三相 - 電力損失なし。 無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

無線電子工学と電気工学の百科事典 / 電源

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さまざまなアマチュア電気機械機械や装置では、かご型回転子を備えた三相非同期モーターが最もよく使用されます。 残念ながら、日常生活において三相回路網は非常にまれな現象であるため、アマチュアは移相コンデンサを使用して従来の電気回路網から電力を供給しますが、これではエンジンの出力と始動特性を完全に実現することはできません。 既存のトリニスタ「位相シフト」デバイスは、モーターシャフトにかかる電力をさらに低減します。

電力損失なしで三相電気モーターを始動するための装置の図の変形を図に示します。 1.

220/380 V モーターの巻線は三角形に接続され、コンデンサ C1 は通常どおり、そのうちの 1 つに並列に接続されます。 コンデンサは、別の巻線に並列に接続されたインダクタ LXNUMX によって「補助」されます。

コンデンサ C1 の静電容量、インダクタ L1 のインダクタンス、および負荷電力の一定の比率により、負荷の 120 つの分岐の電圧間の位相シフト (正確に 2 ° に等しい) を得ることが可能です。 図上。 図２は、図１に示されるデバイスのベクトル電圧図を示す。 各分岐に純粋な抵抗負荷 R があります。 ベクトル形式の線形電流 ll は、電流 l1 と I3 の差に等しく、絶対値では If√ の値に対応します。3ここで、lf=l1=I2=l3=Un/R - 負荷相電流。 Un=U1=U2=U3=220 V - ネットワークの線間電圧。

電圧 UC1=U1 がコンデンサ C2 に印加され、コンデンサ C1 を流れる電流は lc90 に等しく、位相が電圧より 1°進んでいます。 同様に、電圧 UL1=U3 がインダクタ L1 に印加され、それを流れる電流 IL90 は電圧より 1°遅れます。 電流 IC1 と IL1 の絶対値が等しい場合、容量とインダクタンスを正しく選択すると、それらのベクトル差は In に等しくなります。 電流 IC1 と IL60 の間の位相シフトは 1°であるため、ベクトル Il、lC1、および IL1 の三角形は正三角形であり、その絶対値は IC1=ILXNUMX=Il=If√ となります。3

次に、相負荷電流If \u3d P / 1Ul。 ここで、P は総負荷電力です。 言い換えると、コンデンサ C1 の静電容量とインダクタ L220 のインダクタンスが、1 V の電圧がそれらに印加されたときにそれらを流れる電流が次のように選択される場合、IC1=ILXNUMX=P/(√3Ul)=P/380。 図に示されています。 1 回路 L1C1 は、位相シフトを正確に遵守して三相電圧を負荷に供給します。

テーブル内。 図１は、純粋な能動負荷の総電力の様々な値に対する、コンデンサＣ１の静電容量の電流ＩＣ１＝ＩＬ１およびインダクタＬ１のインダクタンスの値を示す。

電気モーターの形式の実際の負荷には、重大な誘導成分が含まれます。 その結果、線形電流は能動負荷電流より位相が 20 ～ 40°程度の角度 φ だけ遅れます。 電気モーターの銘板では、通常、角度ではなく、その余弦、つまり線形電流の有効成分とその最大値の比に等しい、よく知られている cosφ が表示されます。

図に示すデバイスの負荷を流れる電流の誘導成分は次のようになります。 図1の電流は、負荷のアクティブ抵抗と並列に接続されたいくつかのインダクタを通過する電流として表すことができます(図3、a)。 または、同等に C1 と平行になります。 L1 およびネットワーク ワイヤー。

図から。 図３ｂでは、インダクタンスを流れる電流がキャパシタンスを流れる電流と逆位相であるため、インダクタＬ−が移相回路の容量性分岐を流れる電流を減少させ、誘導性分岐を流れる電流を増加させることが分かる。 したがって、移相回路の出力で電圧位相を維持するには、コンデンサ C3 を流れる電流をコイルを介して増減する必要があります。

誘導成分を含む負荷のベクトル図はさらに複雑になります。 必要な計算を実行できるようにするそのフラグメントを図に示します。 4.

ここで、総線形電流 Il は、アクティブ Ilsosφ とリアクティブ llsinφ の 1 つの成分に分解されます。 連立方程式を解いてコンデンサC1とコイルLXNUMXを流れる電流の必要な値を決定した結果、

lС1sin30°+ILlsin30°=lсosφ、

lС1sin30°-ILsin30°=llsinφ

これらの電流の次の値を取得します：

lС1=2/√3llsin（φ+ 60°）,

IL1 =2/√3 lcos（φ+ 30°）,

純粋にアクティブな負荷 (φ=0) の場合、式は以前に得られた結果、lC1=IL1=Il を与えます。 図上。 図 5 は、これらの式を使用して計算された、IL に対する電流 IC1 および IL1 の比の cosφ への依存性を示しています。 f=30°の場合（cosφ=√3/2\u0,87d 1）コンデンサC2の電流は最大で、XNUMX / √に等しい3Il\u1,15d 1 Il、インダクタ電流L0,85は半分になります。 0,9 ... XNUMX に等しい典型的な cosφ 値に対して、同じ比率をかなりの精度で使用できます。

テーブル内。 図2は、上記の値cosφ=√を有する負荷の総電力の様々な値におけるコンデンサC1とインダクタL1を流れる電流IC1、IL1の値を示しています。3/2.

このような移相回路には、MBGO コンデンサが使用されます。 動作電圧が少なくとも 42 V の場合は MBGP、MBGT、K4-600、または MBGCH。 少なくとも 42 V の電圧には K19-250 を使用します。チョークを作る最も簡単な方法は、古い真空管テレビの棒状の電源トランスを使用することです。 電圧 220 V におけるこのような変圧器の一次巻線の無負荷電流は、通常 100 mA を超えず、印加電圧に対して非線形依存性を持ちます。 ただし、0.2 ... 1 mm 程度のギャップが磁気回路に導入された場合。 電流が大幅に増加し、電圧に対する依存性が線形になります。

変圧器 TS のネットワーク巻線は次のように接続できます。 公称電圧は 220 V です (端子 2 と 2* 間のジャンパ)。 237 V (ピン 2 と 3 の間のジャンパ*) または 254 V (ピン 3 と 3 の間のジャンパ*)。 主電源電圧は、ほとんどの場合、端子 1 と 1* に適用されます。 接続の種類に応じて、巻線のインダクタンスと電流が変化します。

テーブル内。 図3は、磁気回路のさまざまなギャップおよび巻線セクションのさまざまなスイッチオンで200 Vの電圧が印加されたときの変圧器TS-2-220の一次巻線の電流値を示しています。

表のデータの比較。 図 3 と図 2 から、指定された変圧器は約 300 ～ 800 W の電力の移相モータ回路に組み込むことができ、ギャップと巻線スイッチング回路を選択することにより、必要な電流値を得ることができると結論付けることができます。 インダクタンスは、ネットワークと変圧器の低電圧 (白熱など) 巻線の同相接続または逆相接続によっても変化します。 動作時の最大電流は定格電流を若干超える場合があります。 この場合、熱レジームを促進するために、変圧器からすべての二次巻線を取り除くことをお勧めします。低電圧巻線の一部を、電気モーターが動作するデバイスの自動化回路に電力を供給するために使用できます。

テーブル内。 図4は、さまざまなテレビの変圧器の一次巻線の電流の公称値[1、2]と、それらを使用することが推奨されるモーター電力のおおよその値を示しています。

位相シフト LC 回路は、電気モーターの最大可能負荷に合わせて計算する必要があります。 負荷が小さくなると、必要な位相シフトは維持されなくなりますが、単一のコンデンサを使用する場合に比べて起動性能が向上します。

実験検証は、純粋なアクティブ負荷と電気モーターの両方を使用して実行されました。 アクティブ負荷機能は、デバイスの各負荷回路に含まれる、電力 60 W と 75 W の 1 つの並列接続された白熱電球によって実行されました (図 400 を参照)。 これは合計電力 1 ワットに相当します。 表によると。 コンデンサC1の静電容量は15uFでした。 変圧器 TS-200-2 の磁気回路のギャップ (0,5 mm) と巻線接続方式 (237 V 時) は、必要な電流 1.05 A を提供するために選択されました。電圧 U1、U2、U3 は、負荷回路は互いに 2 ...3 V 異なっており、三相電圧の高い対称性が確認されました。

実験は、出力 22 W のかご型ローター AOL43-400F を備えた三相非同期モーターでも実行されました [3]。 彼は、1μFの容量を持つコンデンサC20（ちなみに、エンジンが0,7つの位相シフトコンデンサだけで動作しているときと同じ）と、巻線のギャップと接続が以下から選択された変圧器を使用して作業しました。その結果、始動用コンデンサを使用せずにエンジンを迅速に始動することができ、モーター軸のプーリーを制動する際のトルク感を大幅に向上させることができました。 残念ながら、素人の状況ではエンジンに正規化された機械的負荷を与えることはほぼ不可能であるため、より客観的なチェックを行うことは困難です。

移相回路は 50 Hz の周波数に調整された直列発振回路 (純粋なアクティブ負荷オプションの場合) であり、この回路は負荷なしではネットワークに接続できないことに注意してください。

文学

1. Kuzinets L.M.、Sokolov V.S. テレビ受信機のノット。 - M.: ラジオと通信。 1987年。
2. Sidorov I. N.、Binnatov M. F.、Vasiliev E. A. 家庭用 REA 用電源装置。 - M.: ラジオと通信。 1991年。
3. BiryukovS.自動ポンプ場。 -ラジオ。 1998. No.5.p。 45.46。

著者: S. Biryukov、モスクワ

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