単相電源で三相誘導電動機を動かす方法は？

単相電源で3Φ誘導モーターを実行–3つの方法

AC電源のタイプに応じて、誘導モーターは2つのタイプに分類されます。三相誘導電動機と単相誘導電動機。ほとんどの産業および農業用途では、単相誘導モーターと比較して、三相誘導モーターが広く使用されています。

電力不足のため、農業用途では三相電力を継続的に利用できません。この場合、1つのフェーズがギャング操作スイッチ（GOS）から切断されます。したがって、ほとんどの場合、3つのフェーズのうち2つが使用可能です。ただし、特別な配置では、単相電源で三相モーターを動作させることはできません。

ご存知のように、三相誘導モーターはセルフスタートモーターです。三相誘導電動機の固定子巻線が回転磁界を生成すると。これにより、120°の位相シフトが発生します。しかし、単相誘導電動機の場合、脈動磁界が誘導されます。したがって、単相誘導電動機は自動始動電動機ではありません。開始するために追加の補助が必要です。

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ここでも同じですが、単相電源で三相誘導モーターを動作させるには、追加の調整が必要です。 3つの方法があります;

• 静的コンデンサの使用（位相シフト方式）
• VFD（可変周波数ドライブ）の使用
• ロータリーコンバーターの使用

この記事では、各方法について簡単に説明します。

静的コンデンサの使用

三相誘導モーターの固定子に三相AC電力を供給すると、120°離れたバランスのと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、脈動磁界が誘導されます。また、この場合、初期トルク（始動トルク）は発生しません。単相誘導モーターでは、追加の巻線を使用して位相シフトを作成します。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作成するために使用されます。

この原理と同様に、三相誘導モーターの三相巻線を使用し、コンデンサーまたはインダクターを使用して1つの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継続的に動作します。モーターの正味出力または効率が2/3 ^rd 減少します その定格容量の。

この方法は、静的位相変換方法とも呼ばれます。 または位相シフト法 または巻き戻し方法 。

一部の配置では、2つのコンデンサが使用されます。 1つは起動用、もう1つは実行用です。始動コンデンサは、実行中のコンデンサと比較して4〜5倍の容量です。この配置の回路図を下の図に示します。

始動コンデンサは始動目的でのみ使用されます。始動後、回路から切断されます。実行中のコンデンサは常に回路内にとどまります。ここでは、図に示すように、モーター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2つのフェーズの間に接続されています。

単相電源には2つの端子があります。一方の端子は巻線の直列組み合わせに接続され、もう一方の端子は三相巻線の残りの端子に接続されます。コンデンサが1つだけ使用されることもあります。このタイプの配置を次の図に示します。

ほとんどの場合、小さな誘導モーター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モーターを取り上げました。単巻変圧器は、電圧レベルを上げるために使用されます。三相電源の電圧レベルは400〜440 Vであり、単相電源の電圧レベルは50 Hzの電源で200〜230Vであるためです。

単巻変圧器を使用せずにこの回路を使用できます。その場合、電圧レベルは単相電力（200〜230 V）のままです。この状態でもモーターは回転します。しかし、電圧が低いため、モーターによって生成されるトルクは低くなります。この問題は、追加の始動コンデンサを接続することで解決できます（図-1）。このコンデンサは、始動コンデンサまたはフェーズロックコンデンサとして知られています。

モーターの方向を逆にする必要がある場合は、下の図に示すように接続図を変更してください。

制限：

静的コンデンサ方式の制限を以下に示します。

• 三相誘導電動機の出力電力は2/3 ^rd 減少します 全負荷電力の。
• このメソッドは一時的な目的で使用できます。継続的に実行されるアプリケーションには適していません。
• この方法では、荷重効果は2つのフェーズで連続的に発生します。これにより、モーターの寿命が短くなります。

VFDの使用

VFDは可変周波数ドライブを意味します 。モーターを制御するために使用されるデバイスです（実行時に調整可能な速度）。 VFDは、需要（負荷）に応じてモーターの入力電流を調整します。このデバイスにより、モーターはさまざまな負荷条件で効率的に動作できます。

この方法は、単相電源で三相誘導モーター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への入力として提供されます。 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。また、三相出力の周波数はVFDによって調整されます。

したがって、利用可能な電力（単相）がVFDに与えられ、VFDの出力（三相電力）が三相モーターの入力として使用されます。また、モーター始動時の突入電流を排除します。また、停止状態から全速力状態までモーターをスムーズに始動できます。さまざまなアプリケーションとモーターで利用可能なVFDのさまざまなタイプと定格があります。アプリケーションに適したVFDを選択するだけです。

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良い性能を与えます。 VFDのコストは回転位相変換器よりも安いです。そのため、ほとんどのアプリケーションでは、回転位相変換器の代わりにVFDが使用されます。

VFDの利点：

単相電源で三相誘導モーターを実行するためにVFDを使用する利点。

• VFDのパラメータを調整することで、モーターのソフトスタートを実現できます。
• 最高のパフォーマンスで簡単に操作でき、効率が向上します。
• モーターを過電圧、過負荷、過熱などから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の使用

使用される別の方法は、回転位相変換器（RPC）を使用して単相電源で三相誘導モーターを実行することです。このプロセスは非常に費用がかかります。他のすべての方法と比較して最高のパフォーマンスが得られます。回転位相変換器は出力で完全な三相信号を生成するためです。また、回転変流機のコストが非常に高いため、広く使用されていません。

回転位相変換器の接続図を次の図に示します。