Jak by měly být fáze třífázového motoru dimenzované na 220 V připojeny k lineárnímu zdroji napětí 380 V?

Třífázové elektromotory v každodenním životě i v amatérské praxi pohánějí různé mechanismy – kotoučovou pilu, elektrický hoblík, ventilátor, vrtačku, čerpadlo. Pro napájení takových motorů z jednofázové sítě se používají různé kapacitní nebo indukčně-kapacitní obvody s fázovým posunem. Bylo by hezké mít jeden takový obvod pro všechny motory, ale to není možné kvůli nutnosti měnit parametry jeho prvků v závislosti na výkonu a schématu zapojení vinutí motoru. Existuje další cesta ven – získat třífázové napětí z jednofázového pomocí elektromotoru, který funguje jako generátor.

Je známo, že každý elektrický stroj je reverzibilní. Generátor může sloužit jako motor a naopak. Rotor běžného asynchronního elektromotoru se po náhodném odpojení jednoho z vinutí dále otáčí a mezi vývody odpojeného vinutí je EMF. Tento jev podnítil myšlenku použití třífázového asynchronního elektromotoru k přeměně jednofázového napětí na třífázové. Vlivem magnetického pole statoru protékají proudy ve zkratovaném vinutí rotoru asynchronního motoru, čímž se rotor proměňuje v elektromagnet s výraznými póly a indukuje sinusové napětí ve vinutích statoru, včetně těch, které nejsou připojeny k síti.

Fázový posun mezi sinusoidami v různých vinutích závisí pouze na jejich umístění na statoru a u třífázového motoru je přesně 120 stupňů. Hlavní podmínkou pro přeměnu asynchronního elektromotoru na měnič fázového čísla je rotující rotor. Proto by se měl nejprve rozkroutit, například pomocí konvenčního kondenzátoru s fázovým posunem, jehož kapacita se vypočítá pomocí vzorce C=K*Iph/Uc. kde K = 2800, pokud jsou vinutí motoru spojena hvězdou, nebo 4800, pokud jsou spojena trojúhelníkem, Iph je jmenovitý fázový proud elektromotoru, A, U je napětí jednofázové sítě, V. Lze použít kondenzátory MBGO, MBGP. MBGT K42-4 pro provozní napětí minimálně 600 V nebo MBGCh. K42-19 pro napětí minimálně 250 V Kondenzátor je potřeba pouze ke spuštění motorgenerátoru, pak se jeho obvod přeruší a rotor se dále točí Proto kapacita fázově posunutého kondenzátoru neovlivňuje kvalitu generovaného třífázového napětí. K vinutí statoru lze připojit třífázovou zátěž. Pokud není přítomen, energie napájecí sítě se vynakládá pouze na překonání tření v ložiskách rotoru (nepočítáme-li obvyklé ztráty v mědi a železe), takže účinnost měniče je poměrně vysoká.

Jako měniče fázového čísla bylo testováno několik různých elektromotorů. Ta vinutí, jejichž vinutí jsou spojena hvězdou s výstupem ze společného bodu (neutrálu), byla zapojena podle schématu na obr. 1. Obr. V případě zapojení vinutí hvězdou bez neutrálu nebo trojúhelníku byly použity obvody na obr. 2, resp.

Ve všech případech byl motor nastartován stisknutím tlačítka SB1 a jeho přidržením po dobu 1 – 5 s, dokud otáčky rotoru nedosáhly jmenovitých otáček. Poté byl spínač SA1 sepnut a tlačítko bylo uvolněno. Výsledky testu jsou uvedeny v tabulce. Indexy v označení napětí odpovídají číslům kontaktů zásuvky X2 (viz obr. 1-3), mezi kterými byly naměřeny. Rychlost otáčení rotoru motorgenerátoru závisí jen málo na napětí jednofázové napájecí sítě. Generovaná napětí jsou úměrná síťovému napětí, ale jsou znatelně menší než ono, což je způsobeno energetickými ztrátami pro magnetizaci a vytvořením točivého momentu, který kompenzuje mechanické ztráty v ložiskách.

Snížené jmenovité otáčky motoru AOL-22-4 svědčí o jeho čtyřpólové konstrukci (ostatní motory jsou dvoupólové). Úspěšně však funguje jako převodník. Při zatížení se fázové a síťové napětí změnilo o 2-5%, fázový posun mezi nimi – o 5-6 stupňů. K motoru AOL2 byly jako zátěž připojeny různé třífázové elektromotory dvou- a čtyřpólového provedení s vinutími zapojenými jak do hvězdy, tak do trojúhelníku:
— AOL-011-2 s výkonem 80 W (brusný pohon);
— UAD-32F s výkonem 120 W (pohon ventilátoru);
— A08 o výkonu 1,5 kW (pohon dřevoobráběcího stroje).

REFERENCE
1. Biryukov S., „Tři fáze – bez ztráty výkonu“, Rádio č. 7, 2000, s. 37-39
2. Belopolsky I.I., „Zdroje energie pro rádiová zařízení“, Energy 1971
3. Karvovský G.A., Okorokov S.P., “Příručka asynchronních motorů”, Energie 1969

Rádio č. 1, 2002
Zdroj: shems.h1.ru