3-ФАЗНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ В ОДНОФАЗНОЙ СЕТИ

Для регулирования частоты вращения электродвигателя предлагается в процессе его работы через заданное число полуволн сетевого напряжения производить пропуск в подаче напряжения, как показано на рис. 1. При уменьшении числа рабочих полуволн увеличивается частота следования пропускаемых, что снижает обороты двигателя. Для двигателя с частотой вращения 1380 об/мин пропуск одной полуволны на 255 рабочих дает уменьшение частоты вращения на 5 об/мин.

Схема устройства приведена на рис. 2. Резистор R3 и конденсатор С3 обеспечивают формирование сигнала "сброс" для микроконтроллера (МК) DD1 при включении питания. Конденсаторы C1 и C2 улучшают запуск внутреннего генератора МК, стабилизированного кварцевым резонатором ZQ1. Светодиод HL1 и резисторы R5 и R6 служат для выделения сигнала логического "0" на входе P1.2 при минимальном значении напряжения сети. Кроме того, светодиод служит индикатором режима (при пропусках полуволн яркость свечения увеличивается). Диодный мост VD1…VD4 является источником питания для электронного ключа на тиристоре VS1. Схема выполнена таким образом, что если МК вынуть из панельки, двигатель будет вращаться со своей номинальной частотой.

Карта прошивки ПЗУ микроконтроллера приведена в таблице. После включения тиристора сигналом "1" на выходе P3.5, обеспечивается задержка сигнала, подаваемого на управляющий электрод, длительностью 0,005 с. Это оказалось удобно для отладки программы. Программа задержки находится по адресам 80…104. Подсчет рабочих и пропускаемых полуволн выполняется программно. По адресу 41 заносится суммарное число рабочих и пропускаемых полуволн с вычетом единицы, по адресу 49 - число рабочих полуволн. При пропуске одной полуволны, числа в указанных ячейках ПЗУ будут одинаковы.

Проверка работоспособности устройства проводилась с асинхронным конденсаторным двигателем четырехполюсного исполнения с соединением обмоток звездой. Нагрузкой служил небольшой центробежный водяной насос с пластмассовыми лопатками 60 мм и ременной передачей от двигателя к насосу. Этот двигатель (КД-6-4, 220 В, 50 Гц, 1400 об/мин, 6 Вт [4]) имеет фазосдвигающую цепочку из конденсатора С4 (МБГЧ-1) и резистора R4 (ПЭВ-10).

Нижний предел запуска получился при 6 рабочих полуволнах и 54 пропущенных. частота вращения составила 20 об/мин при значительной неравномерности вращения вала. перегрев обмоток двигателя исключен - ведь напряжение и частота постоянны, а отбираемая при работе мощность пропорциональна частоте вращения двигателя. Выбор двигателя был обусловлен необходимостью облегчения экспериментов. Крутящий момент проверялся затормаживанием шкива на его валу и пропорционально уменьшался с уменьшением числа рабочих полуволн до 6.

Соединение обмоток двигателя звездой или треугольником в данном устройстве не имеет значения, а мощность подключаемого двигателя требует только выбора необходимых по номинальному току диодов и тиристора. Принципиально нет препятствий для использования такого устройства со схемой без фазосдвигающего конденсатора, описанной в [2].

Таблица

Литература

1. Нарыжный В. Источник питания трехфазного электродвигателя от однофазной сети с регулировкой частоты вращения. - Радио, 2003, №12, С.35.

2. Голик А. Устройство запуска трехфазных двигателей. - Радио, 1996, №6, С.39.

3. Каган Б.М., Сташин В.В. Основы проектирования микропроцессорных устройств автоматики. - М.:Энергоатомиздат, 1987, с.304.

4. Справочник по электрическим машинам . В двух томах. Т.2.- М.:Энергоатомиздат, 1989, с.688.