Online Electric

     Сельское хозяйство является интенсивно развивающимся элементом национального агропромышленного комплекса. Основными потребителями электроэнергии в сельском хозяйстве в настоящее время являются электроприводы различных механизмов, машин и поточных линий, а также систем вентиляции и микроклимата. Так, в процессе кормоприготовления на животноводческих фермах используется целая гамма различных машин, осуществляющих свои функции исключительно благодаря применению в них электроприводов. Трехфазные асинхронные короткозамкнутые электродвигатели, благодаря простоте конструкции и сравнительно небольшой стоимости по сравнению с электродвигателями других типов, используются в приводах подавляющего большинства сельскохозяйственных электрифицированных машин и механизмов [1].
     В сельской местности электроснабжение отдельных потребителей зачастую осуществляется посредством однофазной линии электропередач. В связи с этим, в случае использования асинхронных трехфазных двигателей, возникают проблемы выбора наиболее рациональной схемы запуска и работы асинхронного электродвигателя от однофазной сети [2].
     В настоящее время наибольшее распространение получил конденсаторный запуск трехфазного электродвигателя от однофазной сети [3]. У данного способа запуска и работы трехфазного электродвигателя от однофазной сети имеется целый ряд существенных недостатков:
     - при работе электродвигателя вхолостую по обмотке, питаемой через конденсатор, протекает ток на 20-40 % больше тока холостого хода; по этой причине при работе двигателя возникают дополнительные потери;
     - небольшая развиваемая электродвигателем мощность;
     - нестабильная работа электропривода, использующего данный способ питания вследствие эллиптичности поля статора;
     - низкая надежность и повышенная стоимость ввиду наличия в схеме конденсаторов;
     - большие габариты ввиду необходимости использования в схеме бумажных конденсаторов.
     Однако используя устройство бесконденсаторного запуска трехфазного электродвигателя от однофазной сети [4], вышеупомянутые недостатки могут быть устранены. Принципиальная электрическая схема устройства бесконденсаторного запуска трехфазного электродвигателя от однофазной сети, показана на рисунке 1.


Рисунок 1 – Принципиальная электрическая схема устройство бесконденсаторного запуска трехфазного электродвигателя от однофазной сети, при соединении обмоток статора по схеме «звезда»

     Устройство бесконденсаторного запуска трёхфазного электродвигателя от однофазной сети содержит полупроводниковый ключ, в качестве которого использованы встречно – параллельно соединенные динисторы VТ1 и VТ2. Один общий выход динисторов предназначен для подключения к выходам статорных обмоток электро-двигателя, одна из которых, обмотка А, одним выходом соединена с нулем однофазной сети, а другим выходом - с фазой однофазной сети, а другая обмотка, обмотка В, соединена с нулем однофазной сети. Другой общий выход динисторов предназначен для соединения с выходами обмоток, одна из которых, обмотка В, соединена с нулем однофазной сети, а другая, обмотка С - с фазой однофазной сети. Статорные обмотки А, В и С электродвигателя соединены по схеме «треугольник».
     Работа устройства бесконденсаторного запуска трёхфазного электродвигателя от однофазной сети осуществляется следующим образом. При прохождении положительной полуволны питающего напряжения сначала ток проходит по всем трём обмоткам А, В, С электродвигателя (рисунок 2). Образуется первое положение вектора магнитного поля статора (рисунок 3).



Рисунок 2 – Осциллограмма напряжения сети, а также пофазное изменение магнитного потока в обмотках статора в соответствии с векторной диаграммой, изображённой на рисунке 3



Рисунок 3 - Векторная диаграмма вращения состоящего из четырех фиксированных положений магнитного потока поля статора

     При достижении порогового значения питающего напряжения открывается динистор VТ1. Происходит закорачивание обмотки В и образуется второе положение вектора магнитного поля статора. При прохождении отрицательной полуволны питающего напряжения, сначала ток проходит по всем трём обмоткам А, В, С электродвигателя. Образуется третье положение вектора магнитного поля статора. При достижении порогового значения питающего напряжения открывается динистор VТ2. Образуется четвертое положение вектора магнитного поля статора. Поле статора получается эллипсоидным, пространственным, изменяющимся во времени.
     Таким образом, при помощи описанного устройство возможно осуществить бесконденсаторный пуск трёхфазных асинхронных электродвигателей сельскохозяйственных электрифицированных машин от однофазной сети, обмотки статора которых соединены по схеме «треугольник», без потерь мощности на перезарядку конденсаторов. Кроме того, устройство обладает повышенной надежностью, имеет меньшие габариты и не требует системы управления.

Список литературы      1. Герасимович, Л.С. Электрооборудование и автоматизация сельскохозяйственных агрегатов. – М.: Колос, 1980. - 391 с.
     2. Khalina T.M., Stalnaya M.I., Eremochkin S.Y. The rational use of the three phase asynchronous short circuited electric motors in a single phase network // The Seventh International Conference on Technical and Physical Problems of Power Engineering (ICTPE-2011). - 2011. - № 22. - Code 02EPE10. – P. 105-107.
     3. Торопцев, Н.Д. Трехфазный асинхронный двигатель в схеме однофазного включения с конденсатором. – М.: НТФ «Энергопрогресс», «Энергетик», 2000. - 72 с.
     4. Устройство бесконденсаторного запуска трёхфазного короткозамкнутого электродвигателя от однофазной сети: пат. №2370877 Рос. Федерация; заявл. 20.10.2009; опубл. 20.10.2009, Бюл. №29.