ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения НИР

Показана возможность использования серийного трехфазного асинхронного электродвигателя при питании от однофазной сети в качестве трехфазного источника электроэнергии. Установлена удовлетворительная работа асинхронных электродвигателей при питании от такого источника.

На электровозах железнодорожного транспорта, питающихся от контактной сети однофазного переменного тока, в качестве преобразователя числа фаз получил применение расщепитель фаз, который представляет собой вращающийся трехфазный асинхронный двигатель со специально выпускаемой несимметрической обмоткой статора. Асинхронный расщепитель фаз по сути является асинхронной машиной, выполняющей одновременно функции однофазного двигателя и трехфазного генератора. Электрическая схема асинхронного расщепителя фаз представлена на рисунке 1.

Рисунок 1 - Электрическая схема асинхронного расщепителя фаз

Нами исследована принципиальная возможность использования серийного трехфазного асинхронного двигателя при его питании от однофазной сети в качестве трехфазного генератора.

При работе трехфазного асинхронного двигателя в однофазной сети на его статоре создается вращающееся (в общем случае эллиптическое) магнитное поле. Вращающееся магнитное поле, пересекая трехфазную обмотку статора, индуцирует в ней трехфазную систему ЭДС, которая будет несимметричной.

В сельской местности к индивидуальным владениям (дома, садово-огородные участки, гаражи и т.п.) обычно подводятся фазный и нейтральный провода сети 380/220 В, т.е. 220 В. Поэтому, серийные трехфазные асинхронные двигатели в таком случае можно использовать при соединении обмоток статора «треугольником». Исследования преобразователя числа фаз проводились по схеме рисунка 2.

Зависимости напряжений и токов от емкости батареи статических конденсаторов в режиме холостого хода установлены для асинхронного двигателя мощностью 2,8 кВт с номинальным током фазы 6,7 А.

Результаты представлены в таблице 1.

Таблица 1 - Параметры преобразователя числа фаз на базе машины 2,8 кВт

Из данных таблицы 1 видно, что напряжения и токи в схеме существенно зависят от емкости конденсатора. Основное назначение конденсатора - запуск асинхронного двигателя в однофазной сети. Вместо конденсатора может быть использован резистор, который после разбега двигателя отключается. Поэтому в дальнейшем исследования преобразователя числа фаз приводились при отключенном после разбега конденсаторе.

Экспериментальные исследования возможности работы асинхронного двигателя в качестве преобразователя числа фаз проведены при использовании асинхронного двигателя 11 кВт с номинальным фазным током 23 А в качестве источника, двигателя 2,8 кВт с номинальным током 6,7 А и двигателя 1,1 кВт с номинальным током 2,8 А в качестве потребителей.

Анализ экспериментальных данных показал, что частота вращения преобразователя мало зависит от нагрузки, а напряжение на выходе преобразователя с ростом нагрузки несколько снижается. Мощность потребителей (асинхронных двигателей 2,8 и 1,1 кВт) при питании от преобразователя числа фаз достигает до 2/3 номинальной мощности при условии, что ток в наиболее загруженной фазе потребителя не превышает номинального значения.

Дополнительно, от преобразователя числа фаз с номинальным током в наиболее загруженной фазе осуществляется успешный запуск двигателя 4,5 кВт. Поэтому мощность в режиме преобразователя числа фаз может достигать до 35% от номинальной асинхронного двигателя без перегрузки по току наиболее загруженной фазы преобразователя.

Такие преобразователи могут использоваться для питания трехфазных асинхронных двигателей, если сеть электроснабжения является однофазной (двухпроводной).