ДОСТИЖЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ АСИНХРОННЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ

АННОТАЦИЯ

Проанализированы схемы, технические средства для подключения трехфазной обмотки статора асинхронного двигателя к однофазной сети, проанализированы основные достоинства и недостатки двигателя. Проведены эксперименты по подключению трехфазных асинхронных двигателей малой мощности к однофазной сети, разработаны методы достижения энергоэффективности и на основе расчетов определены сокращения мощности.

ABSTRACT

Schemes, technical means for connecting the three-phase stator winding of an induction motor to a single-phase network, the main advantages and disadvantages of the motor are analyzed. Experiments were conducted on the connection of low-power three-phase asynchronous motors to a single-phase network, methods for achieving energy efficiency were developed, and power reductions were identified based on calculations.

Ключевые слова: однофазная сеть, асинхронный двигатель, трехфазная обмотка, рабочий конденсатор, трехфазная сеть, короткозамкнутый ротор, приводной конденсатор, универсальный двигатель.

Keywords: single-phase network, asynchronous motor, three-phase winding, working capacitor, three-phase network, short-circuited rotor, driving capacitor, universal motor

Введение Достижения науки и техники в области систем электроснабжения также широко используются в области электромеханики. Использование трехфазного асинхронного двигателя в однофазной сети набирает популярность. Однофазная обмотка получается путем соединения трех фаз асинхронного двигателя последовательно с оставшимися двумя фазами однофазной обмотки, используемой в качестве пусковой. [1]. Перенастройка трехфазного асинхронного двигателя в однофазную сеть приводит к увеличению затрат на потребление, для чего в последнее время асинхронные двигатели средней мощности используются как однофазные, так и трехфазные двигатели - универсальные асинхронные двигатели. выпускаемые двигатели. Ротор такого двигателя также представляет собой простой короткозамкнутый ротор, а статор - трехфазную обмотку. [2].

Известно, что асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором изготавливается в однофазном или трехфазном исполнении.

Результаты исследований. Анализ исследования выявил несколько преимуществ трехфазного питания перед однофазным:

- низкие капитальные затраты;

- меньшие габариты и масса;

- высокая эффективность;

-простота обслуживания и невысокая стоимость обслуживания. [3], [5].

Для использования трехфазного двигателя в качестве однофазного двигателя в зависимости от области применения его обмотки статора и конденсаторы пускового пускателя C_п должны быть подключены по одной из схем, показанных на рисунке 1. Определены емкости конденсаторов на номинальную нагрузку. используя выражение (1) соответственно:

                                                             (1)

  Снижение нагрузки на асинхронный двигатель снижает его КПД, коэффициент мощности и другие энергетические характеристики. [2],[6]

Рисунок 1. Схемы подключения трехфазного асинхронного двигателя к однофазной сети

Когда основной трехфазный двигатель используется как однофазный, его мощность на 60-80% выше, чем при использовании в качестве трехфазного двигателя.

Здесь -мощность, получаемая асинхронным двигателем при подключении к однофазной сети, - мощность, получаемая асинхронным двигателем при подключении к трехфазной сети

Нет необходимости подключать приводной конденсатор к двигателю, когда он работает в режиме холостого хода [4-9]. В эксперименте использовалась схема, показанная на рис. 1б.

Для подключения трехфазного двигателя к однофазной сети был собран и испытан экспериментальный стенд. Номинальные параметры на испытательном стенде P=0,23 kW, Y/Δ=400/230 В, I=0,76/1,32 A, cosφ=0,79, n=1350 об/мин, установлен асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором. В ходе эксперимента была собрана электрическая схема, изображенная на рисунке 2. Эксперименты проводились для 2-х различных значений рабочей емкости конденсатора..

В эксперименте 1 результаты были получены путем подключения рабочего конденсатора емкостью 18 мФ к приводу асинхронного двигателя.

Параметры, определенные на экспериментальном стенде, приведены в таблице 1.

Рисунок 2. Экспериментальный стенд для работы трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором в однофазной сети

В эксперименте 2 пусковой конденсатор был подключен к пусковому конденсатору с емкостью 27 мФ, определенной на основе номинального напряжения и номинального тока двигателя с использованием уравнения (1). Полученные результаты представлены в таблице 1. Результаты в таблице 1 показывают, что в первом эксперименте мощность однофазного асинхронного двигателя составляла 0,64P_Н от номинальной мощности трехфазного двигателя, а во втором эксперименте - 0,73Pн

Таблица 1.

Результаты

На рис. 3 показана зависимость КПД двигателя от мощности при использовании трехфазного асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором в однофазной и трехфазной сети [3]

Рисунок 3. Зависимость КПД двигателя от мощности при использовании трехфазного асинхронного двигателя с коротким замыканием ротора в однофазной (1) и трехфазной (3) сетях

Предполагается, что трехфазный асинхронный двигатель можно использовать в однофазной сети. Чтобы двигатель работал при номинальной нагрузке, его необходимо подбирать в соответствии с нагрузкой на рабочий и приводной конденсатор.

Заключение

По результатам эксперимента были сделаны следующие выводы:

1. Технически трехфазный двигатель можно использовать в однофазной сети. Для этого к обмотке стартера нужно подключить конденсатор, а существует множество различных схем.

2. На практике этот способ нельзя использовать для длительной эксплуатации на промышленных и производственных предприятиях, так как снижение мощности снижает КПД двигателя и приводит к увеличению материальных затрат и энергозатрат.

3. В домашних условиях можно выполнять краткосрочные работы с низким энергопотреблением. Такие устройства могут работать долгое время, но при этом значительно возрастет плата за электричество.

Список литературы:

1. У.Иброҳимов “Электр машиналар” Ўқитувчи нашриёти –Т.: 1972 -175 б.
2. G.N.Mustafakulova, O.Z.Toirov,  A.E.Bekishev “Maxsus elektromexanik o‘zgartkichlar”  Darslik. – T.: 2020
3. Руди Дмитрий Юрьевич “Рациональное использование трёхфазных асинхронных короткозамкнутых двигателей при однофазном электроснабжении”//Научные достижения и открытия 2017, УДК 621.31 P 40-44
4. Mukhammadyusuf M., Sherzod P., Behzod A. Study of compensation of reactive power of short-circuited rotor of asynchronous motor //ACADEMICIA: An International Multidisciplinary Research Journal. – 2020. – Т. 10. – №. 5. – С. 625-628.
5. Таиров Ш. М., Абдуллаев Б. Б. У. Чрезвычайные и критические изменения климата в странах центральной Азии //Universum: технические науки. – 2020. – №. 2-1 (71).
6. Mukhammadjonov, M. S., A. S. Tursunov, and D. R. Abduraximov. "Automation of reactive power compensation in electrical networks." ISJ Theoretical & Applied Science, 05 (85) (2020): 615-618.
7. O’G’Li A. D. R., O’G’Li R. I. N. Problems of using alternative energy sources //Проблемы современной науки и образования. – 2019. – №. 12-1 (145).
8. Зокиров С. И., Абдурахимов Д. Р. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ФОТОЭЛЕМЕНТОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ФОТОТЕРМОГЕНЕРАТОРА СЕЛЕКТИВНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ //ПРИОРИТЕТНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ. – 2019. – С. 58-63.
9. ТУРСУНОВ А. Ш., АБДУРАХИМОВ Д. Р. ВОЗМОЖНОСТИ ПОВЫШЕНИЯ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ В ТЕКСТИЛЬНОЙ ОТРАСЛИ //ЭКОНОМИКА. – С. 484-491.