності.

Тепер про найважливіше. Електролітичний конденсатор, будучи включеним безпосередньо в мережу змінного струму, швидко розігрівається, електроліт закипає, і відбувається його вибух - це знають багато. Як показав експеримент, на це йде близько 10 ... 15 с. Відомо, що опір конденсатора в колі змінного струму промислової частоти визначається за формулою.

де С - ємність конденсатора в мікрофарадах.

Величина струму в ланцюзі з конденсатором

Але якщо електролітичний конденсатор включити через невеликий опір (в моєму випадку це комплексне опір фази обмотки електродвигуна Z = r + jx), і до того ж короткий час, на час розгону електродвигуна (десь 1 ... 1,5 с), то електролітичний конденсатор не пошкоджується, тому що не встигає розігрітися.

Короткочасність включення може забезпечити кнопка ПНВС-10УХЛ2,

застосовується в домашніх пральних машинах. Кнопка має три контакти: два - з фіксацією (SB 1.1, SB1.3) і один - без фіксації (SB 1.2). Він і включає конденсатор, і при припиненні натискання на кнопку повертається у вихідне вимкнене положення.

Формули для розрахунку пускового конденсатора неодноразово друкувалися, але тим не менше хочу повторити їх для схеми з'єднання обмотки статора електродвигуна в "трикутник".

де U - напруга мережі; Iн - номінальний, ток споживаний електродвигуном.

де Р - потужність електродвигуна, кВт; U - напруга мережі. В; n - коефіцієнт корисної дії електродвигуна (зазвичай 0,8 ... 0,9); cosф - коефіцієнт потужності (зазвичай 0,85).

Електролітичні конденсатори повинні бути на напругу не менше 450 В. Бажано набирати ємність з декількох конденсаторів (поліпшується тепловий режим). Конденсатори поміщають в захисну коробку.

Чотирирічний досвід експлуатації електродвигуна показав життєздатність зазначеної схеми його запуску. Дану схему повторили і деякі мої знайомі, правда, експерименти проводилися з електродвигунами потужністю до 1 кВт. Для електродвигунів понад 1 кВт на час пуску, як мені здається, необхідно включення послідовно з конденсатором невеликого струмообмежувального резистора з відповідною потужністю, що розсіюється.

література

1. Смирнов К.0. Робота трифазного електродвигуна в однофазної мережі. - Радіоаматор, 1993, N6, С.27.

2. Кухаренко А. Трифазний електродвигун в однофазної мережі. - Радіоаматор, 1996, N2, С.28.

ПІДКЛЮЧЕННЯ Трифазні асинхронні двигуни
До однофазної мережі 220В

С. Рибас, Моделіст - Конструктор, 2/8

Багато любителів майструвати нерідко намагаються пристосувати трифазні електродвигуни для різних саморобних верстатів: заточувальних, свердлильних, деревообробних та інших. Але ось біда - не кожен знає, як живити такий електродвигун від однофазної мережі.
Серед різних способів запуску трифазних електродвигунів найбільш простий і ефективний - з підключенням третьої обмотки через фазосдвігающій конденсатор. Корисна потужність, що розвивається при цьому електромотором, становить 50-60% його потужності в трифазному режимі. Однак не всі трифазні електродвигуни добре працюють від однофазної мережі. До них відносяться, наприклад, електромотори з подвійною кліткою короткозамкнутого ротора серії МА. Тому перевагу слід віддати трифазним електродвигунів серій А, ДО, АО2, АОЛ, АПН, УАД идр.

• Щоб електромотор з конденсаторним пуском працював нормально, ємність конденсатора повинна мінятися в залежності від числа обертів. Оскільки на практиці ця умова виконати важко, двигуном зазвичай керують двоступеневої - спочатку включають з пусковим конденсатором, а після розгону його від'єднують, залишаючи тільки робочий.
• Якщо в паспорті електродвигуна вказано напругу 220/380 В, то включити мотор в однофазну мережу з напругою 220 В можна за схемою, наведеною на малюнку 1. При натисканні на кнопку SB1 електродвигун М1 починає розганятися, а коли він набере обертів, кнопку відпускають - SB1 .2 розмикається, a SB1.1 і SB1.3 залишаються замкнутими. Їх розмикають для зупинки електродвигуна.

Мал. 1. Електрична схема включення трифазного електродвигуна в однофазну мережу.

При з'єднанні обмоток електродвигуна в "трикутник" ємність робочого конденсатора визначають за формулою: де Ср - ємність конденсатора, мкФ; I - споживаний електродвигуном струм, A; U - напруга мережі, В.
Якщо потужність електродвигуна відома, споживаний їм струм визначають за формулою: де Р - потужність електродвигуна (вказана в паспорті), Вт; U - напруга мережі, В; n - ККД; cosф - коефіцієнт потужності.
Ємність пускового конденсатора вибирають в 2-2,5 рази більше робочого, а їх допустимі напруги повинні не менше ніж в 1,5 рази перевищувати напруга мережі. Для мережі 220 В краще застосувати конденсатори марки МБГО, МБГП, МБГЧ з робочою напругою 500 В і вище. Як пускових можна використовувати і електролітичні конденсатори К50-3, ЕГЦ-М, КЕ-2 з робочою напругою не менше 450 В (за умови короткочасного включення). Для більшої надійності їх включають за схемою, показаної на малюнку 2. Загальна ємність при цьому дорівнює C / 2. Пускові конденсатори зашунтірует резистором опором 200-500 кОм, через який буде "стікати" залишився електричний заряд.

Мал. 2. Схема з'єднання електролітичних конденсаторів.

Експлуатація електродвигуна з конденсаторним пуском має деякі особливості. При роботі в режимі холостого ходу по живиться через конденсатор обмотці протікає струм, на 20-40% перевищує номінальний. Тому, якщо електромотор буде часто використовуватися в недовантажених режимі або вхолосту, ємність конденсатора Ср слід зменшити. При перевантаженні електродвигун може зупинитися, тоді для його запуску знову підключіть пусковий конденсатор (знявши або знизивши до мінімуму навантаження на валу). На практиці значення ємностей робітників і пускових конденсаторів в залежності від потужності електродвигуна визначають з таблиці.

Потужність трифазного електродвигуна, кВт

0,4

0,6

0,8

1,1

1,5

2,2

Мінімальна ємність конденсатора Ср, МКФ

40

60

80

100

150

230

Ємність пускового конденсатора (Сп), МКФ

80

120

160

200

250

300

Для запуску електродвигуна на холостому ходу або з невеликим навантаженням ємність конденсатора Сп можна зменшити. Наприклад, для включення електродвигуна АО2 потужністю 2,2 кВт на 1420 об / хв можна використовувати в якості робочого конденсатор ємністю 230 мкф, пускового - 150 мкФ. При цьому електродвигун впевнено запускається при невеликому навантаженні на валу. Реверсування електромотора здійснюють шляхом перемикання фази на його обмотці тумблером SA1 (рис. 1).

Мал. 3. Електрична схема пускового пристрою для трифазного електродвигуна потужністю 0,5 кВт.

На малюнку 3 наведена електрична схема переносного універсального блоку для пуску трифазних електродвигунів потужністю близько 0,5 кВт від однофазної мережі без реверсування. При натисканні на кнопку SB1 спрацьовує магнітний пускач КМ1 (тумблер SA1 замкнутий) і своєї контактної системою КМ1.1, КМ1.2 під'єднує електродвигун M1 до мережі 220 В. Одночасно третя контактна група КМ1.3 блокує кнопку SB1. Після повного розгону електродвигуна пусковий конденсатор С1 відключають тумблером SA1. Зупиняють електромотор натисканням на кнопку SB2. У пристрої застосовані магнітний пускач типу ПМЛ, розрахований на змінний струм напругою 220 В; SB1, SB2 - спарені кнопки ПКЕ612, SA1-тумблер Т2-1; резистори: R1 - дротяний ПЕ-20, R2 - МЛТ-2, С1, С2 - конденсатори МБГЧ на напругу 400 В (С2 складений з двох паралельно з'єднаних конденсаторів по 20 мкФ X 400 В); HL1 - лампа КМ-24 (24 В, 100 мА). M1 - електродвигун 4А71А4 (АО2-21-4) на 0,55 кВт, 1420 об / хв.

• Пусковий пристрій змонтовано в бляшаному корпусі розміром 170х140х70 мм (рис. 4). На верхній панелі розташовані кнопки "Пуск" і "Стоп", сигнальна лампа і тумблер відключення пускового конденсатора. На передній боковій стінці встановлено саморобний трьохконтактний роз'єм, виготовлений з трьох відрізків мідного трубки і круглої електровилки, в якій доданий третій штифт.

Мал. 4. Зовнішній вигляд пускового пристрою: 1 - корпус, 2 - ручка для перенесення, 3 - сигнальна лампа, 4 - тумблер відключення пускового конденсатора, 5 - кнопки "Пуск" і "Стоп", 6 - допрацьована Слідкуйте, 7 - панель з гніздами роз'єму.

Користуватися тумблером SA1 (рис. 3) не зовсім зручно. Тому краще, якщо пусковий конденсатор буде відключатися автоматично за допомогою додаткового реле К1 (рис. 5) типу МКУ-48. При натисканні на кнопку SB1 воно спрацьовує і своєї контактної парою К1.1 включає магнітний пускач КМ1, а К1.2 - пусковий конденсатор Сп. У свою чергу, магнітний пускач КМ1 самоблокується за допомогою своєї контактної системи КМ1.1, а КМ1.2 і КМ1.3 під'єднують електродвигун до мережі. Кнопку SB1 тримають натиснутою до повного розгону електромотора, а потім відпускають - реле К1 знеструмлюється і відключає пусковий конденсатор, який розряджається через резистор R2. У той же час магнітний пускач КМ1 залишається включеним, забезпечуючи харчування електродвигуна в робочому режимі. Зупиняють електромотор натисканням на кнопку SB2 "Стоп".

Мал. 5. Електрична схема пускового пристрою з автоматичним відключенням конденсатора Сп.

На закінчення кілька слів про вдосконалення, які розширюють можливості пускового пристрою. Конденсатори Ср і Сп можна зробити складовими зі ступенями по 10-20 мкФ і приєднувати їх багатопозиційними перемикачами (або двома-чотирма тумблерами) в залежності від параметрів запускаються електродвигунів. Лампу розжарювання HL1 з гасить дротяним резистором рекомендуємо замінити на неонову з додатковим резистором невеликої потужності; замість спарених кнопок ПКЕ612 застосувати дві одиночні будь-якого типу; плавкі запобіжники можна замінити автоматичними на відповідний струм відсічення.

ЗАПУСК трифазних двигунів від однофазної мережі
БЕЗ ВТРАТИ ПОТУЖНОСТІ

"Радіо" №7, 2000 р.
С.БІРЮКОВ, м.Москва

У різних аматорських електромеханічних верстатах і пристосуваннях найчастіше використовуються трифазні асинхронні двигуни з короткозамкненим ротором. На жаль, трифазна мережа в побуті - явище вкрай рідкісне, тому для їх живлення від звичайної електричної мережі любителі застосовують фазосдвігающій конденсатор, що не дозволяє в повному обсязі реалізувати потужність і пускові характеристики двигуна. Існуючі ж тріністорние "фазосдвигающие" пристрою ще в більшій мірі знижують потужність на валу двигунів.

Варіант схеми пристрою запуску трифазного електродвигуна без втрати потужності наведено на рис. 1. Обмотки двигуна 220/380 В з'єднані трикутником, а конденсатор С1 включений, як зазвичай, паралельно одній з ніх.Конденсатору "допомагає" дросель L1, включений паралельно інший обмотці.
При певному співвідношенні ємності конденсатора С1, індуктивності дроселя L1 і потужності навантаження можна отримати зрушення фаз між напругою на три гілки навантаження, рівний точно 120 °. На рис. 2 приведена векторна діаграма напруг для пристрою, представленого на рис. 1, при чисто активному навантаженні R в кожній гілці.

Лінійний струм I л у векторному вигляді дорівнює різниці струмів Iз і Ia, а за абсолютним значенням відповідає величині I ф , Де I ф = I 1 = I 2 = I 3 = U л / R - фазний струм навантаження, U л = U 1 = U 2 = U 3 = 220 В - лінійна напруга мережі.
До конденсатору С1 докладено напруга U c1 = U 2, струм через нього дорівнює I c1 і по фазі випереджає напругу на 90 °. Аналогічно до дроселя L1 докладено напруга U L1 = U 3, струм через нього I L1 відстає від напруги на 90 °. У разі рівного розподілу абсолютних величин струмів I c1 і I L1 їх векторна різниця при правильному виборі ємності й індуктивності може бути рівною I л. Зрушення фаз між струмами I c1 і I L1 становить 60 °, тому трикутник з векторів I л, I з1 і I L1 - рівносторонній, а їх абсолютна величина становить I з1 = I L1 = I л = I ф .

У свою чергу, фазний струм навантаження I ф = Р / З UL, де Р - сумарна потужність навантаження. Іншими словами, якщо ємність конденсатора С1 і індуктивність дроселя L1 вибрати такими, щоб під час вступу на них напруги 220 В струм через них був би рівний Ic1 = IL1 = P / ( Uл) = P / 380, показана на рис. 1 ланцюг L1C1 забезпечить на навантаженні трифазне напругу з точним дотриманням зсуву фаз.

У табл. 1 наведені значення струму I c1 = I L1. ємності конденсатора С1 і індуктивності дроселя L1 для різних величин повній потужності чисто активного навантаження.
Реальна навантаження у вигляді електродвигуна має значну індуктивного складову. В результаті лінійний струм відстає по фазі від струму активного навантаження на деякий кут ф близько 20 ... 40 °. На шильдиках електродвигунів зазвичай вказують не кут, а його косинус - широко відомий , Рівний відношенню активної складової лінійного струму до його повного значенням.
Індуктивну складову струму, що протікає через навантаження пристрою, показаного на рис. 1, можна представити у вигляді струмів, що проходять через деякі котушки індуктивності Lн, підключені паралельно активним опорам навантаження (рис. 3, а), або, що еквівалентно, паралельно С1, L1 і мережевим проводам.

З рис. 3, б видно, що оскільки струм через індуктивність протифазі току через ємність, котушки індуктивності LH зменшують струм через ємнісні гілку фазосдвигающей ланцюга і збільшують через індуктивну. Тому для збереження фази напруги на виході фазосдвигающей ланцюга струм через конденсатор С1 необхідно збільшити і через котушку зменшити.

Векторна діаграма для навантаження з індуктивної складової ускладнюється. Її фрагмент, що дозволяє зробити необхідні розрахунки, наведено на рис 4.
Повний лінійний струм Iл розкладений тут на дві складові: активну і реактивну В результаті рішення системи рівнянь для визначення необхідних значень струмів через конденсатор С1 і котушку L1
одержуємо такі значення цих струмів.

При чисто активному навантаженні формули дають раніше отриманий результат I c1 = I L1 = I л. На рис. 5 наведено залежності відносин струмів I c1 і I L1 до Iл від , Розраховані за цими формулами Для ( / 2 = 0,87) струм конденсатора С1 максимальний і дорівнює а струм дроселя L1 вдвічі менше. Цими ж співвідношеннями з високим ступенем точності можна користуватися для типових значень , Рівних 0,85 0,9.

У табл. 2 наведені значення струмів I e1, I L1, что протікають через конденсатор С1 и дросель L1 при різніх величинах повної потужності НАВАНТАЖЕННЯ, что має Вказаним вищє значення
Для такої фазосдвигающей ланцюга використовують конденсатори МБГО, МБГП, МБГТ, К42-4 на робочу напругу не менше 600 В або МБГЧ, К42-19 на напругу не менше 250 В Дросель найпростіше виготовити з трансформатора харчування стрижневий конструкції від старого лампового телевізора. Струм холостого ходу первинної обмотки такого трансформатора при напрузі 220 В зазвичай не перевищує 100 мА і має нелінійну залежність від прикладеної напруги Якщо ж в муздрамтеатр ввести зазор близько 0,2 1 мм, струм істотно зросте, а залежність його від напруги стане лінійної.
Мережеві обмотки трансформаторів ТС можуть бути з'єднані так, що номінальна напруга на них складе 220 В (перемичка між висновками 2 і 2 '), 237 В (перемичка між висновками 2 і 3') або 254 В (перемичка між висновками 3 і 3 ') напруга найчастіше подають на висновки 1 и1 '. Залежно від виду з'єднання змінюються індуктивність і ток обмотки У табл. 3 наведені значення струму в первинній обмотці трансформатора ТС-200-2 при подачі на неї напруги 220 В при різних зазорах в магнітопроводі і різному включенні секцій обмоток Зіставлення даних табл 3 і 2 дозволяє зробити висновок, що зазначений трансформатор можна встановити в фазоссуваючу ланцюг двигуна з потужністю приблизно від 300 до 800 Вт і, підбираючи зазор і схему включення обмоток, отримати необхідну величину струму. Індуктивність змінюється також залежно від синфазного або протівофазного з'єднання мережевий і низьковольтних (наприклад, накальних) обмоток трансформатора. Максимальний струм може дещо перевищувати номінальний струм в робочому режимі. В цьому випадку для полегшення теплового режиму доцільно зняти з трансформатора все вторинні обмотки, частина низьковольтних обмоток можна використовувати для харчування ланцюгів автоматики пристрою, в якому працює електродвигун.

У табл. 4 наведені номінальні величини струмів первинних обмоток трансформаторів різних телевізорів [1, 2] і орієнтовні значення потужності двигуна, з якими їх доцільно використовувати фазоссуваючу LC-ланцюг слід розраховувати для максимально можливого навантаження електродвигуна.

При меншому навантаженні необхідний зрушення фаз вже не буде витримуватися, але пускові характеристики в порівнянні з використанням одного конденсатора покращаться. Експериментальна перевірка проводилася як з чисто активним навантаженням, так і з електродвигуном. Функції активного навантаження виконували по дві паралельно з'єднаних лампи розжарювання потужністю 60 і 75 Вт, включені в кожну навантажувальну ланцюг пристрої (див рис 1), що відповідало загальній потужності 400 Вт Відповідно до табл 1 ємність конденсатора С1 становила 15 МКФ Зазор в муздрамтеатрі трансформатора ТС -200-2 (0,5 мм) і схема з'єднання обмоток (на 237 В) були обрані з міркувань забезпечення необхідного струму 1,05 А. Виміряні на навантажувальних ланцюгах напруги U 1, U 2, U 3 відрізнялися один від одного на 2 .. 3 В, що підтверджувало високу симетрію трьох фазної напруги.
Експерименти проводилися також з трифазним асинхронним двигуном з короткозамкненим ротором АОЛ22-43Ф потужністю 400 Вт [З]. Він працював з конденсатором С1 ємністю 20 мкф (до речі, такий же, як і при роботі двигуна тільки з одним фазосдвігающім конденсатором) і з трансформатором, зазор і з'єднання обмоток якого обрані з умови отримання струму 0,7 А В результаті вдалося швидко запустити двигун без пускового конденсатора і помітно збільшити крутний момент, що відчувається при гальмуванні шківа на валу двигуна. На жаль, провести більш об'єктивну перевірку важко, оскільки в аматорських умовах практично неможливо забезпечити нормовану механічне навантаження на двигун.
Слід пам'ятати, що Фазосдвігающая ланцюг - це послідовний коливальний контур, настроєний на частоту 50 Гц (для варіанту чисто активного навантаження), і без навантаження підключати до мережі цей ланцюг не можна.
ЛІТЕРАТУРА
1 Кузінец Л. М., Соколов В. С. Вузли телевізійних приймачів - М Радио и связь одна тисяча дев'ятсот вісімдесят сім
2 Сидоров І. Н., Біннатов М. Ф., Васильєв Є. А. Пристрої електроживлення побутової РЕА - М Радио и связь, 1991
3 Бірюков С. Автоматична водокачка. - Радіо, 1998, № 5, с.45,46.

ЕЛЕКТРОННИЙ ЗАПУСК трифазних двигунів
Від однофазної мережі

А. ДУБРОВСЬКИЙ, м Новополоцьк Вітебської обл., Білорусь

У домашніх "майстерень" радіоаматорів зустрічаються електромеханічні верстати і різні пристосування з приводом від трифазних асинхронних двигунів. Однак в побуті трифазна мережа нерідко відсутня, тому для їх харчування часто застосовують фазосдвігающій конденсатор. На жаль, це призводить до зниження необхідної потужності на валу електро-двигуна і до того ж виключається можливість регулювання частоти обертання. Використовуючи пропонований пристрій, можна не тільки живити трифазний асинхронний електродвигун від однофазної мережі, але і плавно регулювати частоту його обертання.
Регулятор частоти обертання істотно покращує характеристики трифазного асинхронного двигуна (ТАД). Описується пристрій дозволяє живити ТАД від однофазної мережі практично без втрати потужності, регулювати пусковий момент, регулювати в широких межах частоту обертання як на холостому ходу, так і при навантаженні, а також головне - збільшувати максимальну частоту обертання більше номінальної.
Пропоноване пристрій експлуатується з ТАД потужністю 120 Вт і номінальною частотою обертання 3000 об / хв.
Як відомо, існує кілька способів регулювання частоти обертання ТАД - зміною напруги живлення, навантаження на валу, застосуванням спеціальної обмотки ротора з регульованим опором. Однак найбільш ефективним є частотне регулювання, оскільки воно дозволяє зберегти енергетичні характеристики і застосувати найбільш дешеві і надійні електродвигуни з короткозамкненою обмоткою ротора - "білячою кліткою".

РЕГУЛЯТОР ЧАСТОТИ ОБЕРТАННЯ Трифазні асинхронні двигуни

Принципова схема регулятора обертання трифазного асинхронного двигуна наведена на рис. 1. На елементах DD1.1-DD1.3 зібраний задає генератор із змінною в межах 30 ... 800 Гц частотою. Регулюють частоту змінним резистором R3. Лічильник DD2, елемент І-НЕ DD1.4 і чотири елементи виключає Або DD3.1-DD3.4 входять до складу формувача імпульсів трифазної послідовності (ФІТ), який перетворює постійну напругу в сигнали прямокутної форми, зсунуті по фазі на 120 град. На рис. 2 приведені епюри напруги в характерних точках.
На транзисторах 1VT1-1VT6, 2VT1- 2VT6, 3VT1-3VT6 зібрані три однакових підсилювача, по одному на кожну фазу ТАД. На рис. 1 наведена схема тільки одного підсилювача. Схеми інших точно такі ж. Розглянемо роботу одного з них (верхнього за схемою). Коли на виході елемента DD3.2 з'являється високий рівень, відкривається складовою транзистор 1VT4, 1VT5, а вихідний транзистор 1VT6 закривається. Крім того, високий рівень надходить на вхід транзисторної оптопари 1U1, в результаті чого на її виході встановлюється низький рівень, який закриває складовою транзистор 1VT1, 1VT2. Вихідний транзистор 1VT3 відкритий. Для розв'язки по напрузі транзистори 1VT1, 1VT2 і 1VT4, 1VT5 живлять від різних джерел напругою +10 В, а транзистори 1VT3, 1VT6 - від джерела напругою +300 В. Діоди 1VD3, 1VD4, 1VD6, 1VD7 служать для більш надійного закривання вихідних транзисторів.
Одне з головних умов нормальної роботи транзисторів 1VT3 і 1VT6 - вони не повинні бути одночасно відкриті. Для цього на вхід складеного транзистора 1VT1, 1VT2 керуюча напруга надходить з виходу оптопари 1U1, що забезпечує деяку затримку його перемикання (приблизно 40 мкс). При появі на вході оптопари високого рівня починає заряджатися конденсатор 1С2. Сигнал низького рівня на вході оптопари не може миттєво закрити складовою транзистор 1VT4, 1VT5, оскільки конденсатор 1С2, разряжаясь по ланцюгу 1R3, емітерний переходи транзисторів, підтримує його протягом близько 140 мкс у відкритому стані, а транзистор 1VT6 - в закритому. Час виключення оптопари складає приблизно 100 мкс, тому транзистор 1VT3 закривається рани, ніж транзистор 1VT6 відкривається.
Діоди 1VD5, 1VD8 захищають вихідні транзистори від підвищення напруги при комутації індуктивного навантаження - обмоток ТАД, а також замикають ток обмоток, коли напруга на них змінює свою полярність (при перемиканні транзисторів 1VT3, 1VT6). Наприклад, після закривання транзисторів 1VT3 і 2VT6 ток деякий час проходить в колишньому напрямі - від фази А до фази В, замикаючись через діод 2VD5, джерело живлення, діод 1VD8, поки не зменшиться до нуля.

Тимчасові діаграми на деяких висновках мікросхем

Розглянемо послідовність перемикання вихідних транзисторів на прикладі фаз А і В. Коли транзистори 1VT3 і 2VT6 відкриті, струм по колу: джерело +300 В, ділянка колектор-емітер транзистора 1VT3, обмотки фази А і фази В, ділянка колектор-емітер транзистора 2VT6. Коли ці транзистори закриваються, a 1VT6 і 2VT3 відкриваються, струм протікає в протилежному напрямку. Таким чином, на фази А, В і С подаються імпульси напруги прямокутної форми із зсувом по фазі 120 град. (Рис. 2). Частота живлячої ТАД напруги визначається частотою перемикання цих транзисторів. Завдяки послідовному відкриванню транзисторів струм послідовно проходить по обмотках статора АВ-АС-ВС-ВА-СА-СВ-АВ, що і створює обертове магнітне поле. Описана вище схема побудови вихідних ступенів - трифазна мостова [1-3]. Її перевага полягає в тому, що в фазному струмі відсутні треті гармонійні складові.
Блок живлення регулятора виробляє напруги +5, +10 та +300 В. Напруга +5 В, що виробляється стабілізатором на стабілітроні VD3 і транзисторі VT1, використовується для живлення мікросхем DD1-DD3. Верхній по схемі складовою транзистор кожного підсилювача харчується від окремої обмотки мережевого трансформатора Т1 і окремого мостового випрямляча (WD1, 2VD1, 3VD1). Нижній складовою транзистор всіх підсилювачів - від обмотки II і діодного моста VD2. Для харчування вихідних транзисторів застосований міст VD1 і LC-фільтр C2L1C3. Ємність конденсаторів С2 і СЗ вибирають виходячи з потужності ТАД. Вона повинна бути не менше 20 мкФ при індуктивності дроселя 0,1 Гн.
У регуляторі можна застосувати постійні резистори МЛТ, ОМЛТ, ВС. Конденсатор С1 - будь-який, наприклад, керамічний К10-17-26, С2-С5, 1С1, 2С1, ЗС1 - будь-які оксидні. Дросель L1 - саморобний. Його намотують на Ш-подібному магніто-проводі площею поперечного перерізу 4 см2. Обмотка містить 120 витків дроту ПЕВ 0,35. Дросель можна виключити, але при цьому доведеться збільшити ємність конденсаторів С2 і СЗ до 50 мкФ. Оптопари 1U1, 2U1, 3U1 можна використовувати і інші, у яких час затримки включення не більше 100 мкс, а напруга ізоляції не менше 400 В.
Основна вимога до транзисторів - високий і приблизно однаковий у всіх коефіцієнт передачі струму (не менше 50). Транзистори КТ315А можуть бути замінні на транзистори серій КТ315, КТ312, КТ3102 з будь-якими літерними індексами, а транзистори КТ817А (VT1, 1VT2, 1VT5, 2VT2, 2VT5, 3VT2. 3VT5) - на КТ817 або КТ815 з будь-якими літерними індексами. Замість транзисторів КТ858А можна застосувати будь-які потужні з допустимою напругою колектор-емітер не менше 350 В і коефіцієнтом передачі струму не менше 50. Їх слід встановити на теплоот-води площею не менше 10 см2 кожний.
Однак при використанні електродвигунів потужністю понад 200 Вт потрібні тепловідводи з більшою площею. Якщо потужність ТАД перевищує 300 Вт, замість випрямляча КЦ409А необхідно зібрати міст з окремих діодів, розрахованих на зворотне напруга більше 400 В і відповідний струм. Діоди 1VD5, 1VD8 підійдуть будь-які з допустимим прямим імпульсним струмом не менше 5 А і зворотним напругою не менше 400 В, наприклад, КД226В або КД226Г. Трансформатор - будь-який потужністю не менше 15 Вт, що має чотири роздільні вторинні обмотки по 8 ... 9 В кожна.
При налагодженні пристрою спочатку відключають напругу +300 В і перевіряють наявність всіх сигналів відповідно до рис. 2. Якщо необхідно, добіркою конденсатора С1 або резистора R2 домагаються зміни частоти на колекторі транзистора 1VT2 (1VT5) в межах 5 ... 130 Гц. Потім при відключеному ТАД замість +300 В подають від зовнішнього джерела напруга +100 ... 150 В, замикають колектор і емітер транзистора 1VT2, колектор і емітер транзистора 1VT5 (щоб закрити транзистори 1VT3 і 1VT6) і вимірюють струм в ланцюзі колектора транзистора 1VT3, який повинен бути не більше декількох міліампер - струм витоку вихідних транзисторів.
Далі розмикають колектори і емітери вищевказаних транзисторів і встановлюють резистором R2 максимальну частоту. Підбором конденсатора 1С2 {в бік збільшення ємності) домагаються мінімального значення струму в ланцюзі колектора транзистора 1VT3. Аналогічно налагоджують і інші підсилювачі. Після цього підключають до виходу регулятора електродвигун, обмотки якого з'єднані зіркою. Замість +300 В подають від зовнішнього джерела напруга впределах +100 ... 150 В. Ротор електродвигуна повинен почати обертатися. Коли необхідно змінити напрямок обертання, міняють місцями будь-які дві фази ТАД. Якщо вихідні транзистори працюють в правильному режимі, вони залишаються тривалий час трохи теплими, в іншому випадку підбирають опір резисторів 1R6, 1R8, 2R6, 2R8, 3R6, 3R8.

література
1. Радін В. І. Електричні машини: Асинхронні машини. - М .: Вища школа. 1988.
2. Краачік А. Е. Вибір і застосування асинхронних двигунів. - М .: Енергоатом издат. 1987.
3. Лопухіна Е. М. Асинхронні виконавчі мікродвигуни для систем автоматики. - М .: Вища школа, 1988.

Адреса адміністрації сайту: [email protected]