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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Le moteur électrique est un convertisseur de tension monophasée en triphasée. Encyclopédie de la radioélectronique et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / moteurs électriques Les moteurs électriques triphasés de la vie quotidienne et de la pratique amateur entraînent divers mécanismes - une scie circulaire, une raboteuse électrique, un ventilateur, une perceuse, une pompe. Pour alimenter de tels moteurs à partir d'un réseau monophasé, divers circuits déphaseurs capacitifs ou inductifs-capacitifs sont utilisés. Ce serait bien d'avoir un tel circuit pour tous les moteurs, mais cela n'est pas possible en raison de la nécessité de modifier les paramètres de ses éléments en fonction de la puissance et du schéma de connexion des enroulements du moteur. Il existe une autre solution : obtenir une tension triphasée à partir d'une tension monophasée à l'aide d'un moteur électrique qui agit comme un générateur. On sait que toute machine électrique est réversible : le générateur peut servir de moteur, et vice versa. Le rotor d'un moteur électrique asynchrone conventionnel, après une déconnexion accidentelle de l'un des enroulements, continue de tourner et il y a une FEM entre les bornes de l'enroulement déconnecté. Ce phénomène a donné naissance à l’idée d’utiliser un moteur électrique asynchrone triphasé pour convertir une tension monophasée en une tension triphasée. Sous l'action du champ magnétique du stator, des courants circulent dans l'enroulement court-circuité du rotor d'un moteur asynchrone, transformant le rotor en un électro-aimant aux pôles prononcés, induisant une tension sinusoïdale dans les enroulements du stator, y compris ceux non connectés. au réseau. Le déphasage entre les sinusoïdes de différents enroulements dépend uniquement de l'emplacement de ces derniers sur le stator et dans un moteur triphasé est exactement de 120 degrés. La condition principale pour la transformation d'un moteur électrique asynchrone en convertisseur de nombre de phases est un rotor en rotation. Par conséquent, il doit d'abord être détordu, par exemple à l'aide d'un condensateur déphaseur classique, dont la capacité est calculée par la formule C = K-1f / Uc, où K = 2800 si les enroulements du moteur sont connectés par un étoile, ou 4800 si - par un triangle ; Iph - courant de phase nominal du moteur électrique, A ; Uc - tension d'un réseau monophasé, V. Vous pouvez utiliser des condensateurs MBGO, MBGP, MBGT, K42-4 pour une tension de fonctionnement d'au moins 600 V ou MBGCH, K42-19 pour une tension d'au moins 250 V. Le le condensateur n'est nécessaire que pour démarrer le moteur-générateur, puis sa chaîne est cassée et le rotor continue de tourner. Par conséquent, la capacité du condensateur déphaseur n’affecte pas la qualité de la tension triphasée générée. Une charge triphasée peut être connectée aux enroulements du stator. Si ce n'est pas le cas, l'énergie du réseau d'alimentation est dépensée uniquement pour surmonter les frottements dans les roulements du rotor (sans compter les pertes habituelles de cuivre et de fer), de sorte que l'efficacité du convertisseur est assez élevée. Plusieurs moteurs électriques différents ont été testés comme convertisseurs de nombre de phases. Ceux d'entre eux, dont les enroulements sont reliés par une étoile avec une sortie d'un point commun (neutre), ont été connectés selon le schéma illustré à la Fig. 1.
Dans le cas de la connexion des enroulements avec une étoile sans neutre ni triangle, les schémas représentés respectivement sur la Fig. 2 et 3.
Dans tous les cas, le moteur a été démarré en appuyant sur le bouton SB1 et en le maintenant enfoncé pendant 1 à 5 s jusqu'à ce que la vitesse du rotor atteigne la vitesse nominale. Ensuite, l'interrupteur SA1 a été fermé et le bouton a été relâché. Les résultats des tests sont présentés dans le tableau. Les indices dans les désignations de tensions correspondent aux nombres de contacts de la prise X2 (voir Fig. 1 - 3), entre lesquels ils ont été mesurés. La vitesse de rotation du rotor du moteur-générateur dépend peu de la tension du réseau d'alimentation monophasé. Les tensions générées sont proportionnelles à la tension du secteur, mais sensiblement inférieures à celle-ci, ce qui est dû aux pertes d'énergie pour la magnétisation et à la création d'un couple qui compense les pertes mécaniques dans les roulements. La vitesse nominale réduite du moteur AOL-22-4 indique sa conception à quatre pôles (les autres moteurs sont bipolaires). Néanmoins, il fonctionne avec succès comme convertisseur. Divers moteurs électriques triphasés à deux et quatre pôles avec des enroulements connectés à la fois en étoile et en triangle ont été connectés au moteur AOL2 en tant que charge :
Sous charge, les tensions de phase et linéaires ont changé de 2 à 5 %, le déphasage entre elles de 5 à 6 degrés. littérature
Auteur : V.Kleymenov Essayons, avec une tension alternative monophasée, d'obtenir deux phases manquantes. Prenons un moteur électrique asynchrone triphasé classique avec un rotor à cage d'écureuil, qui, comme le générateur, possède un rotor et trois enroulements de stator décalés dans l'espace selon un angle de 120 degrés. Nous appliquons une tension monophasée à l'un des enroulements. Le rotor du moteur ne pourra pas démarrer sa rotation tout seul. Il lui faut un moyen de donner l'impulsion initiale. De plus, il tournera en raison de l'interaction avec le champ magnétique d'un enroulement du stator. Le flux magnétique du rotor en rotation induira la FEM d'induction dans les deux autres enroulements du stator, c'est-à-dire que les phases manquantes seront restaurées. Le rotor peut être amené à tourner de n'importe quelle manière, même l'ancienne "grand-père", à l'aide d'une corde enroulée autour de l'arbre. L'auteur a utilisé pour cela un appareil largement utilisé avec un condensateur de démarrage. À propos, sa capacité n'a pas besoin d'être grande, puisque le rotor d'un convertisseur asynchrone est mis en mouvement sans charge mécanique sur l'arbre. L'un des inconvénients d'un tel convertisseur réside dans les tensions de phase inégales (voir le tableau dans l'article précédent - ndlr), ce qui entraîne une diminution de l'efficacité du convertisseur lui-même et de la charge du moteur. Si vous complétez l'appareil avec un autotransformateur de puissance appropriée, en l'allumant, comme indiqué sur la figure, vous pouvez obtenir une égalité approximative des tensions de phase en commutant les prises. Le stator d'un moteur électrique défectueux d'une puissance de 17 kW a été utilisé comme circuit magnétique de l'autotransformateur. Enroulement - 400 tours de fil émaillé d'une section de 4 ... 6 mm2 avec des prises tous les 40 tours.
Enfin, quelques conseils pratiques. Il est préférable d'utiliser des moteurs « à basse vitesse » (1000 1 min-3000 et moins) comme convertisseurs de moteurs électriques. Ils sont très faciles à démarrer, le rapport courant de démarrage/courant de fonctionnement est bien inférieur à celui des moteurs d'une vitesse de 1 min-4, et donc la charge sur le réseau est « plus douce ». La puissance du moteur utilisé comme convertisseur doit être supérieure à celle de l'entraînement électrique qui y est connecté. Par exemple, si le convertisseur est un moteur de 3 kW, la puissance de charge ne doit pas dépasser XNUMX kW. Démarrez toujours le convertisseur en premier, puis connectez-y les consommateurs de courant triphasé. Éteignez l'appareil dans l'ordre inverse. Un convertisseur de 4 kW fabriqué par l'auteur est utilisé dans son foyer personnel depuis plusieurs années. Une scierie, un moulin à grains, un broyeur y travaillent. Auteur : S. Gurov
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