Указатель последовательности чередования фаз.

Указатель последовательности чередования фаз.

Условное чередование трёх фаз в электрической сети иногда следует знать, чтобы совпадали направления вращения рабочей машины и трёхфазного асинхронного электродвигателя (АД), который заведомо испытан на запуск. Такая проверка на совпадение позволяет исключить аварийные опасные режимы, ошибки и ущербы, если в рабочей машине не допускается неправильное (обратное) вращение, а кроме того, экономятся средства и время при наладке такого электропривода. Возможны 6 вариантов подключения обмоток статора АД к трёхфазной сети, но в любом случае направление вращения магнитного поля статора, и соответственно - ротора, будет или по часовой стрелке, или против часовой - всё зависит от условного чередования фаз: прямого (А→В→С) или обратного (А→С→В) (рис. 1).

Простейший указатель чередования фаз может быть собран путём соединения в схему «звезда без нуля» трёх элементов: конденсатора С и двух одинаковых активных сопротивлений R₁=R₂, например, 2 лампы накаливания (ЛН) (рис. 2). Причём их сопротивления должны быть равны, то есть X_c=R₁=R₂. [1]

Рис. 1. Векторная диаграмма Рис. 2. Простейший указатель

фазных напряжений сети. чередования фаз для сети.

При включении в 3-х фазную сеть этой несимметричной нагрузки происходит смещение нейтрали и перераспределение фазных напряжений (U_фаз). Если фазу, к которой подключён конденсатор, условно считать за фазу А, то при прямом чередовании (А→В→С) большее напряжение (ярко горящая лампа) будет на отстающей фазе (фаза В), а меньшее напряжение (тускло горящая лампа) - на опережающей фазе (фаза С). В соответствии с этим для удобства дальнейшей эксплуатации АД и маркируем провода сети, шины силовых шкафов, клеммы предохранителей и выключателей мазком цветной краски или намоткой цветной изоленты: фаза А - жёлтый, фаза В-зелёный, фаза С-красный цвет.

При напряжении сети 380/220 В лампы накаливания должны быть соединены в каждой фазе (В и С) последовательно из-за большого напряжения (> 250 В) в отстающей фазе, то есть их должно быть 4 штуки (рис. 3). Чтобы уменьшить габариты, вес, стоимость данного устройства и повысить безопасность эксплуатации, исключив стекло ЛН, можно заменить ЛН в фазе В на соответствующий резистор R₁, а ЛН в фазе С на вольтметр электромагнитной системы с пределом измерения 450 В. Коэффициент активной мощности таких приборов cos =1, поэтому вольтметр обладает почти чисто активным сопротивлением, которое является определяющим в подборе ёмкости конденсатора С и резистора R₁ (рис. 4).

Рис. 3. Схема указателя чередования Рис. 4. Схема указателя чередования

фаз для сети 380/220 В. фаз с вольтметром (2 опыта).

В лабораторных стендах, где часто применяется напряжение 220/127 В, для указателя чередования фаз подходит такой набор приборов:

1) вольтметр типа Э8021,Uном = 250 В, Rвходное = 16,8 кОм;

2) резистор типа МЛТ, R=15-18кОм, Pном > 5 Вт;

3) конденсатор типа К73-17, С = 0,2 мкФ, Uном = 300 В.

Чередование фаз находится двумя опытами, когда меняются местами два провода подключения от вольтметра (красный) и резистора R₁ (зелёный) по отношению к неизменному положению провода (жёлтого) от конденсатора С на фазе А. Опережающая фаза С определяется по минимальному показанию вольтметра, а отстающая фаза В – по максимальному. Опытные измерения в лаборатории «Электрические машины» показали, что при Uсети = 250/145 В, фазные напряжения распределились следующим образом: Uконденсатора=190 В, Uвольтметра=60 (220) В, Uрезистора=220 (60) В, что и подтверждает векторная диаграмма, построенная по этим данным. Схема может работать в продолжительном режиме для постоянного контроля или кратковременно - для простого тестирования.

Для сети 380/220 В параметры выбираемых конденсатора С и резистора R₁ рассчитываются аналогично по отношению к входному сопротивлению вольтметра, который должен быть с пределами измерений 450 В или 600 В.

Если вместо активных сопротивлений R₁ и R₂ подобрать два электромагнитных реле постоянного тока, то возможно выполнить автоматическое управление чередованием фаз в сети у потребителя с помощью реверсивного магнитного пускателя на случай ошибочного перепутывания линейных проводов при ремонте наружных или внутренних проводок (рис. 5).

Рис. 5. Визуальный контроль (HL1, HL2) и автоматический выбор (КМ1, КМ2) чередования фаз сети.

Литература:

1. Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники. – М.: Высшая школа, 1996. – с. 171.