3Φ誘導電動機を1相電源で運転する-3つの方法
交流電源の種類によって、誘導電動機は三相誘導電動機と単相誘導電動機に分類されます。 ほとんどの産業および農業の適用では、三相誘導電動機は単相誘導電動機と比較されて広く利用されています。
電力不足のため、三相電力は農業用途で継続的に利用できません。 この場合、1つの段階は一団の操作スイッチ（GOS）から切り離されます。 そのため、ほとんどの場合、3つのフェーズのうち2つが利用可能です。 しかし、特別な配置では、単相電源で三相モータを動作させることはできません。
私たちが知っているように、三相誘導電動機は自己始動電動機です。 三相誘導電動機の固定子巻線が回転磁界を発生させるように。 これにより、120の位相シフトが作成されます。 しかし、単相誘導電動機の場合、脈動磁場が誘導される。 したがって、単相誘導電動機は自己始動電動機ではありません。 それは目的を開始するためにいくつかの余分な補助を必要とします。
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ここで同じように、単相電源で三相誘導電動機を動作させるには、いくつかの追加の配置が必要です。 3つの方法があります;
- スタティックコンデンサ（位相シフト法）を使用
- VFD（可変周波数駆動）を使用
- ロータリーコンバータを使用
この記事では、それぞれの方法を簡単に説明します。
静電容量を使用して
三相誘導電動機の固定子に三相交流電力を供給すると、バランスのとれた時変120離れた回転磁界が生成されます。 しかし、単相誘導電動機の場合、脈動磁場が誘導される。 そして、この場合、初期トルク（始動トルク）は生成されない。 単相誘導電動機では、余分巻上げが位相ずれを作成するのに使用されています。 始動巻線の代わりに、コンデンサまたはインダクタも位相変位を生成するために使用されます。
この原理と同様に、三相誘導電動機の三相巻線を使用し、コンデンサまたはインダクタを使用して一巻線をシフトすることができます。 三相誘導電動機が単相電源で始動すると、それは減少した容量で連続的に動作します。 モーターの純出力か効率は評価される容量の減らされた2/3rdである。
この方法は、静的位相変換法または位相シフト法または巻き戻し法としても知られています。
いくつかの配置では、二つのコンデンサが使用されています。 スタートコンデンサは、実行中のコンデンサと比較して4-5倍の容量です。 この構成の回路図を下の図に示します。
スタートコンデンサは、スタート目的にのみ使用されます。 起動後に回路から切断されます。 連続したコンデンサーは回路に常にとどまります。 ここでは、図に示すように、モータはスター接続で接続されています。 そして、両方のコンデンサは、巻線の二相の間に接続されています。
単相電源には二つの端子があります。 一方の端子は巻線の直列の組み合わせに接続され、第二の端子は三相巻線の残りの端子に接続されています。 コンデンサが1つしか使用されないこともあります。 このタイプの配置は、下の図に示されています。
ほとんどの場合、小型誘導電動機はスター接続で接続されています。 ここでは、スター接続された三相誘導電動機を撮影しました。 電圧レベルを上げるためには、自動変圧器が使用されます。 三相電源の電圧レベルは400-440Vであり、単相電源の電圧レベルは50Hzの電源で200-230Vであるためです。
自動変圧器を使用せずにこの回路を使用することができます。 その場合、電圧レベルは単相電力（200-230V）のままです。 この状態でも、モーターが作動します。 しかし電圧が低いので、モーターによって作り出されるトルクは低いです。 この問題は、余分な始動コンデンサを接続することによって解決することができます（図-1）。 このコンデンサは、始動コンデンサまたは位相ロックコンデンサと呼ばれます。
モータの方向を逆にする必要がある場合は、下の図のように接続図を変更してください。
制限事項:
静的コンデンサ法の制限を以下に示します。
- 三相誘導電動機の出力電力は全負荷電力の2/3削減されます。
- このメソッドは一時的な目的で使用できます。 それは連続運転の適用のために適していません。
- この方法では、負荷効果は二段階に連続しています。 これにより、モータの寿命が短縮されます。
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VFDを使用
VFDは可変周波数駆動を意味します。 モーター（動くことの調節可能な速度）を制御するのに使用されているのは装置です。 VFDは要求（負荷）に従ってモーターの入力電流を調節する。 この装置はモーターがさまざまな負荷状態に効率的に作動するようにする。
この方法は、単相電源で三相誘導電動機を動作させるのに最適です。 この場合、利用可能な単相電源がVFDへの入力として与えられます。 VFDは、整流によって単相電源をDCに変換します。 ここでも、DC電源を三相AC電源に変換します。 そして三相出力の頻度はVFDによって調節されます。
したがって、VFDには利用可能な電力（単相）が与えられ、VFDの出力（三相電力）が三相モータの入力として使用されます。 それはまたモーターの開始の間に突進の流れを除去する。 それはまた停止からの全速力の状態にモーターの滑らかな開始を提供する。 異なった適用およびモーターのために利用できるVFDの異なったタイプそして評価がある。 ただあなたの適用のための適切なVFDを選ぶ必要があります。
VFDのコストは静的コンデンサ以上のものです。 しかしそれはモーターのよりよい性能を与えます。 VFDの費用は回転式段階のコンバーターよりより少しです。 従って、適用のほとんどで、VFDは回転式段階のコンバーターの代りに使用される。
VFDの利点：
単相電源で三相誘導電動機を実行するためにVFDを使用する利点。
- VFDのパラメータを調整することにより、モータのソフトスタートを達成することができます。
- より高い効率の最高の性能で作動することは容易である。
- 過電圧、過負荷、過熱などからモータを保護するために使用される自己診断機能を備えています。
- モーターの自動制御を実現するようにプログラムされています。
ロータリー位相変換器を使用
ロータリー位相変換器（RPC）を使用して単相電源で三相誘導電動機を駆動する方法もあります。 このプロセスは非常に高価です。 これは、他のすべての方法と比較して最高のパフォーマンスを提供します。 回転式段階のコンバーターが出力で完全な三相信号を発生させるので。 それからまた、それは回転式コンバーターの費用が非常に高いので広く使用されません。
回転位相変換器の接続図を下の図に示します。
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