Conectando consumidores trifásicos a uma rede monofásica. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica

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Na literatura de rádio amador [1...5], a questão de conectar um consumidor trifásico a uma rede monofásica tem sido repetidamente levantada. Os autores dos artigos apontam as desvantagens dos métodos descritos:

- perda de 50% da potência nominal;

- nem todas as marcas de motores elétricos arrancam bem quando alimentados por uma rede monofásica;

- a necessidade de usar dois contêineres (iniciando e funcionando);

- ajuste gradual da classificação de capacidade em diferentes modos de operação;

- a necessidade de alterar a classificação de capacitância quando a carga no eixo muda;

- em marcha lenta, uma corrente flui 40% mais que a corrente nominal através do enrolamento do motor;

- "sinos e assobios" extras para automatizar o desligamento do capacitor de partida e ao substituir os capacitores de papel por eletrolíticos.

Proponho outra opção para conectar consumidores trifásicos a uma rede monofásica.

Se você observar o gráfico de tensão trifásica, poderá ver que cada curva é deslocada em relação à outra em 1/3 do período (Fig. 1).

Figura.1

A frequência da rede é de 50 Hz, portanto, o período T é de 20 ms. Segue-se que 1/3 do período é 6,666 ... ms. Seja Ua na Fig. 1 uma tensão senoidal monofásica de 220 V, 50 Hz. Tendo passado Ua pelo circuito de atraso por 6,666 ... ms, obtemos a tensão Uv deslocada em 1/3 do período, igual em amplitude e frequência a Ua. Tendo “passado” a tensão Uv por um circuito de atraso semelhante, obtemos a tensão Uc deslocada em 1/3 do período em relação à tensão Uv.

Um diagrama esquemático de tal dispositivo é mostrado na Fig.2.

Fig.2 (clique para ampliar)

O dispositivo consiste em uma fonte de alimentação e um gerador de pulso de polaridade positiva no transformador T1. A fonte de alimentação inclui o enrolamento II do transformador T1, a ponte retificadora VD1 ... VD4 e o estabilizador DA1. O gerador de pulsos é montado no enrolamento III do transformador T1, o resistor R1 e o retificador nos diodos VD5, VD6. O diodo zener VD7 protege as entradas do elemento DD1.1 contra sobretensão acidental de mais de 12 V. Um formador de pulso retangular é montado no elemento DD1.1. Você também pode usar o comparador, descrito em detalhes em [6]. Na saída do shaper DD1.1 existem pulsos retangulares com frequência de 50 Hz de polaridade positiva.

Suponha que sejam pulsos de tensão Ua (Fig. 1). Os pulsos do elemento de saída "A" DD1.1 são alimentados na entrada do circuito de atraso montado nos elementos DD2.1, DD2.2. R2, C3. Na saída do elemento DD2.2 aparecem pulsos que são atrasados ​​em 1/3 do período em relação aos pulsos "A", ou seja, impulsos "B". Os pulsos "B" são alimentados na entrada do segundo circuito de atraso nos elementos DD2.3, DD2.4, R3, C4, na saída dos quais (elemento DD2.4) existem pulsos correspondentes à tensão Uc na Fig .1, deslocado em 1/3 do período relativo a "Uv". Pulsos "A", "B", "C", deslocados um em relação ao outro em 6,666 ... ms, chegam aos estágios-chave VT1, VS 1; VT2, VS2 e VT3, VS3 respectivamente. A partir das saídas das teclas (triacs VS1 ... VS3), uma tensão pulsada com frequência de 50 Hz é fornecida aos enrolamentos dos transformadores T2 ... T4. Dos enrolamentos de saída dos transformadores, obtemos tensões senoidais deslocadas em 1/3 do período ou em 120 ° uma em relação à outra, ou seja, tensão trifásica.

Detalhes e ajuste do circuito. O modelador de pulso retangular pode ser feito de acordo com qualquer um dos esquemas conhecidos. Em vez dos diodos VD1...VD4, você pode usar a ponte KTs405. Os Triacs VS1...VS3 são substituídos pelos tiristores KU202, pois Uma tensão constante é fornecida às suas entradas. A constante de tempo t dos circuitos RC R2, C3 e R3, C4 é calculada usando a fórmula T = 1,4RC. Tomando a capacitância dos capacitores C3, C4 igual a 0,01 μF, encontramos a resistência dos resistores R2, R3, que é 476,186 K. Neste caso, a constante de tempo t é 6,666604 ms, que é quase igual a um deslocamento de 1/ 3 do período. Para um ajuste mais preciso dos circuitos t RC, os resistores R2, R3 consistem em resistores constantes e de ajuste conectados em série com um valor nominal total de cerca de 510 K. Os circuitos T RC são ajustados com um resistor de ajuste, monitorando a mudança de fase nas saídas de transformadores T2...T4 com medidor de fase, para que o deslocamento de fase fosse o mais próximo possível de 120°.

Ao transformar uma corrente trifásica, são usados ​​três transformadores monofásicos ou trifásicos especiais com um núcleo na forma de três hastes em curto. O diagrama de conexão dos transformadores individuais (Fig. 3) corresponde à conexão estrela/estrela. Tal conexão é mostrada na Fig. 3 [7].

Figura.3

O transformador T 1 (Fig. 2) vem de fábrica. Tensões dos enrolamentos: II - até 30 V (Umáx.in DA1); III-12 V. T2...T4 - intensificador. A entrada “+U2” é alimentada com a tensão padrão para a qual os enrolamentos T2...T4 foram projetados, ou seja, 12 V em Uii=12 V, 24 V em Uii=24 V, etc. Transformadores T2...T4 - prontos para as correntes e tensões adequadas ou caseiros.

Literatura

1. Motor elétrico trifásico em rede monofásica. - Rádio Amador, 1992, nº 12, p.20.
2. Smirnov K. Sobre a operação de um motor elétrico trifásico em uma rede monofásica. - Rádio Amador, 1993, nº 6, p.27.
3. Kukharenko A. Motor trifásico em rede monofásica. - Rádio Amador, 1996, N2, P.28; 1996, nº 3, página 27.
4. Novik A. Capacitor polar em um circuito de corrente alternada. Rádio Amador, 1996, nº 9. C.17.
5. Egovkin V. Seleção de diodos para partida de capacitores de óxido. - Rádio Amador, 1997, nº 7, p. 12.
6. Ilyin A.G. Estabilizador de tensão CA. - Rádio Amador, 1997, nº 8, p.25.
7. Vorobyov A. V. Engenharia elétrica e equipamentos elétricos de processos de construção. - M.: Editora "ASV", 1995.
8. Ginkin G. G. Manual de engenharia de rádio. - GEI, 1948.

Autor: A. Ilyin, São Petersburgo; Publicação: N. Bolshakov, rf.atnn.ru

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