Перемещаясь по сайтам и форумам довольно часто встречаю одну и ту же проблему: есть трех фазные асинхронные двигатели, но нет трех фазной питающей сети. Народ ухищряется как может, двигатели подключают к одно фазной сети с помощью фазосдвигающего конденсатора, как результат потеря мощности в лучшем случае около 60% + затрудненный старт двигателя даже под небольшими нагрузками. Есть конечно множество разных способов включения трех фазных двигателей в одну фазу, но всем им свойственен один и тот же недостаток потеря мощности.

Наилучшим способом выхода из положения видится применение преобразователя 1 фазы в 3. Относительно не сложная схема создает полноценное питание для трех фазных асинхронных двигателей и позволяет использовать их на полную мощность при питании от обычной городской одно фазной сети 220В/50Гц.
В этой статье будет рассмотрен задающий генератор для такого преобразователя.

Существует великое множество различных вариаций схем на эту тему. И в основном трех фазные ЗГ строятся на микроконтроллерах, конечно это оправдано тем, что схема упрощается фактически до одного корпуса и нескольких ключей. На лицо и выигрыш в цене и в габаритах.

Но, у схем построенных на МК есть один существенный недостаток, это плохая повторяемость, так как большинство радиолюбителей и самоделкиных как правило не владеет наукой о написании программ и дальнейшей прошивки микропроцессоров, в большинстве случаев посмотрев на описание такой схемы и почесав голову отказываются от повторения.

При разработке схемы, которая здесь представлена, ставилась задача максимальной простоты, надежности и повторяемости, а так же доступности компонентов.

Схема создает на своих 6-ти выходах полноценный трехфазный сигнал с выдержанными фиксированными паузами (мертвое время) между импульсами, (это необходимо для предотвращения сквозных токов через транзисторы силовых ключей), для управления трех транзисторных полумостов, в диагонали которых будет подключаться трехфазный двигатель. Но о выходной части преобразователя в следующей статье, а сейчас мы рассмотрим работу задающего генератора.

На элементах U1a…U1d микросхемы 4011BD построен генератор импульсов, задающий частоту генератора.
Импульсы с тактового генератора подаются на счетные входы мультиплексоров
4017BD .

Мультиплексоры включены таким образом, что их выходы создают сдвиговый регистр из 20 выходов, то есть последовательность перебегающего по 20 выходам импульса, по порядку очередности. Это своеобразный «пластилин» из которого можно формировать импульсы необходимой последовательности для 3 фазного ПН.

Основные требования к сигналу такие:
1. Необходимо получить три импульса сдвинутые относительно друг друга по времени на 120 градусов, на трех независимых выходах ЗГ.
2. Так же необходимо получить еще три импульса, но уже в противофазе к первому пункту.
3. Ну и было бы весьма замечательно получить небольшие паузы между импульсами так называемый death time (мертвое время).
Это необходимо для того, что бы исключить сквозные токи на транзисторных ключах которые могут вывести их из строя, так как в силовой части преобразователя применяются три полумоста, в диагонали которых будет включен электродвигатель. Но об этом позже, я упомянул эту часть только для того, что бы было ясно для чего необходим death time.
Именно такой сигнал и «слеплен» на приложенной схеме.

Чтобы в живую посмотреть как это все работает, надо установить программу MULTISIM 10. Можно его запустить и посмотреть как все работает и осциллограммы выходов.

Продолжение следует!
Во второй части статьи мы рассмотрим непосредственно саму силовую часть 3 фазного преобразователя.

Плату в формате .lay и файл проекта для Multisim 10 вы можете скачать ниже

Список радиоэлементов

Обозначение	Тип	Номинал	Количество	Примечание	Магазин	Мой блокнот
U1, U4, U5	Вентиль	CD4011B	3
U2, U3	Специальная логика	CD4017B	2
D1-D30	Выпрямительный диод	1N4001	30
С1	Конденсатор	3000 пФ	1
С2-С4	Конденсатор	0.022 мкФ	3
R1	Резистор	100 кОм	1
R2-R4	Резистор	1 кОм	3