Conversion monophasée à triphasée

J'ai vu des boîtiers (avec des circuits de condensateurs à l'intérieur) qui font la conversion d'alimentation monophasée en alimentation triphasée. Le problème avec eux est qu'ils font chauffer le moteur de charge, car la différence de phase entre les jambes est de 90 degrés au lieu de 120 degrés.

Est-il possible de concevoir un circuit qui produit la troisième phase avec une différence de phase exacte de 120 degrés en utilisant uniquement la phase unique d'origine?

Est-il possible d'utiliser également les jambes de phase disponibles pour produire la troisième phase, de manière à éviter le chargement sur une seule phase?

À quoi ressemblerait ce circuit?

Remarque: Les moteurs en question sont des moteurs à induction de 3,7 kW à 5,6 kW.

Je comprends que cette question signifie que vous essayez de faire fonctionner un moteur triphasé sur une ligne monophasée. Si vous essayez de faire fonctionner le moteur directement sur la ligne CA, les angles de phase impliqués rendront difficile le démarrage du moteur, ce qui fait partie de la raison pour laquelle le triphasé existe en premier lieu. Les moteurs monophasés ont généralement des bouchons de démarrage du moteur pour cette raison. Cela ressemble à ce que vous décrivez.

La réponse simple à votre question est que pour obtenir un courant alternatif triphasé à partir d'un courant alternatif monophasé, vous devez rectifier la ligne de courant alternatif monophasé en courant continu, puis relancer le courant continu via un onduleur pour obtenir un courant alternatif triphasé contrôlé. Il existe d' autres approches électroniques , mais elles sont moins courantes dans mon expérience (limitée). Il existe également des approches mécaniques , qui peuvent être plus pratiques si vous avez les pièces.

Je suggère d'utiliser un variateur pour faire fonctionner votre moteur triphasé. Les variateurs triphasés à fréquence variable typiques sont exactement ce que j'ai décrit ci-dessus: un redresseur, suivi d'un onduleur. Je ne peux pas parler de ce qui est sur le marché dans une classe de puissance donnée, mais les variateurs triphasés plus grands ont généralement des bornes pour l'entrée de ligne CA triphasée, le bus CC et la sortie du moteur triphasé. Si vous avez ces terminaux, vous avez deux options.

L'une consiste à faire fonctionner le courant alternatif monophasé via l'entrée triphasée du variateur. Si les tensions sont correctes, le variateur doit fonctionner correctement. La mise en garde est que vous devrez quelque peu déclasser le lecteur. Les diodes d'entrée sont spécifiées en supposant que la charge à puissance constante du variateur sera répartie entre les trois branches du redresseur. Si vous distribuez cette même charge sur seulement deux jambes, ces diodes deviendront plus chaudes. Les condensateurs de bus internes deviendront également plus chauds, car ils verront plus de courant d'ondulation sans la troisième phase. Vérifiez auprès du fabricant du variateur les informations de déclassement.

Si votre variateur possède des bornes de bus CC, votre autre option consiste à ignorer son redresseur interne et à en utiliser un externe. Rectifiez le CA monophasé, puis utilisez ce CC comme entrée pour le variateur. Cela vous permettra d'éviter de déclasser le lecteur. Mon entreprise fabrique quelque chose exactement à cette fin, bien que sa plage de puissance puisse être plus grande que ce qui est rentable pour votre application. Il faudrait évaluer les deux options pour le savoir avec certitude. Lisez ceci pour plus de détails.

Il s'agit en fait d'une volonté très courante et légitime, par exemple de faire fonctionner des machines-outils quasi-industrielles équipées de moteurs triphasés dans un atelier à domicile.

Trois approches sont généralement disponibles:

• utilisez des condensateurs pour effectuer un déphasage afin de produire au moins suffisamment de sens d'une troisième phase pour indiquer au moteur dans quelle direction vous souhaitez qu'il démarre. Cela est étroitement lié à la façon dont les moteurs monophasés sont souvent démarrés avec un condensateur de décalage qui est ensuite coupé par un embrayage centrifuge. Certains condensateurs peuvent rester dans le circuit pendant le fonctionnement. Bien que peu coûteuse et simple, il s'agit de la solution la moins avantageuse, et l'utilisation inégale des phases ne vous permettra pas de fonctionner à l'efficacité prévue. Vous pouvez parfois voir ces solutions répertoriées dans les catalogues de machines comme des "convertisseurs de phase statiques"

• utiliser un "convertisseur rotatif" qui est une sorte d'autotransformateur à inertie rotationnelle. Fondamentalement, vous obtenez un autre moteur triphasé de taille comparable ou plus grande, et faites-le tourner avec un capuchon de démarrage (ou même, bien que ce ne soit pas recommandé étant donné ce qui peut mal tourner, une corde de traction). Vous connectez les deux moteurs en parallèle, le pignon intermédiaire générant une troisième phase pour le moteur de charge à partir de son inertie en rotation (toute machine triphasée fonctionnera facilement comme un moteur ou un générateur, en fonction uniquement si elle tourne mécaniquement en avant ou en arrière du rotation de phase électrique). Certains les affineront davantage avec des condensateurs. Bien qu'il s'agisse d'une configuration compliquée, elle a tendance à fonctionner assez bien, et avec un tendeur bien dimensionné, elle offre des avantages de la puissance triphasée, comme une inversion rapide pendant les opérations d'enfilage du tour.

• utilisez des semi-conducteurs de puissance modernes pour rectifier la source d'alimentation disponible en courant continu, puis PWM synthétise 3 ondes sinusoïdales parfaitement synchronisées. Ceux-ci sont généralement appelés variateurs de fréquence (ou parfois vectoriels), et présentent l'avantage supplémentaire de permettre la variation de la tension et de la fréquence appliquées, c'est-à-dire la vitesse de rotation synchrone, permettant à l'utilisateur de combler les écarts entre la courroie manuelle / options d'engrenage ou potentiellement éliminer la nécessité d'une transmission tout à fait. Les prix de cette technologie se rapprochent de ceux des convertisseurs rotatifs, surtout si l'on considère le coût du cuivre dans un moteur de renvoi de convertisseur rotatif.

Le courant du moteur varie avec la charge, la tension, etc., ce n'est donc pas quelque chose de stable et sur lequel on peut compter. Pour cette question, à partir d'un biphasé (en supposant 180 degrés), il est impossible de faire une conversion stable en 3 phases avec uniquement des éléments passifs car vous auriez besoin d'appareils réactifs pour faire le déphasage et toutes leurs réactances (impédances) dépendent du courant, donc les amplitudes et les phases peuvent varier. Je soupçonne que vos box-circuits ont juste besoin d'être recalculés pour la bonne consommation d'énergie, mais ils ne pourront fournir qu'un moteur d'une puissance spécifique. Pourtant, même si vous ne disposez que d'un déphasage de 90 degrés, le moteur doit toujours fonctionner, mais avec une efficacité et une stabilité inférieures, éventuellement en chauffant si les charges sont proches de leur maximum.

Si, cependant, vous avez un quadrature biphasé (ce dont je doute), c'est simple avec juste un transformateur et des enroulements appropriés (transformateur Scott-T). La meilleure option, cependant, serait un contrôleur de moteur, mais cela peut être coûteux.