От романа-к гурману. Хозяйственные постройки...("Сделай сам" №4∙2003) - [51]

При полном выходе из строя блока отключения и защиты можно исключить его из схемы электрочайника, превратив его из автоматического в просто электрический. В этом случае выводы ТЭНа напрямую подключают к контактам электрочайника, служащим для соединения с контактной группой, смонтированной в основании. Рекомендуется в этом случае во избежании обгорания контактов включать установленный на основании электрочайник в сеть подключением электровилки в розетку.

Ну а если нет ни возможности, ни желания проводить описанные операции по восстановлению работоспособности электрочайника? Тогда сделайте из имеющегося в конструкции электрочайника светового индикатора оригинальный и очень удобный в обращении сетевой индикатор напряжения (элекгропробник). Для этого используемую в электрочайнике миниатюрную неоновую лампочку вместе с присоединенным с ней ограничительным резистором поместите в прозрачный корпус от шариковой авторучки. Второй вывод резистора присоедините к плоскому контакту. Контакт установите (вплавьте) в верхнюю часть корпуса авторучки. В нижней части корпуса авторучки укрепите отрезок толстого неизолированного медного провода, подпаяв к его верхней части второй вывод неоновой лампочки.

А в пластмассовый корпус неисправного электрочайника насыпьте плодородной земли и посадите в него комнатный цветок. Не пропадать же добру! А цветочный «горшок» при этом получается весьма оригинального вида. К тому же имеющуюся на корпусе бывшего электрочайника рукоятку, очень удобно использовать в случаях перестановки «горшка» с цветком на другое место. Не забудьте только о необходимости наличия дренажного отверстия на дне «горшка».

Универсальный преобразователь однофазного тока в трехфазный

С.М.Гуров

В настоящее время многих любителей конструирования, владельцев личных подсобных хозяйств интересуют вопросы применения трехфазных асинхронных двигателей в однофазной сети. Асинхронные двигатели конструктивно очень просты и неприхотливы в эксплуатации, что и обеспечивает их наибольшее распространение среди потребителей. Вместе с тем эксплуатация трехфазных двигателей в однофазной сети связана с рядом трудностей. Как известно из курса электротехники, трехфазный переменный электрический ток порождает вращающееся магнитное поле, которое создает вращающий момент на валу электродвигателя. Однофазный ток создает пульсирующее поле, не способное привести ротор двигателя во вращение, — такой ток необходимо преобразовать в многофазный и только потом подавать на электродвигатель. На сегодня известно большое количество способов преобразования однофазного тока в многофазный, но все они, как правило, имеют ряд недостатков:

— трудно получил, «чистый» трехфазный ток (добиться разности фаз 120° между фазами). В большинстве случаев получают двухфазный ток с разностью фаз Δ = 90°. Эксплуатация на таком токе ведет к значительной потере мощности электродвигателя. Теоретически, такие потери составляют 30–40 %, в реальности — значительно больше (50–60 %). Например, от трехфазного электродвигателя мощностью 2 кВт в однофазной сети может остаться 800 Вт;

— преобразователи однофазного тока не обладают универсальностью. Они создаются под конкретный электродвигатель, имеют ограничения по мощности и т. д. Вместе с тем, существуют определенные типы трехфазных электродвигателей, которые не запускаются в однофазной сети всеми известными методами (см. Адаменко А. и др. Однофазные конденсаторные электродвигатели. Сб. «В помощь радиолюбителю», 1975, № 49, с. 69–77);

— наличие реактивных элементов (как правило, конденсаторов) для пуска и работы электродвигателя создает целый ряд эксплуатационных неудобств, делает конструкцию громоздкой и не всегда безопасной в быту и т. д.

Предлагаемый универсальный преобразователь однофазного тока в трехфазный, построенный на базе обычного трехфазного электромотора, полностью лишен этих недостатков:

— способен вырабатывать «полноценный» трехфазный ток, в т. ч. напряжением 380 В;

— нет потерь в мощности двигателя;

— пригоден для любого типа электродвигателей и любой мощности (мощность ограничена возможностями электросети в пределах 7 кВт);

— конструктивно очень прост. Человек, владеющий навыками электротехники в объеме средней школы, сделает его в течение 1–2 часов. Для его построения требуется трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором мощностью 3–4 кВт, один конденсатор емкостью 40–60 мкФ и набор монтажного провода. Трехфазный двигатель никакой переделки не требует;

— собственное потребление энергии минимально. Преобразователь автора этой статьи мощностью 4 кВт потребляет на холостом ходу примерно 200 Вт.

Рассмотрим основные принципы, положенные в основу работы преобразователя. Для этого вспомним устройство и работу синхронного генератора трехфазного тока. Он состоит из ротора и статора. Три статорных обмотки сдвинуты в пространстве на угол 120°. С помощью внешнего источника энергии ротор генератора приводится во вращение, и его изменяющимся магнитный поток наводит в обмотках статора ЭДС индукции. Если обмотки статора соединить с потребителем, в цепи появится трехфазный электрический ток. Для получения однофазного тока используют выводы от одной статорной обмотки трехфазного генератора. Такой ток чаще всего используют для бытовых нужд и личного потребления. Попробуем теперь, имея одну фазу, восстановить оставшиеся две. Возьмем обычный трехфазный асинхронный электродвигатель с короткозамкнутым ротором. У него также имеются ротор и три статорные обмотки, сдвинутые в пространстве на угол 120°. Подадим на одну из обмоток однофазный ток. По указанным выше причинам, ротор такого двигателя не сможет сам начать вращение. Но если посторонней силой сообщить ему первоначальный вращающийся момент, то он будет вращаться дальше за счет переменного однофазного напряжения в одной обмотке. (Строгое научное объяснение этого факта я опускаю, т. к. оно широко известно из курса электротехники.) Вращающийся ротор своим магнитным потоком наведет ЭДС индукции в двух других статорных обмотках, т. е. восстановит недостающие две фазы. Таким образом, мы получим что-то вроде вращающегося трехфазного трансформатора. Одна из обмоток двигателя, на которую подается переменный однофазный ток из сети, становится возбуждающей обмоткой, формирующей магнитное поле вращающегося ротора, а он, в свою очередь, возбуждает переменное напряжение в оставшихся обмотках. Полученное напряжение будет трехфазным, т. к. это обусловлено самой конструкцией электродвигателя. Напряжение на двух оставшихся обмотках будет несколько меньше напряжения на возбуждающей обмотке (из-за потерь при преобразовании). Эта разница составляет, примерно 10–15 В и определяется конструктивными особенностями электродвигателя. Блок-схема универсального преобразователя показана на рис. 1.