Conversão monofásica para trifásica

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Eu vi algumas caixas (com alguns circuitos de capacitores dentro) que fazem a conversão de fonte de alimentação monofásica para fonte de alimentação trifásica. O problema com eles é que eles fazem o motor de carga esquentar, porque a diferença de fase entre as pernas é de 90 graus em vez de 120 graus.

É possível projetar um circuito que produza a terceira fase com diferença exata de 120 graus usando apenas a fase monofásica original?

É possível usar as pernas de fase disponíveis igualmente para produzir a terceira fase, para evitar o carregamento em uma única fase?

Como seria esse circuito?

Nota: Os motores em questão são motores de indução de 3,7 kW-5,6 kW.

vivek
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como você sabe que o motor é aquecido só porque não 120 graus?
Standard Sandun
@sandundhammika Os engenheiros de instalação disseram que o calor é por causa de não exatamente 120 graus.
vivek
ok eles verificam a 3ª harmônica?
Standard Sandun
@sandundhammika No.They apenas instalar e ir. Não está realizando nenhum teste no local.
vivek
os engenheiros de instalação estão corretos; se suas fases não estiverem equilibradas, você acabará gerando mais calor para uma determinada saída de torque.
precisa saber é o seguinte

Respostas:

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Entendo que essa pergunta significa que você está tentando acionar um motor trifásico em uma linha monofásica. Se você estiver tentando acionar o motor diretamente da linha CA, os ângulos de fase envolvidos dificultarão a partida do motor, o que é parte da razão pela qual a trifásica existe em primeiro lugar. Motores monofásicos geralmente têm tampas de partida do motor apenas por esse motivo. Parece o que você está descrevendo.

A resposta simples para sua pergunta é que, para obter CA trifásica a partir de CA monofásica, você precisa retificar a linha CA monofásica em CC e, em seguida, executar a CC novamente através de um inversor para obter CA trifásica controlada. Existem outras abordagens eletrônicas , mas são menos comuns na minha experiência (limitada). Existem também abordagens mecânicas , que podem ser mais convenientes se você tiver as peças.

Eu sugiro usar um inversor para operar seu motor trifásico. Os inversores trifásicos de frequência variável típicos são exatamente o que descrevi acima: um retificador, seguido por um inversor. Não posso falar sobre o que está no mercado em uma determinada classe de potência, mas os inversores trifásicos maiores normalmente têm terminais para a entrada trifásica da linha CA, o barramento CC e a saída do motor trifásico. Se você possui esses terminais, você tem duas opções.

Uma é executar a CA monofásica através da entrada trifásica do inversor. Se as tensões estiverem corretas, o inversor deverá funcionar corretamente. A ressalva é que você terá que reduzir a unidade um pouco. Os diodos de entrada são especificados, assumindo que a carga de energia constante do inversor será distribuída entre três pernas do retificador. Se você distribuir a mesma carga por apenas duas pernas, esses diodos ficarão mais quentes. Os capacitores de barramento interno também ficarão mais quentes, porque verão mais corrente de ondulação sem a terceira fase. Verifique com o fabricante da unidade as informações sobre redução de potência.

Se o seu inversor possui terminais de barramento CC, sua outra opção é pular o retificador interno e usar um externo. Retifique a CA monofásica e, em seguida, use essa CC como entrada para o inversor. Isso permitirá que você evite reduzir a unidade. Minha empresa fabrica algo exatamente para esse fim, embora seu alcance de energia possa ser maior do que o custo-benefício para sua aplicação. Você teria que definir o preço de ambas as opções para descobrir com certeza. Leia isto para mais detalhes.

Stephen Collings
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O link "outras abordagens" lista apenas meios eletrônicos. Um motor monofásico que gira um gerador trifásico também realiza essa façanha e fornece diferenças de fase adequadas de 120 graus, ao custo de ruído e perda mecânicos. É chamado de conjunto MG (motor-gerador).
precisa saber é o seguinte
Muito bem! Edição para incluir.
Stephen Collings
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Você também pode adicionar que quase qualquer inversor pode ser usado como um conversor monofásico para trifásico se você reduzir o inversor para 67% da sua classificação nominal. A redução é necessária porque seus diodos retificadores no front-end fornecerão significativamente mais corrente do que seriam se três fases estivessem presentes na entrada, e também o banco de capacitores terá corrente de ondulação mais alta, que é a principal coisa que mata capacitores . Assim, você reduz uma unidade de 100kW para 67kW, desativa a falha "falta de fase" e vai embora. O motor funcionará muito bem e o problema está resolvido.
akohlsmith
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Na verdade, é um desejo muito comum e legítimo, por exemplo, operar máquinas-ferramentas quase industriais, equipadas com motores trifásicos em uma oficina doméstica.

Três abordagens estão geralmente disponíveis:

  • use capacitores para realizar uma mudança de fase para fabricar pelo menos o sentido suficiente de uma terceira fase para informar ao motor em qual direção você deseja que ele inicie. Isso está intimamente relacionado à forma como os motores monofásicos são frequentemente iniciados com um capacitor de mudança de marchas que é cortado por uma embreagem centrífuga. Alguns capacitores podem permanecer no circuito durante a execução. Embora seja de baixo custo e simples, essa é a solução menos vantajosa e o uso desigual das fases não permitirá que você opere com eficiência projetada. Às vezes, você pode ver essas soluções listadas nos catálogos de máquinas como "conversores de fase estáticos"

  • use um "conversor rotativo", que é uma espécie de auto-transformador de inércia de rotação. Basicamente, você adquire outro motor trifásico de tamanho comparável ou maior e gira-o com uma tampa de partida (ou mesmo, embora não seja recomendado, considerando o que pode dar errado, uma corda de tração). Você conecta os dois motores em paralelo, com a polia gerando uma terceira fase para o motor de carga a partir de sua inércia rotacional (qualquer máquina trifásica funcionará prontamente como motor ou gerador, dependendo apenas se estiver girando mecanicamente à frente ou atrás do rotação de fase elétrica). Alguns irão ajustá-los ainda mais com capacitores. Embora essa seja uma configuração complicada, ela tende a funcionar razoavelmente bem e, com uma roldana de bom tamanho, oferece vantagens de energia trifásica, como a reversão rápida durante operações de rosqueamento no torno.

  • use semicondutores de energia modernos para retificar a fonte de energia disponível para CC e, em seguida, o PWM sintetize 3 ondas senoidais perfeitamente em fases. Normalmente, eles são chamados de inversores de frequência variável (ou às vezes vetor) e têm a vantagem adicional de permitir variação na tensão e na frequência aplicadas, ou seja, a velocidade da rotação síncrona, permitindo que o usuário preencha as lacunas entre a correia manual / opções de engrenagem ou potencialmente eliminar completamente a necessidade de transmissão. Os preços dessa tecnologia estão se aproximando dos conversores rotativos, especialmente quando você considera o custo do cobre em um motor intermediário de conversor rotativo.

Chris Stratton
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A corrente do motor varia com a carga, com a tensão, etc., portanto, não é algo estável e com o qual se possa contar. Por esse motivo, a partir de uma fase bifásica (assumindo 180 graus) é impossível fazer uma conversão trifásica estável apenas com elementos passivos, pois você precisaria de dispositivos reativos para fazer a mudança de fase e todas as suas reatâncias (impedâncias) dependem da corrente, por conseguinte, ambas as amplitudes e as fases irá variar. Eu suspeito que seus circuitos de caixa só precisam de recálculo para o consumo de energia adequado, mas eles só poderão fornecer um motor de uma potência específica. Ainda assim, mesmo que você tenha apenas uma mudança de fase de 90 graus, o motor ainda deve estar funcionando, mas com menor eficiência e estabilidade, possivelmente aquecendo se as cargas estiverem próximas do máximo.

Se, no entanto, você tem uma bifásica em quadratura (o que duvido), é simples com apenas um transformador e enrolamentos adequados (transformador Scott-T). A melhor opção, no entanto, seria um controlador de motor, mas isso pode ser caro.

Vlad
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@vivek, você certamente percebe que o mesmo é classificado como adulteração ilícita pelos serviços públicos, evite fazer perguntas que ajudem e incentivem atividades obscuras.
Vaibhav Garg
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@ VaibhavGarg, Tivemos recentemente uma discussão em relação a isso. Aqui discutimos como ajudar alguém a aprender a abrir um cofre. A questão é que não podemos razoavelmente impor regras quanto ao uso de conselhos. Qualquer pessoa pode facilmente digitar algo que tenha a intenção maliciosa de passar pelo seu radar e ser atendido; portanto, você deve tomar a decisão de responder o que está respondendo confortavelmente e, se achar que alguém desconhece os regulamentos / leis, informar o melhor que puder. , mas você não pode forçá-los.
Kortuk
Da minha parte, isso é feito por aqui com resultados mais ou menos bons, porque nem todo mundo tem 3ph. Para não se enquadrar na categoria ilícita, o "ajuste" deve ser bom o suficiente e, de alguma forma, não surpreende que seja feito porque ninguém deseja gastar dinheiro extra em outro motor ou na conta de luz; Ainda assim, não é algo incentivado. Este é apenas um exemplo para o ditado "mundos diferentes ensinam coisas diferentes". O que os ohters decidem aprender com isso, cabe a eles, mas é preciso lembrar que as mensagens são específicas para todos.
Vlad
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@VaibhavGarg Não, você não tem esse conhecimento factual, apenas especula a intenção do pôster. Também existem muitas necessidades perfeitamente legítimas para se querer resolver esse problema.
Chris Stratton
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@ Chrishratton, os detalhes estavam lá, mas foram editados fora de questão, por favor, consulte o histórico de revisões
Vaibhav Garg