Einphasen- zu 3-Phasen-Umwandlung

Ich habe einige Boxen (mit einigen Kondensatorschaltungen im Inneren) gesehen, die eine einphasige Stromversorgung in eine dreiphasige Stromversorgungsumwandlung umwandeln. Das Problem bei ihnen ist, dass sie den Lastmotor aufheizen lassen, weil die Phasendifferenz zwischen den Beinen 90 Grad statt 120 Grad beträgt.

Ist es möglich, eine Schaltung zu entwerfen, die die dritte Phase mit einer exakten Phasendifferenz von 120 Grad nur unter Verwendung der ursprünglichen Einzelphase erzeugt?

Ist es möglich, die verfügbaren Phasenschenkel gleichermaßen zur Erzeugung der dritten Phase zu verwenden, so dass eine Belastung einer einzelnen Phase vermieden wird?

Wie würde diese Schaltung aussehen?

Hinweis: Bei den fraglichen Motoren handelt es sich um Induktionsmotoren mit 3,7 kW bis 5,6 kW.

Ich verstehe diese Frage so, dass Sie versuchen, einen Drehstrommotor von einer Einphasenleitung aus zu betreiben. Wenn Sie versuchen, den Motor direkt von der Wechselstromleitung zu betreiben, erschweren die beteiligten Phasenwinkel das Starten des Motors, was ein Teil des Grundes dafür ist, dass dreiphasig überhaupt existiert. Einphasenmotoren haben aus genau diesem Grund normalerweise Motorstartkappen. Das klingt nach dem, was Sie beschreiben.

Die einfache Antwort auf Ihre Frage lautet: Um dreiphasigen Wechselstrom aus einphasigem Wechselstrom zu erhalten, müssen Sie die einphasige Wechselstromleitung in Gleichstrom umwandeln und dann den Gleichstrom durch einen Wechselrichter zurückführen, um einen gesteuerten dreiphasigen Wechselstrom zu erhalten. Es gibt andere elektronische Ansätze , aber sie sind nach meiner (begrenzten) Erfahrung weniger verbreitet. Es gibt auch mechanische Ansätze , die bequemer sein können, wenn Sie die Teile haben.

Ich würde vorschlagen, einen Antrieb zu verwenden, um Ihren Drehstrommotor zu betreiben. Typische dreiphasige Frequenzumrichter sind genau das, was ich oben beschrieben habe: ein Gleichrichter, gefolgt von einem Wechselrichter. Ich kann nicht darüber sprechen, was in einer bestimmten Leistungsklasse auf dem Markt ist, aber größere Drehstromantriebe haben normalerweise Klemmen für den Dreiphasen-Wechselstromeingang, den Zwischenkreis und den Dreiphasenmotorausgang. Wenn Sie diese Terminals haben, haben Sie zwei Möglichkeiten.

Eine besteht darin, einphasigen Wechselstrom über den dreiphasigen Eingang des Frequenzumrichters zu betreiben. Wenn die Spannungen korrekt sind, sollte der Frequenzumrichter einwandfrei funktionieren. Die Einschränkung ist, dass Sie das Laufwerk etwas reduzieren müssen. Die Eingangsdioden werden unter der Annahme spezifiziert, dass die Last mit konstanter Leistung des Frequenzumrichters auf drei Schenkel des Gleichrichters verteilt wird. Wenn Sie dieselbe Last auf nur zwei Beine verteilen, werden diese Dioden heißer. Die internen Buskondensatoren werden auch heißer, da sie ohne die dritte Phase mehr Welligkeitsstrom sehen. Wenden Sie sich an den Laufwerkshersteller, um Informationen zur Leistungsreduzierung zu erhalten.

Wenn Ihr Laufwerk über DC-Bus-Klemmen verfügt, können Sie auch den internen Gleichrichter überspringen und einen externen verwenden. Korrigieren Sie den einphasigen Wechselstrom und verwenden Sie diesen Gleichstrom als Eingang für den Frequenzumrichter. Auf diese Weise können Sie vermeiden, dass das Laufwerk herabgesetzt wird. Meine Firma macht etwas genau zu diesem Zweck, obwohl sein Leistungsbereich größer sein kann als für Ihre Anwendung kostengünstiger ist. Sie müssten beide Optionen auspreisen, um es sicher herauszufinden. Lesen Sie dies für weitere Details.

Dies ist tatsächlich ein sehr verbreiteter und legitimer Wunsch, beispielsweise quasi-industrielle Werkzeugmaschinen mit Drehstrommotoren in einer Heimwerkstatt zu betreiben.

Grundsätzlich stehen drei Ansätze zur Verfügung:

• Verwenden Sie Kondensatoren, um eine Phasenverschiebung durchzuführen, um mindestens genug Sinn für eine dritte Phase zu erzeugen, um dem Motor mitzuteilen, in welche Richtung er starten soll. Dies hängt eng damit zusammen, wie Einphasenmotoren häufig mit einem Schaltkondensator gestartet werden, der dann von einer Fliehkraftkupplung abgeschaltet wird. Einige Kondensatoren können während des Betriebs im Stromkreis verbleiben. Obwohl kostengünstig und einfach, ist dies die am wenigsten vorteilhafte Lösung, und die ungleichmäßige Verwendung der Phasen lässt Sie nicht mit der geplanten Effizienz arbeiten. Sie können diese Lösungen manchmal in Maschinenkatalogen als "statische Phasenumrichter" sehen.

• Verwenden Sie einen "Rotationswandler", der eine Art Autotransformator mit Rotationsträgheit ist. Grundsätzlich erhalten Sie einen weiteren 3-Phasen-Motor vergleichbarer oder größerer Größe und drehen ihn mit einer Startkappe (oder sogar einem Zugseil, obwohl dies nicht empfohlen wird, wenn etwas schief gehen kann). Sie verbinden beide Motoren parallel, wobei der Leerlauf aus seiner Rotationsträgheit eine dritte Phase für den Lastmotor erzeugt (jede 3-Phasen-Maschine arbeitet problemlos als Motor oder Generator, je nachdem, ob sie sich mechanisch vor oder hinter dem dreht elektrische Phasendrehung). Einige werden diese mit Kondensatoren weiter verfeinern. Obwohl dies ein komplizierter Aufbau ist, funktioniert er in der Regel recht gut und bietet mit einer gut dimensionierten Spannrolle die Vorteile einer dreiphasigen Leistung, wie z. B. ein schnelles Umkehren während des Einfädelns der Drehmaschine.

• Verwenden Sie moderne Leistungshalbleiter, um die verfügbare Stromquelle auf Gleichstrom zu richten, und synthetisieren Sie dann mit PWM 3 perfekt phasengesteuerte Sinuswellen. Diese werden typischerweise als Frequenzumrichter (oder manchmal als Vektorfrequenz) bezeichnet und haben den zusätzlichen Vorteil, dass eine Variation der angelegten Spannung und Frequenz, dh der Geschwindigkeit der synchronen Drehung, ermöglicht wird, so dass der Benutzer die Lücken zwischen dem manuellen Riemen / füllen kann. Getriebemöglichkeiten oder möglicherweise die Notwendigkeit eines Getriebes insgesamt beseitigen. Die Preise für diese Technologie nähern sich denen von Rotationswandlern an, insbesondere wenn man die Kupferkosten in einem Rotationswandler-Leerlaufmotor berücksichtigt.

Der Strom des Motors variiert mit der Last, der Spannung usw., daher ist er nicht stabil und man kann sich darauf verlassen. Aus diesem Grund ist es bei einer Zweiphasenumwandlung (unter der Annahme von 180 Grad) unmöglich, eine stabile Dreiphasenumwandlung mit nur passiven Elementen durchzuführen, da für die Phasenverschiebung reaktive Geräte erforderlich wären und alle ihre Reaktanzen (Impedanzen) vom Strom abhängen. daher variieren sowohl die Amplituden als auch die Phasen. Ich vermute, dass Ihre Box-Schaltkreise nur für den richtigen Stromverbrauch neu berechnet werden müssen, aber sie können nur einen Motor mit einer bestimmten Leistung versorgen. Selbst wenn Sie nur eine Phasenverschiebung von 90 Grad haben, sollte der Motor noch laufen, jedoch mit geringerem Wirkungsgrad und geringerer Stabilität, möglicherweise heizen, wenn die Lasten nahe an ihrem Maximum liegen.

Wenn Sie jedoch eine zweiphasige Quadratur haben (was ich bezweifle), ist dies mit nur einem Transformator und geeigneten Wicklungen (Scott-T-Transformator) einfach. Die beste Option wäre jedoch eine Motorsteuerung, aber das kann teuer sein.