三相モーターを電力損失なしで単相ネットワークに接続する
ご存知のように、三相非同期モーターが単相ネットワークに接続されている場合、一般的なコンデンサー回路（「トライアングル」または「スター」）によれば、モーターの電力は半分しか使用されません（使用するモーターによって異なります）。
また、負荷がかかった状態でエンジンを始動することは困難です。
提案された記事は、電力損失なしでエンジンを接続する方法を説明しています。
さまざまなアマチュア電気機械機械および装置では、かご形回転子を備えた三相非同期モーターが最も頻繁に使用されます。 残念ながら、日常生活での三相ネットワークは非常にまれな現象であるため、アマチュアは位相シフトコンデンサを使用して従来の電気ネットワークから電力を供給します。これでは、エンジンの電力と始動特性を十分に実現できません。 。 既存のトリニスタの「位相シフト」デバイスは、モーターシャフトの電力をさらに削減します。
電力損失なしで三相電気モーターを始動するための装置の図の変形を以下に示します。 ご飯。 1.
220/380 Vモーターの巻線は三角形に接続され、コンデンサC1は通常どおりそれらの1つと並列に接続されます。 コンデンサは、別の巻線に並列に接続されたインダクタL1によって「支援」されます。 コンデンサC1の静電容量、インダクタL1のインダクタンス、および負荷電力の特定の比率を使用すると、負荷の3つの分岐の電圧間で正確に120°に等しい位相シフトを得ることができます。
に ご飯。 2図に示すデバイスのベクトル電圧図。 1、各ブランチに純粋な抵抗負荷Rがあります。 ベクトル形式の線形電流Ilは、電流IzとIaの差に等しく、絶対値では値If√3に対応します。ここで、If = I1 = I2 = I3 = Ul/Rは相負荷電流です。 Ul = U1 = U2 = U3 =220V-ネットワークの線間電圧。 
電圧Uc1=U2がコンデンサC1に印加され、コンデンサC1を流れる電流はIc1に等しく、同相で電圧より90°進んでいます。
同様に、電圧UL1 = U3がインダクタL1に印加され、インダクタL1を流れる電流は電圧より90°遅れます。
電流Ic1とIL1の絶対値が等しい場合、静電容量とインダクタンスを正しく選択すると、それらのベクトル差はIlに等しくなります。
電流Ic1とIL1の間の位相シフトは60°であるため、ベクトルIl、Ic1、およびIL1の三角形は正三角形であり、それらの絶対値はIc1 = IL1 =Il=If√3です。 次に、相負荷電流If \ u003d P / ZUL、ここでPは総負荷電力です。
言い換えると、コンデンサC1の静電容量とインダクタL1のインダクタンスが、220 Vの電圧が印加されたときに、それらを流れる電流がIc1 = IL1 = P /（√3）に等しくなるように選択された場合。 ⋅Ul）= P / 380、 ご飯。 1 L1C1回路は、位相シフトを正確に監視しながら、負荷に三相電圧を供給します。
表1
| P、W | IC1 = IL1、A | C1、uF | L1、H |
|---|---|---|---|
| 100 | 0.26 | 3.8 | 2.66 |
| 200 | 0.53 | 7.6 | 1.33 |
| 300 | 0.79 | 11.4 | 0.89 |
| 400 | 1.05 | 15.2 | 0.67 |
| 500 | 1.32 | 19.0 | 0.53 |
| 600 | 1.58 | 22.9 | 0.44 |
| 700 | 1.84 | 26.7 | 0.38 |
| 800 | 2.11 | 30.5 | 0.33 |
| 900 | 2.37 | 34.3 | 0.30 |
| 1000 | 2.63 | 38.1 | 0.27 |
| 1100 | 2.89 | 41.9 | 0.24 |
| 1200 | 3.16 | 45.7 | 0.22 |
| 1300 | 3.42 | 49.5 | 0.20 |
| 1400 | 3.68 | 53.3 | 0.19 |
| 1500 | 3.95 | 57.1 | 0.18 |
で タブ。 1現在の値Ic1=IL1が示されています。 純粋にアクティブな負荷の総電力のさまざまな値に対するコンデンサC1の静電容量とインダクタL1のインダクタンス。
電気モーターの形での実際の負荷には、かなりの誘導成分があります。 その結果、線形電流はアクティブ負荷電流と同相で20〜40°のオーダーの角度φだけ遅れます。
電気モーターの銘板には、通常、示されている角度ではなく、その正弦波（よく知られているcosφ）があり、線形電流の有効成分とその最大値の比率に等しくなります。
に示すデバイスの負荷を流れる電流の誘導成分 ご飯。 1、は、負荷の有効抵抗と並列に接続されたいくつかのインダクタLnを通過する電流として表すことができます。 （図3a）、または同等に、C1、L1およびネットワークワイヤと並列。
から ご飯。 3bインダクタを流れる電流は容量を流れる電流と逆位相であるため、インダクタLHは、位相シフト回路の容量性分岐を流れる電流を減らし、誘導性回路を介して増加することがわかります。 したがって、移相回路の出力で電圧の位相を維持するために、コンデンサC1を流れる電流はコイルを介して増減する必要があります。
誘導性成分を含む負荷のベクトル図は、より複雑になります。 必要な計算を可能にするそのフラグメントは、次のように与えられます。 ご飯。 四.
ここで、総線形電流Ilは、アクティブIlcosφとリアクティブIlsinφの2つのコンポーネントに分解されます。
連立方程式を解いて、コンデンサC1とコイルL1を流れる電流の必要な値を決定した結果：
IC1sin30°+IL1sin30°=Ilcosφ、IC1cos30°-IL1cos30°=Ilsinφ、 
これらの電流の次の値を取得します：
IC1 = 2 /√3・Ilsin（φ+ 60°）、IL1 = 2 /√3・Ilcos（φ+ 30°）。
純粋にアクティブな負荷（φ= 0）の場合、式は以前に得られた結果Ic1 = IL1=Ilを与えます。
に ご飯。 5電流Ic1およびIL1とIlの比率のcosφへの依存性が与えられ、これらの式によって計算されます。
同じ比率を、0.85...0.9に等しいcosφの一般的な値に対してかなりの精度で使用できます。
表2
| P、W | IC1、A | IL1、A | C1、uF | L1、H |
|---|---|---|---|---|
| 100 | 0.35 | 0.18 | 5.1 | 3.99 |
| 200 | 0.70 | 0.35 | 10.2 | 2.00 |
| 300 | 1.05 | 0.53 | 15.2 | 1.33 |
| 400 | 1.40 | 0.70 | 20.3 | 1.00 |
| 500 | 1.75 | 0.88 | 25.4 | 0.80 |
| 600 | 2.11 | 1.05 | 30.5 | 0.67 |
| 700 | 2.46 | 1.23 | 35.6 | 0.57 |
| 800 | 2.81 | 1.40 | 40.6 | 0.50 |
| 900 | 3.16 | 1.58 | 45.7 | 0.44 |
| 1000 | 3.51 | 1.75 | 50.8 | 0.40 |
| 1100 | 3.86 | 1.93 | 55.9 | 0.36 |
| 1200 | 4.21 | 2.11 | 61.0 | 0.33 |
| 1300 | 4.56 | 2.28 | 66.0 | 0.31 |
| 1400 | 4.91 | 2.46 | 71.1 | 0.29 |
| 1500 | 5.26 | 2.63 | 76.2 | 0.27 |
で タブ。 2コンデンサC1とインダクタL1を流れる電流IC1、IL1の値は、負荷の総電力のさまざまな値で与えられ、上記の値cosφ=√3/2を持ちます。
このような移相回路では、コンデンサMBGO、MBGP、MBGT、K42-4が少なくとも600 Vの動作電圧に使用されるか、MBGCH、K42-19が少なくとも250Vの電圧に使用されます。
チョークは、古い真空管テレビの棒状の電源トランスから作るのが最も簡単です。 220 Vの電圧でのこのような変圧器の一次巻線の無負荷電流は、通常100 mAを超えず、印加電圧に非線形に依存します。
0.2〜1mm程度のギャップが磁気回路に導入されると、電流が大幅に増加し、電圧への依存性が線形になります。
TCトランスの主巻線は、定格電圧が220 V（ピン2と2 "の間のジャンパー）、237 V（ピン2と3"の間のジャンパー）、または254 V（ピン3と3の間のジャンパー）になるように接続できます。 "）。主電源電圧は、ほとんどの場合、ピン1と1"に印加されます。 接続の種類によって、巻線のインダクタンスと電流が変化します。
で タブ。 3変圧器TC-200-2の一次巻線の電流値は、磁気回路のさまざまなギャップと巻線セクションのさまざまなスイッチオンで220Vの電圧が印加されたときに与えられます。
データマッピング タブ。 3と2これにより、指定された変圧器は、約300〜800 Wの電力の移相モーター回路に設置でき、ギャップと巻線スイッチング回路を選択することにより、必要な電流値を得ることができると結論付けることができます。
インダクタンスは、ネットワークの同相または逆相接続と、変圧器の低電圧（白熱灯など）巻線によっても異なります。
最大電流は、動作中の定格電流をわずかに超える場合があります。 この場合、熱レジームを容易にするために、変圧器からすべての二次巻線を取り外すことをお勧めします。低電圧巻線の一部を使用して、電気モーターが動作するデバイスの自動化回路に電力を供給することができます。
表3
| ギャップイン 磁気回路、mm |
ネットワーク巻線の電流、A、 リード線を電圧に接続する場合、V |
||
|---|---|---|---|
| 220 | 237 | 254 | |
| 0.2 | 0.63 | 0.54 | 0.46 |
| 0.5 | 1.26 | 1.06 | 0.93 |
| 1 | - | 2.05 | 1.75 |
で タブ。 四さまざまなテレビの変圧器の一次巻線の電流の公称値と、位相シフトLC回路を使用することをお勧めするモーター電力の概算値は、電気モーター。
表4
| 変成器 | 名目 現在、A |
力 エンジン、W |
|---|---|---|
| TS-360M | 1.8 | 600...1500 |
| TS-330K-1 | 1.6 | 500...1350 |
| ST-320 | 1.6 | 500...1350 |
| ST-310 | 1.5 | 470...1250 |
| TSA-270-1 TSA-270-2、 TSA-270-3 |
1.25 | 400...1250 |
| TS-250、 TS-250-1 TS-250-2、 TS-250-2M、 TS-250-2P |
1.1 | 350...900 |
| TS-200K | 1 | 330...850 |
| TS-200-2 | 0.95 | 300...800 |
| TS-180、 TS-180-2、 TS-180-4、 TS-180-2V |
0.87 | 275...700 |
負荷が小さくなると、必要な位相シフトは維持されなくなりますが、単一のコンデンサを使用する場合と比較して、始動性能が向上します。
実験的検証は、純粋にアクティブな負荷と電気モーターの両方で実行されました。
アクティブ負荷機能は、デバイスの各負荷回路に含まれる、電力が60および75Wの2つの並列接続された白熱灯によって実行されました。 （図1を参照）、これは400Wの総電力に相当します。 タブ。 1コンデンサC1の静電容量は15マイクロファラッドでした。変圧器TC-200-2（0.5 mm）の磁気回路のギャップと巻線接続方式（237 Vの場合）は、1.05Aの必要な電流を提供するために選択されました。 。
負荷回路で測定された電圧U1、U2、U3は、2〜3 Vの差があり、三相電圧の対称性が高いことが確認されました。
実験は、400Wの電力のかご形回転子AOL22-43Fを備えた三相非同期モーターでも実行されました。 彼は、20マイクロファラッドの容量のコンデンサーC1（ちなみに、エンジンが1つの位相シフトコンデンサーだけで動作しているときと同じ）と変圧器を使用しました。変圧器の巻線のギャップと接続は、 0.7Aの電流を得るための条件。
その結果、始動コンデンサなしでエンジンを素早く始動し、エンジンシャフトのプーリーを制動するときに感じるトルクを大幅に増加させることができました。
残念ながら、アマチュアの状態ではエンジンに正規化された機械的負荷を与えることはほとんど不可能であるため、より客観的なチェックを行うことは困難です。
位相シフト回路は50Hzの周波数に調整された直列発振回路であり（純粋にアクティブな負荷オプションの場合）、この回路は負荷がないとネットワークに接続できないことに注意してください。 