Сделай Сам (Знание) 2003-04, страница 92

Рис. 1 Блок-схема универсального преобразователя

ше причинам, ротор такого двигателя не сможет сам начать вращение. Но если посторонней силой сообщить ему первоначальный вращающийся момент, то он будет вращаться дальше за счет переменного однофазного напряжения в одной обмотке. (Строгое научное объяснение этого факта я опускаю, т.к. оно широко известно из курса электротехники.) Вращающийся ротор своим магнитным потоком наведет ЭДС индукции в двух других статорных обмотках, т.е. восстановит недостающие две фазы. Таким образом, мы получим что-то вроде вращающегося трехфазного трансформатора. Одна из обмоток двигателя, на которую подается переменный однофазный ток из сети, становится возбуждающей обмоткой, формирующей магнитное поле вращающегося ротора, а он, в свою очередь, возбуждает переменное напряжение в оставшихся обмотках. Полученное напряжение будет трехфазным, т.к. это обусловлено самой конструкцией электродвигателя. Напряжение на двух оставшихся обмотках будет несколько меньше напряжения на возбуждающей обмотке (из-за потерь при преобразовании). Эта разница составляет, примерно 10—15 В и определяется конструктивными особенностями электродвигателя. Блок-схема универсального преобразователя показана на рис. 1.

Как заставить ротор преобразователя вращаться от однофазного напряжения? Та-

Рис. 2. Схема универсального преобразователя

Г~Т

380В

к их способов существует несколько. Я рекомендую использовать широко распространенную схему с пусковым конденсатором (см. рис. 2). Емкость конденсатора может бьггь небольшой, т.к. ротор асинхронного преобразователя приводится во вращение без механической нагрузки на валу. Для преобразователя, построенного на базе асинхронного электродвигателя мощностью 4 кВт (авторский вариант), достаточно конденсатора Q = 60 мкФ.

Эксперименты, проведенные с таким преобразователем, дали хорошие результаты, но, вместе с тем, были выявлены некоторые недостатки:

— напряжение 380 В является очень опасным для жизни человека. Чтобы снизить вероятность ЧП в быту, желательно использовать линейное напряжение 220 В;

— собственное потребление электроэнергии преобразователем было значительным. Это снижало КПД устройства, особенно в режиме «холостого хода».

Дальнейшая модернизация конструкции позволила избавиться от этих недостатков. Так, в качестве преобразователя автор применял асинхронный 4-киловатт-ный электродвигатель с 6-полюсной ста-торной обмоткой (т.н. тысячник). Его обмотки включены «звездой» и рассчитаны на линейное напряжение 380 В. Я же подключал их к 220 В (т.е. между «фазой» и «нулем» двигателя было 127 В). Такое подключение показано на рис. 3. Обычно пусковой конденсатор Сп отключается после того, как преобразователь начнет работать, но можно и не отключать, т.к. его влияние на работу устройства в целом минимально. Легко заметить, что в данном случае получилась «несимметричная звезда».

Преобразователь вырабатывает: «фа-за»+ «фаза» + «ноль». Я такой ток называю «квазитрехфазный», т.е. «похожий на трех-

Рис. 3. Схема преобразователя на "трехфазное" линейное напряжение 220 В