Conversione da monofase a trifase

Ho visto alcune scatole (con alcuni circuiti di condensatori all'interno) che trasformano l'alimentazione monofase in conversione di alimentazione trifase. Il problema è che causano il riscaldamento del motore di carico, poiché la differenza di fase tra le gambe è di 90 gradi anziché 120 gradi.

È possibile progettare un circuito che produce la terza fase con una differenza di fase esatta di 120 gradi utilizzando solo la monofase originale?

È possibile utilizzare equamente le gambe disponibili per produrre la terza fase, in modo da evitare il caricamento su una singola fase?

Come sarebbe questo circuito?

Nota: i motori in questione sono motori a induzione da 3,7 kW-5,6 kW.

Capisco questa domanda per indicare che stai cercando di far funzionare un motore trifase su una linea monofase. Se stai provando a far funzionare il motore direttamente dalla linea CA, gli angoli di fase coinvolti renderanno difficile avviare il motore, il che è parte del motivo per cui esiste trifase in primo luogo. I motori monofase di solito hanno tappi di avviamento motore proprio per questo motivo. Sembra quello che stai descrivendo.

La semplice risposta alla tua domanda è che per ottenere una CA trifase da una CA monofase, è necessario rettificare la linea CA monofase in CC, quindi reinserire la CC attraverso un inverter per ottenere una CA trifase controllata. Esistono altri approcci elettronici , ma sono meno comuni nella mia (limitata) esperienza. Ci sono anche approcci meccanici , che possono essere più convenienti se si hanno le parti.

Suggerirei di usare un azionamento per far funzionare il tuo motore trifase. I tipici variatori trifase a frequenza variabile sono esattamente ciò che ho descritto sopra: un raddrizzatore, seguito da un inverter. Non posso parlare di ciò che è presente sul mercato in una determinata classe di potenza, ma gli azionamenti trifase più grandi in genere hanno terminali per l'ingresso della linea CA trifase, il bus CC e l'uscita del motore trifase. Se hai quei terminali, hai due opzioni.

Uno è far funzionare la corrente alternata monofase attraverso l'ingresso trifase del convertitore di frequenza. Se le tensioni sono corrette, il convertitore dovrebbe funzionare correttamente. L'avvertenza è che dovrai declassare un po 'l'unità. I diodi di input sono ipotizzati supponendo che il carico a potenza costante dell'unità sarà distribuito tra le tre gambe del raddrizzatore. Se si distribuisce lo stesso carico su sole due gambe, questi diodi diventeranno più caldi. Anche i condensatori del bus interno diventeranno più caldi, poiché vedranno più corrente di ondulazione senza la terza fase. Verificare con il produttore del convertitore le informazioni sul derating.

Se l'unità dispone di terminali del bus CC, l'altra opzione è quella di saltare il raddrizzatore interno e utilizzarne uno esterno. Correggere la CA monofase, quindi utilizzare quella CC come input per il convertitore. Ciò consentirà di evitare il declassamento dell'unità. La mia azienda produce qualcosa esattamente a tale scopo, sebbene la sua gamma di potenza possa essere più ampia di quella economica per la tua applicazione. Dovresti valutare entrambe le opzioni per scoprirlo di sicuro. Leggi questo per maggiori dettagli.

Questo è in realtà un desiderio molto comune e legittimo, ad esempio far funzionare macchine utensili quasi industriali dotate di motori trifase in un'officina domestica.

Sono generalmente disponibili tre approcci:

• utilizzare i condensatori per realizzare uno spostamento di fase per produrre almeno il senso sufficiente di una terza fase per dire al motore in quale direzione si desidera che inizi. Ciò è strettamente correlato al modo in cui i motori monofase vengono spesso avviati con un condensatore del cambio che viene quindi tagliato da una frizione centrifuga. Alcuni condensatori possono rimanere nel circuito durante il funzionamento. Sebbene a basso costo e semplice, questa è la soluzione meno vantaggiosa e l'utilizzo irregolare delle fasi non ti consentirà di operare con l'efficienza progettata. A volte puoi vedere queste soluzioni elencate nei cataloghi di macchine come "convertitori di fase statica"

• usare un "convertitore rotativo" che è una specie di autotrasformatore a inerzia rotazionale. Fondamentalmente, ottieni un altro motore trifase di dimensioni paragonabili o più grandi, e lo giri con un tappo di avvio (o anche, anche se non raccomandato dato ciò che può andare storto, una fune). Colleghi entrambi i motori in parallelo, con il tenditore che genera una terza fase per il motore di carico dalla sua inerzia di rotazione (qualsiasi macchina trifase funzionerà prontamente come motore o generatore, a seconda solo se sta ruotando meccanicamente in avanti o dietro il rotazione delle fasi elettriche). Alcuni perfezioneranno ulteriormente questi con condensatori. Sebbene si tratti di una configurazione complicata, tende a funzionare abbastanza bene e con un tenditore di dimensioni adeguate offre vantaggi dell'alimentazione trifase come l'inversione rapida durante le operazioni di filettatura del tornio.

• utilizzare i moderni semiconduttori di potenza per rettificare la fonte di alimentazione disponibile su DC, quindi PWM sintetizza 3 onde sinusoidali perfettamente in fase. Questi sono in genere chiamati convertitori di frequenza variabili (o talvolta vettoriali) e hanno l'ulteriore vantaggio di consentire la variazione della tensione e della frequenza applicate, vale a dire la velocità di rotazione sincrona, consentendo all'utente di riempire gli spazi tra la cinghia manuale / opzioni di cambio o potenzialmente eliminare la necessità di una trasmissione del tutto. I prezzi di questa tecnologia si stanno avvicinando a quelli dei convertitori rotanti, soprattutto se si considera il costo del rame in un motore folle del convertitore rotativo.

La corrente del motore varia con il carico, con la tensione, ecc., Quindi non è qualcosa di stabile e su cui si può contare. Per questo, da una bifase (assumendo 180 gradi) è impossibile fare una conversione trifase stabile con solo elementi passivi poiché avresti bisogno di dispositivi reattivi per fare lo spostamento di fase e tutte le loro reattanze (impedenze) dipendono dalla corrente, pertanto sia le ampiezze che le fasi varieranno. Sospetto che i tuoi circuiti box debbano solo essere ricalcolati per il corretto consumo di energia, ma saranno in grado di fornire solo un motore di una potenza specifica. Tuttavia, anche se hai solo uno sfasamento di 90 gradi, il motore dovrebbe essere ancora in funzione, ma con efficienza e stabilità inferiori, possibilmente riscaldando se i carichi sono vicini al loro massimo.

Se, tuttavia, hai una quadratura a due fasi (che dubito), è semplice con solo un trasformatore e avvolgimenti adeguati (trasformatore Scott-T). L'opzione migliore, tuttavia, sarebbe un controller del motore, ma può essere costoso.