9.2. Вмикання трифазних асинхронних двигунів для живлення від однофазної мережі

У практиці за відсутністю однофазних двигунів для живлення від однофазної мережі досить часто застосовують трифазні двигуни. В цьому разі для створення обертового магнітного поля ( найчастіше еліптичного, іноді колового ) використовують обмотки всіх трьох фаз, в яких за допомогою активного опору R, індуктивного та ємнісного звичайно створюється несиметрична трифазна система струмів.

При вмиканні двигунів за одними схемами після закінчення пуску одна з фаз із допоміжними опорами (R, , ) вимикається й двигун переводиться в однофазний режим, причому обмотки статора, які залишились увімкненими, створюють не обертове, а пульсуюче магнітне поле. При вмиканні двигунів за іншими схемами допоміжні опори залишаються увімкненими як при пуску, так і при роботі асинхронного двигуна. В цьому випадку обмотки статора створюють у всіх режимах обертове магнітне поле найчастіше еліптичне, а за деяких умов – колове.

На рис.9.3 наведені різні схеми вмикання трифазних двигунів для роботи від однофазних мереж, які найчастіше застосовуються. Схеми рис.9.3, а, б, в застосовуються в тому випадку, коли фази обмотки статора з’єднані зіркою. Схеми рис. 9.3, г, д, е застосовуються тоді, коли фази обмотки статора з’єднані трикутником. Найкращими з цих схем вважаються схеми рис. 9.3, в, е. Вмикання за цими схемами при вірному виборі ємності конденсатора забезпечує задовільні пускові й робочі властивості двигуна.

д) е) ж) з)

Рис. 9.3. Схеми вмикання трифазних двигунів для живлення від однофазної мережі

Схеми рис. 9.3, ж, з застосовуються в тому випадку, коли двигун має шість вивідних кінців ( початки й кінці всіх фаз ). З'єднання обмоток за цими схемами створює умови, при яких двигун практично не відрізняється від звичайного двофазного: дві його фази, з'єднані послідовно, створюють основну ( робочу ) обмотку, а третя фаза – додаткову (пускову ) обмотку, яка зсунута відносно робочої на 90 електричних градусів. За умови правильно розташованих фазозсуваючих елементів цей двигун може мати майже такі ж пускові й робочі властивості, як і спеціально розрахований двофазний двигун.

У практиці досить часто внаслідок складності розрахунку фазозсуваючих елементів їх параметри визначають підбором. Критерієм правильності підбору слугують значення пускових та робочих обертаючих моментів та струмів фаз, а також нагрів двигуна. Струми фаз при пуску двигуна від однофазної мережі можуть бути більшими, ніж при пуску від трифазної мережі. В робочому режимі струми фаз в обох випадках повинні бути майже однаковими. В цьому випадку нагрів двигуна при його роботі від однофазної мережі буде майже таким же, як і при роботі від трифазної мережі. Більш докладно схеми вмикання трифазних двигунів для роботи від однофазних мереж розглянуті в роботах [28 – 31].

9.3 Розщіплювачі фаз

На електрорухомому складі залізниць змінного струму розповсюджене застосування системи допоміжних машин з трифазними двигунами, які живляться від спеціальної електричної машини – розщіплювача фаз. Перевагою цієї системи є можливість використання для власних потреб локомотива порівняно дешевих, легких та надійних трифазних асинхронних машин.

Можливе застосування як асинхронних, так і синхронних розщіплювачів фаз – машинних перетворювачів однофазного струму в трифазний. Асинхронні розщіплювачі фаз ( РФ ) застосовуються частіше у зв'язку з простотою конструкції, хоча синхронні мають перевагу в покращенні коефіцієнта потужності системи. Оскільки машинні РФ не забезпечують симетрії напруг при всіх навантаженнях, робота трифазних асинхронних двигунів машин локомотива дещо утруднена.