Conversión monofásica a trifásica

Entiendo que esta pregunta significa que está tratando de hacer funcionar un motor trifásico en una línea monofásica. Si está tratando de hacer funcionar el motor directamente desde la línea de CA, los ángulos de fase involucrados dificultarán el arranque del motor, lo cual es parte de la razón por la cual existe la trifásica en primer lugar. Los motores monofásicos suelen tener tapas de arranque del motor precisamente por esa razón. Eso suena como lo que estás describiendo.

La respuesta simple a su pregunta es que para obtener CA trifásica a partir de CA monofásica, debe rectificar la línea de CA monofásica en CC y luego hacer pasar la CC nuevamente a través de un inversor para obtener CA trifásica controlada. Hay otros enfoques electrónicos , pero son menos comunes en mi (limitada) experiencia. También hay enfoques mecánicos , que pueden ser más convenientes si tiene las piezas.

Sugeriría usar una unidad para operar su motor trifásico. Las unidades trifásicas de frecuencia variable típicas son exactamente lo que describí anteriormente: un rectificador, seguido de un inversor. No puedo hablar sobre lo que hay en el mercado en una clase de potencia determinada, pero los variadores trifásicos más grandes suelen tener terminales para la entrada de línea de CA trifásica, el bus de CC y la salida del motor trifásico. Si tienes esos terminales, tienes dos opciones.

Una es hacer funcionar CA monofásica a través de la entrada trifásica del variador. Si los voltajes son correctos, la unidad debería funcionar correctamente. La advertencia es que tendrá que reducir un poco la potencia de la unidad. Los diodos de entrada se especifican asumiendo que la carga de potencia constante del variador se distribuirá entre las tres patas del rectificador. Si distribuye esa misma carga en solo dos patas, esos diodos se calentarán más. Los condensadores del bus interno también se calentarán, porque verán más corriente de ondulación sin la tercera fase. Consulte con el fabricante de la unidad para obtener información sobre la reducción de potencia.

Si su unidad tiene terminales de bus de CC, su otra opción es omitir su rectificador interno y usar uno externo. Rectifique la CA monofásica, luego use esa CC como entrada al variador. Esto le permitirá evitar reducir la potencia de la unidad. Mi empresa fabrica algo exactamente para ese propósito, aunque su rango de potencia puede ser mayor que lo rentable para su aplicación. Tendrías que cotizar ambas opciones para estar seguro. Lea esto para más detalles.

En realidad, este es un deseo muy común y legítimo, por ejemplo, hacer funcionar máquinas herramienta casi industriales equipadas con motores trifásicos en un taller doméstico.

Tres enfoques están generalmente disponibles:

• use condensadores para lograr un cambio de fase para fabricar al menos suficiente sentido de una tercera fase para decirle al motor en qué dirección desea que arranque. Esto está estrechamente relacionado con la forma en que los motores monofásicos a menudo se inician con un condensador de cambio que luego se desconecta mediante un embrague centrífugo. Algunos capacitores pueden permanecer en el circuito mientras está en funcionamiento. Aunque simple y de bajo costo, esta es la solución menos ventajosa, y el uso desigual de las fases no le permitirá operar con la eficiencia diseñada. A veces puede ver estas soluciones enumeradas en los catálogos de maquinaria como "convertidores de fase estáticos"

• use un "convertidor rotatorio" que es una especie de autotransformador de inercia rotacional. Básicamente, obtiene otro motor trifásico de tamaño comparable o mayor, y lo hace girar con una tapa de arranque (o incluso, aunque no se recomienda dado lo que puede salir mal, una cuerda de tracción). Usted conecta ambos motores en paralelo, con la rueda loca generando una tercera fase para el motor de carga a partir de su inercia rotacional (cualquier máquina trifásica funcionará fácilmente como motor o generador, dependiendo solo de si gira mecánicamente hacia adelante o hacia atrás). rotación de fase eléctrica). Algunos los ajustarán aún más con condensadores. Aunque esta es una configuración complicada, tiende a funcionar bastante bien, y con una rueda guía de buen tamaño brinda las ventajas de la alimentación trifásica, como la inversión rápida durante las operaciones de roscado del torno.

• use semiconductores de potencia modernos para rectificar la fuente de alimentación disponible a CC, luego PWM sintetice 3 ondas sinusoidales perfectamente sincronizadas. Por lo general, se denominan impulsores de frecuencia variable (o, a veces, vector) y tienen la ventaja adicional de permitir la variación en el voltaje y la frecuencia aplicados, es decir, la velocidad de rotación síncrona, lo que permite al usuario llenar los espacios entre correa manual/ opciones de engranajes o eliminar potencialmente la necesidad de una transmisión por completo. Los precios de esta tecnología se están acercando a los de los convertidores rotativos, especialmente cuando se considera el costo del cobre en un motor inactivo de convertidor rotativo.

La corriente del motor varía con la carga, con el voltaje, etc., por lo que no es algo estable y con lo que se pueda contar. En este caso, desde dos fases (suponiendo 180 grados) es imposible hacer una conversión trifásica estable con solo elementos pasivos, ya que necesitaría dispositivos reactivos para hacer el cambio de fase y todas sus reactancias (impedancias) dependen de la corriente, por lo tanto, tanto las amplitudes como las fases variarán. Sospecho que sus circuitos de caja solo necesitan un nuevo cálculo para el consumo de energía adecuado, pero solo podrán alimentar un motor de una potencia específica. Aún así, incluso si solo tiene un cambio de fase de 90 grados, el motor aún debería estar funcionando, pero con menor eficiencia y estabilidad, posiblemente calentándose si las cargas están cerca de su máximo.

Sin embargo, si tiene una cuadratura bifásica (que lo dudo), es simple con solo un transformador y los devanados adecuados (transformador Scott-T). Sin embargo, la mejor opción sería un controlador de motor, pero eso puede ser costoso.