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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA El motor eléctrico es un convertidor de voltaje monofásico a trifásico. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Los motores eléctricos Los motores eléctricos trifásicos en la vida cotidiana y en la práctica amateur accionan una variedad de mecanismos: una sierra circular, una cepilladora eléctrica, un ventilador, una perforadora y una bomba. Para alimentar dichos motores desde una red monofásica, se utilizan varios circuitos de cambio de fase capacitivos o inductivos-capacitivos. Sería bueno tener un circuito de este tipo para todos los motores, pero esto no es posible debido a la necesidad de cambiar los parámetros de sus elementos dependiendo de la potencia y el diagrama de conexión de los devanados del motor. Hay otra salida: obtener tensión trifásica a partir de una monofásica mediante un motor eléctrico que actúa como generador. Se sabe que cualquier máquina eléctrica es reversible: un generador puede servir como motor y viceversa. El rotor de un motor eléctrico asíncrono convencional, después de desconectar accidentalmente uno de los devanados, continúa girando y hay un EMF entre los terminales del devanado desconectado. Este fenómeno impulsó la idea de utilizar un motor eléctrico asíncrono trifásico para convertir la tensión monofásica en trifásica. Bajo la influencia del campo magnético del estator, las corrientes fluyen en el devanado del rotor en cortocircuito de un motor asíncrono, convirtiendo el rotor en un electroimán con polos pronunciados, induciendo un voltaje sinusoidal en los devanados del estator, incluidos los que no están conectados a la red. El cambio de fase entre sinusoides en diferentes devanados depende únicamente de la ubicación de este último en el estator y en un motor trifásico es exactamente de 120 grados. La condición principal para convertir un motor eléctrico asíncrono en un convertidor de número de fases es un rotor giratorio. Por lo tanto, primero conviene desenroscarlo, por ejemplo, utilizando un condensador desfasador convencional, cuya capacitancia se calcula mediante la fórmula C = K-1ph/Uc, donde K = 2800 si los devanados del motor están conectados por una estrella, o 4800 si por un triángulo; Iph - corriente de fase nominal del motor eléctrico, A; Uc es el voltaje de una red monofásica, V. Puede utilizar condensadores MBGO, MBGP, MBGT, K42-4 para un voltaje de funcionamiento de al menos 600 V o MBGCh, K42-19 para un voltaje de al menos 250 V. El condensador solo se necesita para arrancar el motor-generador, luego se rompe su cadena y el rotor continúa girando. Por lo tanto, la capacitancia del condensador de desplazamiento de fase no afecta la calidad del voltaje trifásico generado. Se puede conectar una carga trifásica a los devanados del estator. Si no está allí, la energía de la red de suministro se gasta únicamente en superar la fricción en los cojinetes del rotor (sin contar las habituales pérdidas de cobre y hierro), por lo que la eficiencia del convertidor es bastante alta. Se han probado varios motores eléctricos diferentes como convertidores de número de fases. Aquellos de ellos, cuyos devanados están conectados por una estrella con salida desde un punto común (neutro), se conectaron de acuerdo con el diagrama que se muestra en la Fig. 1.
En el caso de conectar los devanados con una estrella sin neutro o un triángulo, los circuitos mostrados respectivamente en la Fig. 2 y 3.
En todos los casos, el motor se arrancó presionando el botón SB1 y manteniéndolo durante 1...5 s hasta que la velocidad del rotor alcanzó la velocidad nominal. Luego se cerró el interruptor SA1 y se soltó el botón. Los resultados de la prueba se muestran en la tabla. Los índices en las designaciones de voltaje corresponden a los números de contacto del zócalo X2 (ver Fig. 1 - 3), entre los cuales se midieron. La velocidad de rotación del rotor del motogenerador depende poco de la tensión de la red de suministro monofásica. Los voltajes generados son proporcionales al voltaje de la red, pero notablemente menores, lo que se debe a las pérdidas de energía por magnetización y creación de torque, compensando las pérdidas mecánicas en los rodamientos. La velocidad nominal reducida del motor AOL-22-4 indica su diseño de cuatro polos (otros motores son de dos polos). Sin embargo, funciona con éxito como convertidor. Al motor AOL2 se conectaron como carga varios motores eléctricos trifásicos de diseños de dos y cuatro polos con devanados conectados tanto en estrella como en triángulo:
Bajo carga, los voltajes de fase y línea cambiaron entre un 2...5%, el cambio de fase entre ellos, entre 5...6 grados. Literatura
Autor: V.Kleymenov Intentemos, teniendo tensión alterna monofásica, obtener las dos fases que faltan. Tomemos un motor eléctrico asíncrono trifásico ordinario con un rotor de jaula de ardilla que, como un generador, tiene un rotor y tres devanados del estator desplazados en el espacio en un ángulo de 120 grados. Apliquemos voltaje monofásico a uno de los devanados. El rotor del motor no podrá empezar a girar por sí solo. Necesita que se le dé de alguna manera un impulso inicial. Luego girará debido a la interacción con el campo magnético de un devanado del estator. El flujo magnético del rotor giratorio inducirá una fem inducida en los otros dos devanados del estator, es decir, se restaurarán las fases faltantes. Se puede hacer que el rotor gire de cualquier forma, incluso a la antigua usanza, utilizando una cuerda enrollada alrededor del eje. Para ello, el autor utilizó un dispositivo ampliamente utilizado con un condensador de arranque. Por cierto, su capacidad no tiene por qué ser grande, ya que el rotor de un convertidor asíncrono se acciona sin carga mecánica sobre el eje. Una de las desventajas de un convertidor de este tipo son los voltajes de fase desiguales (consulte la tabla en el artículo anterior - ed.), lo que conduce a una disminución en la eficiencia del convertidor en sí y del motor de carga. Si complementa el dispositivo con un autotransformador de potencia adecuada y lo enciende como se muestra en la figura, puede lograr voltajes de fase aproximadamente iguales cambiando los grifos. Como circuito magnético del autotransformador se utilizó el estator de un motor eléctrico defectuoso con una potencia de 17 kW. Devanado: 400 vueltas de alambre esmaltado con una sección transversal de 4...6 mm2 con grifos cada 40 vueltas.
En conclusión, algunos consejos prácticos. Es mejor utilizar motores de “baja velocidad” (1000 rpm o menos) como motores convertidores eléctricos. Arrancan muy fácilmente, la relación entre la corriente de arranque y la corriente de funcionamiento es mucho menor que la de los motores con una velocidad de rotación de 1 min-3000 y, por lo tanto, la carga en la red es "más suave". La potencia del motor utilizado como convertidor debe ser mayor que la del motor eléctrico conectado a él. Por ejemplo, si el convertidor es un motor de 1 kW, la potencia de carga no debe exceder los 4 kW. Siempre se debe poner en marcha primero el convertidor y luego conectarle consumidores de corriente trifásica. Apague la instalación en orden inverso. Un convertidor de 4 kW fabricado por el autor se utiliza en su negocio personal desde hace varios años. Alimenta un aserradero, una amoladora y una rectificadora. Autor: S. Gurov
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