Расщепитель фаз из асинхронного двигателя: Расщепитель фаз — Электропривод — Металлический форум

Расщепитель фазы. — Проекты в работе

Несмотря на преимущества и доступность частотных преобразователей (ЧП), интерес к расщепителю фазы (РФ) имеет место быть. Об этом свидетельствуют периодически появляющиеся вопросы в соответствующих темах Форума.

Описаний РФ так же немало, но вербальных. Известно, что лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать прочитать. Вот и решил сочинить рассказ с картинками для заполнения этого пробела…

Начну с предыстории (присказки). «Было у отца три сына…» Было у меня три фазы. Не стало. Плохо. Варианты: генератор, ЧП, расщепитель. Гена выбыл из соревнования сразу — экономический ценз. Почему РФ а не ЧП?

1. Основное соображение — условия эксплуатации. Источник 3х фаз предполагалось разместить стационарно в мастерне, потребители (отрезной 1,1 кВт и циркулярка той же мощи) подключать через удлинитель.

Мастернёй мне служит обычный железный гараж 3х5, ни разу не утеплённый и, естественно, ни грамма не отапливаемый. Условия работы не совсем комфортные для электроники. Зимой температура внутри в точности равна температуре снаружи. Летом — существенно выше. Плюс конденсат и изморозь на стенах в предзимье… Таскать же и подключать ЧП из дома в гараж перед работой тоже не вариант. Прокидывать линию от ЧП в доме до гаража (он на приусадебном участке, рядом) тоже не улыбалось.

2. Возможность ремонта. Если источник 3х фаз помрёт, хотелось бы выполнить ремонт самому. С электромеханическим девайсом для меня будет несравненно проще. (В электронике я не так, чтобы очень, скорее, наоборот).

3. Экономический фактор. Не скажу, что он стал решающим, но всё же… Стоимость комплектующих для данного проекта выразилась очень «круглой» суммой — 0р.00коп. Всё отыскалось в «амбарах и сусеках». Если бы пришлось всё это покупать, то ЧП, вероятно, оказался бы дешевле.

Всё, присказка окончена (если неинтересно, можно пропустить 🙂 ).

Итак, бум слеплять РФ. На эту роль было 2 кандидата:

1.

Клинопись на шильде расшифровать удалось не полностью, на Форуме помогли установить личность кандидата №1. Тип АО, 1,7 кВт , 1420мин^-1

2.

После некоторых размышлений, был выбран кандидат в космонавты РФ №2. Плюсы — запас мощности, наличие шкива (который будет играть роль маховика), бОльшая компактность. Из минусов (относительных!) — «трёхтысячность». Двухполюсные запускаются от 220 тяжелее, чем низкооборотные. Несмотря на имеющийся негативный опыт с ними, таки выбрал его. По утверждению авторитетного для меня форумчанина, 3000-к энергетически выгоднее, чем более тихоходные двиги.

/Здесь я хочу заметить, что цитирование всех мыслей и идей по теме РФ, почерпнутых мной на Форуме, затруднительно ввиду большого их количества. Рассказ станет сильно «голубым». Поэтому, воздержусь от переложения прочитанного и буду оперировать только собственными наработками. Прошу, если чо, не считать плагиатом совпадения 🙂 /

Кандидат №2 был отроду «звездой». Пришлось вывести ещё три конца. Эта процедура хорошо описана и иллюстрирована в соответствующих темах, не буду дублировать. Из представляющего интерес — переходник под неродную клеммную колодку (стеклотекстолит 4мм):

Продолжение следует.

§83. Асинхронный расщепитель фаз

На э. п. с. переменного тока преобразование однофазного тока в трехфазный для питания асинхронных двигателей привода вспомогательных машин осуществляют с помощью асинхронных расщепителей фаз. Асинхронный расщепитель фаз представляет собой асинхронную машину с трехфазной обмоткой статора и короткозамкнутым ротором.

Принцип действия. В расщепителе фаз преобразование однофазного тока в трехфазный производится посредством вращающегося магнитного поля. Это поле индуцирует в обмотке статора э.д.с, сдвинутые относительно друг друга по фазе на определенные углы, равные углам между осями соответствующих катушек. В расщепителе фаз обмотка статора выполнена в виде несимметричной «звезды» (рис. 276, а). Две фазы ее С1—0 и С2—01 образуют так называемую двигательную обмотку 2. Третья фаза С3—С4 называется генераторной обмоткой 3. Ее используют также для пуска расщепителя фаз. Обмотка ротора 1 выполнена в виде беличьей клетки.

Двигательную обмотку подключают к источнику однофазного тока, т. е. к вторичной обмотке тягового трансформатора. Она служит также для приведения во вращение расщепителя фаз. Генераторная обмотка 3 сдвинута относительно частей С1—0 и С2—01 двигательной обмотки приблизительно на угол 120°. Ее присоединяют к двигательной обмотке 2 в точке О1, которая выбирается так, чтобы обеспечить наилучшую симметрию линейных напряжений U_л при номинальной нагрузке. Из этого исходят также при выборе числа витков обмоток (генераторная обмотка имеет несколько большее число витков, чем каждая из двух частей двигательной обмотки).

Однофазная двигательная обмотка 2 расщепителя фаз создает пульсирующее магнитное поле, которое, как было показано в § 82, можно представить в виде двух вращающихся в разных направлениях полей, создающих электромагнитные моменты М_пр и М_обр (см. рис. 270,б). По этой причине расщепитель фаз не имеет начального пускового момента.

Для пуска расщепителя используют в качестве вспомогательной фазы генераторную обмотку СЗ—С4, подключаемую к одному из проводов однофазной сети (см. рис. 276, а). В этом случае в машине образуется система из трех фаз, сдвинутых относительно друг друга в пространстве приблизительно на 120°, т. е. так же, как и в трехфазном асинхронном электродвигателе. Для создания

Рис. 276. Схема включения обмоток расщепителя фаз (а) и диаграмма векторов напряжений, индуцируемых в этих обмотках (б)

необходимого сдвига по фазе тока в обмотке СЗ—С4 относительно токов в двух других фазах в цепь генераторной обмотки включают при пуске пусковой резистор 4. В дальнейшем после разгона ротора этот резистор отключается от сети контактом 5. Емкость 6 служит для устранения несимметрии напряжений, возникающих при изменении нагрузки расщепителя фаз. Эту емкость распределяют в виде отдельных конденсаторов по различным двигателям так, чтобы при отключении какого-либо двигателя отключалась и соответствующая часть конденсаторов. При этом автоматически изменяется и общая емкость 6, подключенная к расщепителю фаз.

При вращении ротора обратное поле резко уменьшается, поэтому можно считать, что в машине практически действует лишь прямое поле. Это поле индуцирует в генераторной обмотке э. д. с, которая сдвинута приблизительно на 120° относительно э. д. с, индуцируемых в двух частях двигателей обмотки. В результате образуется трехфазная система линейных напряжений U_л (рис. 276,б), которые подаются на асинхронные двигатели привода вспомогательных машин. При симметричной нагрузке от генераторной обмотки СЗ—С4 расщепителя подается только 1/3 мощности потребителей. Остальные 2/3 необходимой мощности поступают непосредственно от однофазной сети.

Конструктивное выполнение. Расщепители фаз имеют конструкцию, подобную обычному асинхронному двигателю с короткозамкнутым ротором. Для эффективного ослабления обратного поля беличья клетка ротора выполняется из меди и имеет минимальное активное сопротивление. Чтобы снизить падения напряжения в обмотках статора и уменьшить таким путем несимметрию трехфазных напряжений при изменении нагрузки и напряжения питающей сети, двигательная и генераторная обмотки должны иметь малое реактивное сопротивление. Для этого их выполняют с небольшим числом витков и уменьшенными потоками рассеяния. Это обеспечивают рациональным выбором конфигурации пазов и увеличением воздушного зазора между ротором и статором.

Трёхфазное напряжение из однофазного: схема и описание

Трёхфазное напряжение из однофазного: схема и описание изготовления расщепителя фаз.

В этой статье, мы подробно рассмотрим, как получить трехфазное напряжение 380 В из однофазного 220 В.

Сразу скажу, что эта схема использовалась ещё в 70-х годах, в те времена умельцы таким образом, подключали двигателя своих самодельных станков, так что ничего нового тут нет.

Всю схему можно подключить за 5 минут.

Например, Вам нужно запустить мощный двигатель на 3 или 4 кВт. Казалось бы, можно его подключить по классической схеме от однофазной цепи через конденсатор. Но при таком включении, теряется около 40%  мощности, плюс запуск его будет тяжелым, или даже не возможным, если двигатель изначально нагружен.
Именно для таких целей применяются расщепители фаз, которые помогают равномерно распределить все значения по всем трем фазам.
С помощью них можно запитывать не только моторы и установки с трехфазными асинхронными двигателями, но и любые другие потребители, требующие трехфазное напряжение 380 В.

Итак, нам понадобится мощный электродвигатель, его мощность должна быть на 1,5 — 2 кВт больше питаемого устройства. К примеру, если нужно запитать компрессор на 3 кВт, то для схемы нужно взять более мощный двигатель на 4,5 кВт и выше. В данном примере применен мотор на 5,5 кВт.

На рисунке показана схема расщепителя фаз.

Схема работает следующим образом: однофазное напряжение подается на двигатель повышенной мощности включенный по схеме звезда. Сдвиг фаз осуществляется конденсатором (классическая схема о которой говорилось выше). А уже с него снимаем равномерное трехфазное напряжение.

Подключаем электродвигатель, а через выключатель включаем второй двигатель — нагрузку.

Запускать систему следует обязательно следующим образом. Сначала подаем напряжение от однофазной сети на мощный двигатель. Его вал свободен от нагрузки. Мотор начинает постепенно раскручиваться. Через некоторое время его обороты достигнут оптимальных. Только после этого можно включить нагрузку щелкнув пакетник.
Подключенный двигатель в роли нагрузки без проблем раскрутиться даже под нагрузкой.

Когда двигатель на 5,5 кВт раскрутился, он начнет равномерно делить всю энергию между фазами. Как только будет подключена нагрузка (3 кВт), которая в момент запуска потребляет колоссальную мощность. Всю эту нехватку энергии берет на себя мощный мотор, так как напряжение в сети на мгновение снижается, а инерция вала продолжает вращаться. Естественно, его скорость при нагрузке немного упадет. После раскрутки подключенного двигателя, скорость выражения вала мощного двигателя вернется в норму, создав плавный скачек в сети.
Если в двух словах, то двигатель в расщепителе имеет своеобразную роль трехфазного конденсатора или буфера, не допускающего резкую просадку напряжения, и равномерно распределяя сдвиги фаз по фазам без перекоса.

Эта схема была подробно описана в журнале «Радио» №11, 1970 г.

Рекомендуем посмотреть видео, где подробно показана работа этой схемы.

«Дедовский способ» Как получить три фазы из однофазной сети 220: схема, фото, описание

Старый и проверенный способ получения трёх фаз из обычной однофазной сети 220 В: схема и описание.

Доброго времени суток! Хочу показать один интересный способ, как получить из однофазной сети 220 В — трехфазную, причем без особых затрат.

Но сначала расскажу о своей проблеме предшествующей поиску подобного решения.
У меня есть советская мощная настольная циркулярная пила (2 кВт), которая подключалась к трехфазной сети. Мои попытки запитать ее от однофазной сети, как это обычно принято, не представлялось возможным: была сильная просадка мощности, грелись пусковые конденсаторы, грелся сам двигатель.
Благо в свое время я потратил должное время на поиск решения в интернете. Где я наткнулся на одно видео, где один парень сделал своеобразный расщепитель при помощи мощного электромотора. Далее он пустил по периметру своего гаража эту трехфазную сеть и подключил к ней все остальные приборы требующий трехфазного напряжения. Перед началом работ, приходил в гараж, запускал раздающий двигатель и до ухода он работал. В принципе, решение мне понравилось.

Решил повторить и сделать свой расщепитель фаз. Электродвигатель взял старый советский на 3,5 кВт, с обмотками включенными звездой.

Вся схема состоит всего из нескольких элементов: общий сетевой выключатель, кнопка для запуска, конденсатор на 100 мкФ и собственно мощного мотора.

Схема расщепителя фаз из асинхронного двигателя.

Как все работает? Сначала подаем однофазное питание на раздающий мотор, пусковой кнопкой подключаем конденсатор, тем самым запуская его. Как только мотор раскрутился до нужных оборотов, конденсатор можно выключить. Теперь можно подключить к выходу расщепителя фаз нагрузку, в моем случае настольную циркулярку и ещё несколько трехфазных нагрузок.

Рама выполнена из уголков, все оборудование закреплено на кусок листа OSB. Сверху переделаны ручки для переноски всей конструкции, а на выход подключенная трехвыводная розетка.

После подключения пилы через такое устройство получилось существенное улучшение в работе, ничего не греется, мощности вполне хватает и не только на пилу. Ничего не рычит, не гудит, как это было раньше.
Только желательно брать раздающий мотор мощнее потребителей хотя бы на 1 кВт, тогда не будет заметно особой просадки мощности при резкой нагрузке.

Кто бы что не говорил про не чистый синус или это ничего не даст, советую их не слушать. Синус напряжения чистый и разбитый ровно на 120 градусов, в результате подключенная техника получает качественного напряжение, ввиду чего и не греется.

Вторая половина читателей, которые будут говорить по 21-век и большое наличие частотных преобразователей трехфазного напряжения могу сказать, что мой выход в разы дешевле, так как старый мотор довольно просто найти. Можно взять даже негодный для нагрузки, со слабыми и почти разбитыми подшипниками.

Мой расщепитель фаз в холостом режиме потребляет не столь много: 200 — 400 Вт где-то, мощность подключенных инструментов вырастает в разы, по сравнению с обычной схемой подключения через пусковые конденсаторы.
В заключении хочу обосновать свой выбор данного решения: надежность, невероятная простота, небольшие затраты, высокая мощность.

Смотрим видео:

Способы включения трёхфазного двигателя в однофазную сеть.

Первым фазосдвигающим устройством, точнее — элементом, образующим некоторое смещение фаз тока в фазных обмотках, в некоторых случаях служит пусковое активное сопротивление. Пусковое — значит подключается только при запуске электродвигателя и в работе электродвигателя не участвует.

Схемы с пусковым активным сопротивлением.

Пусковое сопротивление используется там, где к электродвигателям не предъявляют больших пусковых моментов, то есть запуск с минимальной нагрузкой на валу, продолжительный период запуска, небольшая мощность электродвигателя, большое скольжение и др..

В большинстве случаев умельцы применяют ТЭНы в качестве пусковых сопротивлений по соответственной мощности электродвигателя. Но мы в начале  подбирали пусковые сопротивления по электрическому сопротивлению пусковой обмотки, затем опытным путём уточняли его величину, при которой наблюдался наибольший пусковой момент электродвигателя.

Общедоступны три схемы подключения трёхфазного электродвигателя с пусковым сопротивлением.

Схемы с пусковым конденсатором и конденсаторные двигатели.

Вторым простым фазосдвигающим элементом — конденсатором, пользуются чаще и при его применении получают большие пусковые моменты в электродвигателях. В настоящее время промышленностью выпускаются специальные пусковые и рабочие конденсаторы различных модификаций. В качестве рабочего можно применить разнополярный конденсатор, рассчитанный на рабочее напряжение не менее 500v.

Ёмкость подбирается из учёта необходимости величины пускового момента. При ёмкостном сопротивлении конденсатора равном сопротивлению короткого замыкания используемой пусковой(фазной) обмотки, пусковой момент электродвигателя будет максимальным. То есть, чем больше ёмкость взятого конденсатора, тем легче и быстрее запустится электродвигатель под нагрузкой.

После запуска двигателя пусковой конденсатор необходимо сразу же отключить, так как обмотка сильно перегреется, а конденсатор от перенапряжения может взорваться. Метало-бумажные конденсаторы не так часто взрываются, как электролитические, поэтому к выбору пускового конденсатора необходимо отнестись внимательно, изучив его паспортные данные касательно рабочего напряжения.

Вот несколько основных схем с конденсатором, хотя, любой умелец может комбинировать их как угодно.

Знавал я одного мастера, который переделал трёхфазный электродвигатель на однофазный и запускал его в работу пусковым реле от холодильника.

Электродвигатели предназначенные для эксплуатации в однофазной сети конструктивно изготавливают с двумя обмотками на статоре, расположенными под некоторым углом друг к другу. Пусковая обмотка имеет меньшее электрическое сопротивление, чем рабочая и выполнена проводом немного бо́льшего сечения, чем основная.

Мощности конденсаторных двигателей невелики, так как у них наблюдается повышенное скольжение и небольшой пусковой момент.

Схемы с активным и индуктивным сопротивлением.

Если к схеме электродвигателя применить индуктивное и активное сопротивления, то можно получить некоторый сдвиг фаз и запустить асинхронный электродвигатель, питаемый трёхфазным напряжением. Этакий своеобразный расщепитель фаз, конструктивная электрическая схема которого при определённом включении дополнительных элементов, позволяет получить на её выходе трёхфазное напряжение при подаче на неё однофазного.

В качестве индуктивного сопротивления используют дроссель  с воздушным зазором в сердечнике

Назовём такую схему статическим расщепителем фаз и работает она только при запуске двигателя, после чего отключаются активные элементы и двигатель работает как однофазный.

Схема с активным и индуктивным сопротивлением.

Схема с активным и индуктивным сопротивлением.

Расщепитель фаз, частотный преобразователь и взаимная индукция для запуска электродвигателей.

Что бы применить схему с использованием взаимной индукцией нужны электродвигатели, изготовленные для двухфазной сети,  поэтому такой способ ограничен использованием в быту. Схему можно применить для двухфазной сети и для однофазной. Однофазная сеть может быть использована для питания двухфазного электродвигателя, а двухфазная сеть для питания трёхфазного электродвигателя.

Многие задаются вопросом: ‘то происходит с пусковой обмоткой при её отключении от фазосдвигающего элемента после запуска электродвигателя?’ Меня ранее тоже мучил такой вопрос. Провёл эксперимент. После запуска трёхфазного электродвигателя(3kw) от  однофазной сети,  к освободившейся пусковой обмотке подключил 1.2kw электроплитку.

Потребляемый двигателем ток незначительно изменился, а электроплита нагрелась до красна. Получается, что пусковая обмотка уже после запуска электродвигателя работает как генераторная. Оказывается , что не только в пусковой, но и в рабочей(двигательной) тоже генерируется энергия.

Примерно половина мощности генерируется самим двигателем, а половина мощности берётся от однофазной сети. Одна фаза расщепляется ещё на две и распределение напряжений в обмотках двигателя дополняется до обычной трёхфазной системы.

 Значит, трёхфазный электродвигатель от однофазной сети можно не только использовать для эксплуатации нагрузки, но и питать от него другой трёхфазный электродвигатель.

Пример: в 1915 году в США для питания тяговых электродвигателей электровозов использовали расщепители фаз — два двигателя по 600 kw.

Конструктивно всё просто. Как обычный трёхфазный электродвигатель запускаете расщепитель от однофазной сети. Затем трёхполюсным выключателем подключаете к нему трёхфазный двигатель.

Требовательность к асинхронным расщепителям значительная. Обороты ротора расщепителя должны быть выше, чем у питаемого ним электродвигателя. Мощность немного выше потребляемой мощности нагрузкой.

Все вышеперечисленные способы запуска трёхфазного электродвигателя можно отменить, при наличии в кармане определённой суммы денег, ведь нынешний прогресс в технике облегчил условия использования трёхфазных электродвигателей в однофазных сетях. Я говорю об электронных частотных преобразователях, которые напрямую подключаются к однофазной сети.

Переменное сетевое напряжение в таком преобразователе сначала выпрямляется и становится постоянным. Это постоянное напряжение через специальный блок или модуль преобразуется в переменное, нужной нам частоты. Далее переменное напряжение через электронные ключи подаётся на три обмотки трёхфазного электродвигателя.

Двойной выигрыш: возможность управления частотой вращения вала электродвигателя и не используем никаких фазосдвигающих элементов. Частотный преобразователь в данном случае является фазосдвигающим управляющим устройством, с комплексной защитой и другими дополнительными функциями.

К слову дополню, что таким преобразователем частоты удобно управлять электроинструментом, в котором в качестве привода используется синхронный электродвигатель.

Ваша оценка!

[Всего: 1 В среднем: 5]

«Фазосдвигающие элементы для трёхфазного электродвигателя»

Ёмкость подбирается из учёта необходимости величины пускового момента. При ёмкостном сопротивлении конденсатора равном сопротивлению короткого замыкания используемой пусковой(фазной) обмотки, пусковой момент электродвигателя будет максимальным. То есть, чем больше ёмкость взятого конденсатора, тем легче и быстрее запустится электродвигатель под нагрузкой.
После запуска двигателя пусковой конденсатор необходимо сразу же отключить, так как обмотка сильно перегреется, а конденсатор от перенапряжения может взорваться. Метало-бумажные конденсаторы не так часто взрываются, как электролитические, поэтому к выбору пускового конденсатора необходимо отнестись внимательно, изучив его паспортные данные касательно рабочего напряжения.

Автор:

Игорь Александрович

Издатель ®

«Весёлый Карандашик»

«Подписаться на рассылку» 3 264

РАСЩЕПИТЕЛЬ ФАЗ — Студопедия

Вопросы для самопроверки

1. Какими основными положениями определяется роль эффективного управления денежными потоками предприятия?

2. Раскройте содержание денежных потоков по операционной, инвестиционной и финансовой деятельности предприятия.

3. Что представляют собой модели Баумоля — Тобина и Миллера — Орра?

4. В чем различие и сходство прямого и косвенного методов расчета чистого денежного потока предприятия?

5. Перечислите основные виды платежного календаря на предприятии.

Для работы асинхронного двигателя нужно иметь трехфазный переменный ток, в то время как в контактную сеть подводится энергия однофазного переменного тока. Поэтому на электровозе однофазный переменный ток необходимо преобразовать в трехфазный, для чего используют специальную электрическую машину — асинхронный расщепитель фаз (рис. 78).

Рис. 78 Схема, поясняющая устройство расщепителя фаз

Так же как и трехфазный асинхронный двигатель, расщепитель фаз состоит из статора и ротора, выполненного в виде «беличьей клетки». В пазы статора укладывают три обмотки (три фазы), соединенные в «звезду». Две фазы а и b, расположенные под углом 120°, образуют двигательную обмотку, а фаза с — генераторную. Двигательную обмотку соединяют со вспомогательной обмоткой трансформатора (однофазная цепь).

Однофазный переменный ток, проходя по двигательной обмотке, образует пульсирующий магнитный поток. Такой поток не может создать начального вращающего момента, и ротор расщепителя фаз остается неподвижным. Для того чтобы он начал вращаться, его нужно предварительно раскрутить.,

На э. п. с. применяют два способа пуска расщепителя фаз: асинхронный и с помощью специального разгонного двигателя. На отечественных электровозах используют асинхронный пуск с подключением пускового резистора. Расщепители фаз вначале запускают на холостой ход без нагрузки. Для этого обмотки а и b подключают к однофазной сети и контактором К соединяют генераторную фазу с одним концом со вспомогательной обмоткой трансформатора через резистор R. В результате этого магнитные потоки обмоток а, b, с оказываются сдвинутыми по фазе. Сдвиг по фазе достаточен для создания вращающего магнитного потока, и ротор расщепителя фаз начинает вращаться.

В момент включения двигательных обмоток расщепителя на

однофазное напряжение трансформатора контактор К замкнут и

генераторная обмотка получает питание по цепи, проходящей через пусковой

резистор R. Из-за введения активного сопротивления резистора R цепи

двигательной и генераторной обмоток имеют разные соотношения

индуктивных и активных сопротивлений. От этих соотношений зависит

сдвиг тока относительно питающего напряжения. Ток генераторной обмотки

оказывается сдвинутым по фазе на некоторый угол по сравнению с током в

двигательных обмотках, и хотя при этом не образуется симметричной

трехфазной системы токов, все же этого сдвига оказывается достаточно для

разгона расщепителя без нагрузки при отключенных вспомогательных

двигателях.

Этим исчерпывается действие генераторной обмотки в процессе пуска расщепителя фаз.

Когда частота вращения достигает 1430 об/мин, срабатывает реле

оборотов, отключающее контактор К. После отключения контактора

расщепитель работает как однофазный асинхронный двигатель на холостом

ходу, получая питание от вторичной обмотки собственных нужд

трансформатора. При этом вращающееся магнитное поле, образованное

двигательной обмоткой и ротором, пересекает витки генераторной обмотки,

наводя в ней э.д.с, сдвинутую примерно на 90° эл. по отношению к

напряжению обмотки вспомогательных цепей трансформатора.

Необходимый сдвиг по фазе э.д.с. в генераторной обмотке обусловлен

расположением этой обмотки на статоре под углом примерно 120°

относительно двигательных обмоток. Таким образом, создается трехфазная

система, у которой под напряжением находятся три выхода: с1 и с2 от

вторичной обмотки собственных нужд трансформатора и один сЗ от

генераторной обмотки расщепителя фаз. Если присоединить трехфазный

двигатель к этим трем выводам, то он начнет вращаться и будет развивать

необходимый момент для привода вспомогательного механизма —

вентилятора или компрессора. Чтобы получить симметричную трехфазную

систему напряжений, обмотки расщепителя фаз выполняют с различным

числом витков: 28 витков у а, 44 витка у b и 54 витка с

Если при работающем расщепителе фаз измерить напряжение между

всеми его выводами, то можно построить диаграмму напряжений (см. рис.

136), из которой видно, что напряжения между выводами cl — сЗ, сЗ-с2, c2-cl

равны и образуют симметричную трехфазную систему. При симметричной

нагрузке мощность расщепителя фаз составляет одну треть мощности,

потребляемой вспомогательными машинами электровоза, т. е. мощности,

которая преобразуется в генераторной обмотке.

Остальные две трети мощности потребляются непосредственно из сети

от вторичной обмотки собственных нужд трансформатора..

Расщепитель фаз используют не только как генератор трехфазного тока, но одновременно и как однофазный двигатель. На удлиненный конец его вала насаживают якорь генератора управления.

.

Разделитель фаз

— Electronics-Lab.com

Введение

Часто бывает интересно преобразовать не только амплитуду сигнала, как это делают усилители, но и его фазу. Биполярные транзисторы действительно могут быть использованы в конструкции устройства, называемого фазоделителем .

Рис. 1: Блок-схема фазоделителя

В самом первом разделе даны общие понятия о фазе и свойствах фазоделителя, поэтому мы понимаем контекст. Во втором разделе будет представлена ​​архитектура фазоинвертора, основанная на конструкции усилителей с общим эмиттером и общим коллектором.

Для изготовления фазоделителей можно использовать не только биполярные транзисторы, но в третьем разделе мы увидим, что более интересный фазоделитель может быть разработан с операционными усилителями (ОУ). Более того, в следующем разделе мы подробно рассмотрим конкретный случай фазоделителя на основе ОУ, который можно использовать для создания фазового модулятора.

Общие концепции и описание фазоделителя

Любой периодический сигнал имеет три важных параметра, которые полностью определяют его: амплитуда A , частота f и фаза Φ .Синусоидальный сигнал y (t) может быть записан, например, как показано в Уравнение 1 :

eq 1: Формула синусоидального сигнала

Значение фазы определяет значение y (t = 0). На самом деле значение фазы сигнала не имеет значения и никак не влияет на сам сигнал. Например, если вы слушаете аудиосигнал, вы никогда не различите разницу между фазовым сигналом 0 ° или 90 °.

Более того, без доступа к начальным условиям или эталону его невозможно измерить: то же самое происходит с электрическими потенциалами.Однако, например, для электрических потенциалов, можно измерить фазовый сдвиг или разность фаз между двумя сигналами, и это значение полезно.

Рассмотрим два синусоидальных сигнала, которые имеют одинаковую частоту, но разные фазы Φ ₁ и Φ ₂ . Фазовый сдвиг φ является постоянной величиной и просто определяется как φ = Φ ₁ -Φ ₂ . Если мы рассмотрим опорный сигнал с фазой Φ _r = 0 °, можно выделить три заметных фазовых сдвига, как показано на Рисунок 1 :

рис 2: Определение противостояния фаз и квадратуры.Построено с помощью MatLab®

Фаза оппозиции смещается из 180 ° или π Rad относительно опорного сигнала. Квадратурные фазы сдвигаются на + 90 ° или + π / 2 рад для опережения фазы и — 90 ° или -π / 2 рад для задержки фазы.

Большой часть времени, цель фазорасщепителя заключается в создании два выхода: один опорных и фаза оппозиции или квадратурный сигнал сдвигается. Во время этой операции усиление сигнала не требуется, и делители фазы обычно имеют единичный коэффициент усиления только для изменения фазы.

Фазоделитель на основе BJT

Фазоинвертор, то есть разделитель фазы, который сдвигает сигналы на 180 °, может быть построен с объединением усилителей с общим эмиттером и с общим коллектором . Архитектура разделителя фазы на основе BJT показана на рис. 3 :

Рис. 3: Биполярный делитель фазы

На этом рисунке мы видим структуру эмиттер-повторитель, подключенную к ветви эмиттера, и структуру общего эмиттера, подключенную к ветви коллектора.Давайте проанализируем по отдельности, как работают эти две архитектуры, читатель должен без колебаний обратиться к руководствам по Common Emitter и Common Collector (emitter-follower) для следующего.

Что касается части с общим эмиттером этой конструкции (R _C и C ₂ ), коэффициент усиления по напряжению равен -R _C / R _E . При установке R _C = R _E коэффициент усиления по напряжению становится -1, так что первый выходной сигнал сохраняет ту же амплитуду, что и входной, но с его инвертированной фазой.Этот сигнал обычно известен как инвертирующий выход .

Для части, следящей за эмиттером (R _E и C ₃ ), коэффициент усиления по напряжению по существу равен +1. Таким образом, выходной сигнал сохраняет ту же амплитуду и фазу, что и входной. Этот сигнал известен как неинвертирующий выход .

Фазоделитель на базе операционного усилителя

Фазоделитель также может быть сконструирован с операционным усилителем (ОУ) и потенциометром.Преимущество этой конфигурации состоит в том, что, в отличие от делителя фазы на основе BJT, в котором фаза только инвертируется, здесь она может изменяться от 0 ° до почти 360 °.

Мы различаем две схемы делителя фазы на основе OA: делители фазы с задержкой и опережающие фазовые делители . На рис. 4 ниже представлена ​​архитектура делителя фазы задержки :

Рис. 4: Делитель фазы на основе ОУ с задержкой

Применяя теорему Миллмана, мы можем показать, что передаточная функция T (f) этой схемы определяется следующей формулой:

уравнение 2: Передаточная функция разделителя фазы задержки

Разделитель фазы задержки учитывает, что коэффициент усиления сигнала равен 1.В самом деле, мы можем отметить, что числитель T (f) — комплексное число, а его знаменатель — это комплекс, сопряженный с числителем. Поскольку модуль комплексно-сопряженного равен модулю того же комплексного числа, модуль T (f) равен 1.

Кроме того, изменение фазы Φ (f) с частотой задается значением Arg (T (f)) , которое является аргументом передаточной функции. Можно показать, что Φ (f, R _P ) = — 2Arctan (2πR _P Cf) , следовательно, на фазу напрямую влияет значение потенциометра R _P .Мы можем отметить, что в случае разделителя фазы задержки фазовый сдвиг отрицательный, а для потенциометра, который может изменяться, например, как показано на рис. 4 , значение находится между -160 ° и 0 ° .

Положительные фазовые сдвиги доступны с помощью опережающего фазового делителя , его архитектура показана на Рисунок 5 немного отличается:

рис 5: Расширенный фазоделитель на основе ОУ

В этом случае фазовый сдвиг выражается так же, как для фазоделителя задержки, но с обратным знаком: Φ (f, R _P ) = + 2Arctan ( 2πR _P Cf) .

При объединении цепей Рисунок 4 и 5 в каскаде (последовательно), можно получить доступ к большому диапазону фазовых сдвигов, как показано на следующем графике:

рис. 6: Возможный фазовый сдвиг для каскада делителя фазы с задержкой и опережением. Построено с помощью MatLab®

Фазовый модулятор

Поняв, как работает фазоделитель на основе OA, мы можем теперь разработать очень полезное устройство, называемое фазовым модулятором , выполняющим фазовую модуляцию (PM) . PM состоит из преобразования фазы несущего сигнала, чтобы иметь возможность передавать информацию.

Наиболее наглядным методом модуляции является амплитудная модуляция (AM), представленная на рис. 7 . Он заключается в умножении сигнала сообщения (низкой частоты) на сигнал несущей (высокая частота f _c ). Сообщение содержится в конверте модулированного сигнала и может быть восстановлено с помощью фильтров нижних частот.

рис. 7: Метод амплитудной модуляции.Построено с помощью MatLab®

В технике PM вместо модуляции амплитуды мы модулируем фазу. В отличие от метода AM, не очень легко оценить, как выглядит исходный сигнал сообщения, наблюдая только за фазомодулированным сигналом:

рис. 8: Сигнал с фазовой модуляцией. Построение графика с помощью MatLab®

Фазовый модулятор можно построить, изменив фазоделитель на основе ОУ. Конденсатор заменен полевым транзистором (MOSFET), затвор которого управляется несущим сигналом, как показано на рис. 9 .

Рис. 9: Архитектура фазового модулятора

Математически исходный сигнал сообщения имеет форму, такую ​​как показано в Уравнении 1 . Схема фазового модулятора , рис. 9 преобразует сигнал, такой как фазомодулированный сигнал pm (t), содержит функциональную фазу Φ (t) вместо постоянной фазы и имеет форму, представленную в Уравнении 3 :

уравнение 3: Выражение фазомодулированного сигнала

Заключение

Фазовое преобразование — еще одна замечательная функция, которую могут выполнять усилители на основе BJT и OA.Фазовый сдвиг имеет множество приложений, среди которых наиболее известны драйверы с фазовой модуляцией и со сбалансированной топологией (например, управляющие двухтактные конфигурации).

В первом разделе этого руководства мы четко определили, что такое фаза и фазовый сдвиг. Последнее является важным свойством, которое определяет временной интервал между двумя сигналами. Сдвиг фазы может составлять от -180 ° до + 180 ° , что представляет собой точку, в которой два сигнала противоположны.Значения -90 ° и + 90 ° называются квадратурными сдвигами , и важно знать, как сдвинуть два сигнала с таких значений, поскольку некоторые важные приложения (например, беспроводная локальная сеть) используют это свойство.

Первая схема, которую мы представили, способна выполнять разделение фазы и представляет собой комбинацию усилителей с общим эмиттером и общим коллектором. Мы видели, что эта конфигурация может обеспечить два выхода: один, идентичный входу, и один сигнал с инвертированной фазой.Это простая конструкция, фазовый сдвиг постоянный и не может быть изменен внешней командой.

В следующем разделе мы представили фазоделитель на базе операционного усилителя (OA), который может преодолеть проблему постоянного фазового сдвига фазоделителя на основе BJT. Мы действительно видели, что в зависимости от положения конденсатора в цепи, делитель фазы advance или delay может быть создан путем комбинирования использования переменного сопротивления.Эта схема позволяет получить полный диапазон возможного фазового сдвига между -180 ° и + 180 °, если переменное сопротивление может достигать достаточно высокого значения.

Наконец, в последнем разделе мы предложили модифицированную версию фазоделителя на основе OA, чтобы разработать фазовый модулятор. Эта архитектура включает в себя полевой МОП-транзистор , подключенный к неинвертирующему выводу OA, который управляется сигналом несущей. Этот фазовый модулятор выполняет фазовую модуляцию, которая является одним из методов наряду с амплитудной (AM) и частотной (FM) модуляцией, которые используются в телекоммуникациях.

Что такое асинхронный двигатель с расщепленной фазой? — его приложения

Электродвигатель с расщепленной фазой также известен как электродвигатель для запуска с сопротивлением. Он имеет ротор с одной клеткой, а его статор имеет две обмотки, известные как основная обмотка и пусковая обмотка. Обе обмотки смещены в пространстве на 90 градусов. Основная обмотка имеет очень низкое сопротивление и высокое индуктивное сопротивление, тогда как пусковая обмотка имеет высокое сопротивление и низкое индуктивное сопротивление. Схема подключения двигателя показана ниже.

Резистор включен последовательно со вспомогательной обмоткой. Ток в двух обмотках неодинаков, поэтому вращающееся поле неоднородно. Следовательно, пусковой крутящий момент небольшой, порядка 1,5–2-кратного начального рабочего крутящего момента. При запуске двигателя обе обмотки включаются параллельно.

Как только двигатель достигает скорости примерно от 70 до 80% от синхронной скорости, пусковая обмотка автоматически отключается от сети питания.Если мощность двигателей составляет около 100 Вт или более, центробежный выключатель используется для отключения пусковой обмотки, а для двигателей с меньшей мощностью используется реле для отключения обмотки.

Реле подключено последовательно с основной обмоткой. При запуске в цепи протекает сильный ток, и контакт реле замыкается. Таким образом, пусковая обмотка находится в цепи, и по мере того, как двигатель достигает заданной скорости, ток в реле начинает уменьшаться.Таким образом, реле размыкает и отключает вспомогательную обмотку от источника питания, в результате чего двигатель работает только от основной обмотки.

Векторная диаграмма асинхронного двигателя с расщепленной фазой показана ниже.

Ток в основной обмотке (I _M ) отстает от напряжения питания V почти на угол 90 градусов. Ток во вспомогательной обмотке I _A примерно совпадает по фазе с линейным напряжением. Таким образом, существует разница во времени между токами двух обмоток.Разность фаз во времени ϕ составляет не 90 градусов, а порядка 30 градусов. Этой разности фаз достаточно для создания вращающегося магнитного поля.

Ниже показана характеристика крутящего момента и скорости вращения двигателя с расщепленной фазой .

Здесь n ₀ — точка, в которой срабатывает центробежный переключатель. Пусковой момент двигателя с сопротивлением пуска примерно в 1,5 раза больше крутящего момента полной нагрузки. Максимальный крутящий момент примерно в 2,5 раза превышает крутящий момент при полной нагрузке примерно при 75% синхронной скорости.Пусковой ток двигателя примерно в 7-8 раз превышает значение полной нагрузки.

Направление электродвигателя с резистивным пуском можно изменить, изменив направление подключения основной или пусковой обмотки. Реверс двигателя возможен только в состоянии покоя.

Применения асинхронного двигателя с расщепленной фазой

Двигатели этого типа дешевы и подходят для легкого пуска нагрузок, когда частота пуска ограничена.Этот тип двигателя не используется для приводов, требующих более 1 кВт из-за низкого пускового момента. Различные приложения следующие: —

• Используется в стиральных машинах, вентиляторах кондиционеров.
• Двигатели используются в миксерах-шлифовальных машинах, полировальных машинах.
• Воздуходувки, центробежные насосы
• Станок сверлильно-токарный.

Разделитель фаз

| Статья о разделителе фаз от Free Dictionary

электрическая машина, которая преобразует однофазный переменный ток в многофазный (обычно трехфазный) переменный ток без изменения его частоты.Разделение выполняется с помощью асинхронной или синхронной машины, имеющей однофазную обмотку статора, подключенную к источнику питания. Эту обмотку иногда называют обмоткой двигателя, поскольку она обеспечивает вращение ротора машины.

Пульсирующее магнитное поле, создаваемое обмоткой статора, можно рассматривать как суперпозицию двух противоположно вращающихся магнитных полей. Есть прямое поле, вектор напряженности которого вращается в том же направлении, что и ротор, и обратное поле.Обратное поле почти полностью компенсируется (демпфируется) полем от токов, наведенных в короткозамкнутой обмотке вращающегося ротора; Таким образом, результирующее поле обмоток статора и ротора имеет вектор напряженности, который вращается с частотой однофазного переменного тока. Под прямым углом к ​​обмотке двигателя на статоре расположена обмотка генератора, в которой вращающееся магнитное поле индуцирует переменный ток, вектор которого сдвинут по фазе на 90 ° относительно вектора питающего тока.Таким образом, при соответствующем соединении обмотки двигателя и генератора являются источником многофазного тока. Обмотка генератора также используется для асинхронного пуска фазоделителя от однофазной сети.

Фазоделители используются на электрифицированном железнодорожном транспорте для преобразования однофазного тока контактной сети в трехфазный ток, питающий вспомогательные асинхронные двигатели электровозов и электропоездов.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Тихменев, Б.Н., Трахтман Л. М.. Подвижной состав электрических железных дорог , 3-е изд., Ч. 3. Москва, 1969.
Козорезов М.А. Расщепители фаз электровозов переменного тока . М., 1961.
Иоффе А.Б. Тяговые электрические машины , 2-е изд. Москва-Ленинград, 1965.

Большая Советская Энциклопедия, 3-е издание (1970-1979). © 2010 The Gale Group, Inc. Все права защищены.

Модель динамики трехфазной асинхронной машины,
также известна как индукционная машина

 [скольжение, th, i  as , i  bs , i  cs , фаза  as , фаза  bs , фаза  cs ] 

 [скольжение, th, i  as , i  bs , i  cs , фаза  as , фаза  bs , фаза  cs  , i  ar , i  br , i  cr , фаза  ar , фаза  br , фаза  cr ]
 

— Интернет-магазины и обзоры на однофазные асинхронные двигатели на AliExpress

Отличные новости !!! Вы находитесь в нужном месте для однофазных асинхронных двигателей.К настоящему времени вы уже знаете, что что бы вы ни искали, вы обязательно найдете это на AliExpress. У нас буквально тысячи отличных продуктов во всех товарных категориях. Ищете ли вы товары высокого класса или дешевые и недорогие оптовые закупки, мы гарантируем, что он есть на AliExpress.

Вы найдете официальные магазины торговых марок наряду с небольшими независимыми продавцами со скидками, каждый из которых предлагает быструю доставку и надежные, а также удобные и безопасные способы оплаты, независимо от того, сколько вы решите потратить.

AliExpress никогда не уступит по выбору, качеству и цене. Каждый день вы будете находить новые онлайн-предложения, скидки в магазинах и возможность сэкономить еще больше, собирая купоны. Но вам, возможно, придется действовать быстро, поскольку этот лучший однофазный асинхронный двигатель должен в кратчайшие сроки стать одним из самых популярных бестселлеров. Подумайте, как вам будут завидовать друзья, когда вы скажете им, что приобрели асинхронный однофазный двигатель на AliExpress.Благодаря самым низким ценам в Интернете, дешевым тарифам на доставку и возможности получения на месте вы можете еще больше сэкономить.

Если вы все еще не уверены в однофазном асинхронном двигателе и думаете о выборе аналогичного товара, AliExpress — отличное место для сравнения цен и продавцов. Мы поможем вам разобраться, стоит ли доплачивать за высококачественную версию или вы получаете столь же выгодную сделку, приобретая более дешевую вещь.А если вы просто хотите побаловать себя и потратиться на самую дорогую версию, AliExpress всегда позаботится о том, чтобы вы могли получить лучшую цену за свои деньги, даже сообщая вам, когда вам будет лучше дождаться начала рекламной акции. и ожидаемая экономия.AliExpress гордится тем, что у вас всегда есть осознанный выбор при покупке в одном из сотен магазинов и продавцов на нашей платформе. Реальные покупатели оценивают качество обслуживания, цену и качество каждого магазина и продавца.Кроме того, вы можете узнать рейтинги магазина или отдельных продавцов, а также сравнить цены, доставку и скидки на один и тот же продукт, прочитав комментарии и отзывы, оставленные пользователями. Каждая покупка имеет звездный рейтинг и часто имеет комментарии, оставленные предыдущими клиентами, описывающими их опыт транзакций, поэтому вы можете покупать с уверенностью каждый раз. Короче говоря, вам не нужно верить нам на слово — просто слушайте миллионы наших довольных клиентов.

А если вы новичок на AliExpress, мы откроем вам секрет.Непосредственно перед тем, как вы нажмете «купить сейчас» в процессе транзакции, найдите время, чтобы проверить купоны — и вы сэкономите еще больше. Вы можете найти купоны магазина, купоны AliExpress или собирать купоны каждый день, играя в игры в приложении AliExpress. Вместе с бесплатной доставкой, которую предлагают большинство продавцов на нашем сайте, вы сможете приобрести single phase asynchronous motor по самой выгодной цене.

У нас всегда есть новейшие технологии, новейшие тенденции и самые обсуждаемые лейблы.На AliExpress отличное качество, цена и сервис всегда в стандартной комплектации. Начните лучший опыт покупок прямо здесь.

Разница между синхронными и асинхронными последовательными цепями

Последовательные схемы

— это схемы, которые имеют понятие внутреннего состояния . Это понятие внутреннего состояния необходимо, потому что в последовательных схемах выход схемы является функцией как текущего входа, так и прошлых входов.Внутреннее состояние последовательной схемы — это не что иное, как отражение прошлых входов в схему. Теперь внутреннее состояние последовательной цепи представлено числом переменных состояния . Каждая переменная состояния может находиться в одном из двух возможных состояний. Это связано с тем, что переменные состояния физически реализуются с помощью триггеров, и каждый триггер может представлять только 2 возможных состояния. Следовательно, если у нас есть «N» триггеров, мы можем представить максимум 2 ^N состояний.

 Макс. Количество состояний с N триггерами = 

Это означает, что последовательная цепь, имеющая «N» триггеров, может находиться в большинстве внутренних состояний.

Теперь давайте проиллюстрируем разницу между синхронными и асинхронными последовательными цепями на примере синхронного и асинхронного 2-битного двоичного счетчика UP с использованием T-триггеров.

Рисунок — 2-битный двоичный асинхронный счетчик UP

Рисунок — 2-битный двоичный синхронный счетчик UP

В обеих вышеупомянутых схемах есть переменные состояния, обозначающие внутреннее состояние каждой из вышеперечисленных схем.Поскольку существует 2 переменных состояния, вышеуказанные последовательные схемы могут находиться в 4 возможных состояниях, а функция счетчика заключается в циклическом прохождении этих 4 состояний в определенном порядке.

Теперь разница между синхронной и асинхронной схемами заключается в том, как схема переходит из одного внутреннего состояния в следующее внутреннее состояние. В синхронной последовательной схеме все переменные состояния, представляющие внутреннее состояние схемы, изменяют свое состояние одновременно с заданным входным тактовым сигналом для достижения следующего состояния.

С другой стороны, в случае асинхронной схемы все переменные состояния не могут изменять свое состояние одновременно для достижения следующего устойчивого внутреннего состояния. Другими словами, переменные состояния не синхронизируются ни с одним универсальным тактовым сигналом.

Сравнения —

Вниманию читателя! Не прекращайте учиться сейчас. Получите все важные концепции теории CS для собеседований SDE с курсом теории CS по доступной для студентов цене и будьте готовы к отрасли.