单相到三相转换

我已经看到一些盒子（内部有一些电容器电路）可以将单相电源转换为三相电源。它们的问题在于它们会导致负载电动机发热，因为支脚之间的相位差是90度而不是120度。

是否有可能设计一种仅使用原始单相就产生具有精确120度相位差的第三相的电路？

是否可以平等地使用可用的相脚来产生第三相，从而避免单相负载？

这个电路看起来如何？

注意：所讨论的电动机是3.7 kW-5.6 kW感应电动机。

我理解这个问题意味着您要在单相线上运行三相电动机。如果您试图直接通过交流线路运行电动机，那么所涉及的相角将使电动机难以启动，这是三相首先存在的部分原因。出于这个原因，单相电动机通常具有电动机启动盖。听起来就像您在描述什么。

您问题的简单答案是，要从单相交流中获取三相交流电，您需要将单相交流线整流为直流电，然后再通过逆变器将直流电运回以获得受控的三相交流电。还有其他电子方法，但是在我的（有限的）经验中，它们并不常见。还有机械方法，如果您有零件，这可能会更方便。

我建议使用驱动器来操作三相电动机。典型的变频三相驱动器正是我上面所述的：整流器，然后是逆变器。对于给定的功率等级，我无法说清楚市场上的情况，但是大型三相变频器通常具有用于三相交流线路输入，直流母线和三相电动机输出的端子。如果您有这些终端，则有两个选择。

一种是通过驱动器的三相输入运行单相交流电。如果电压正确，则驱动器应能正常运行。需要注意的是，您必须降低驱动器的额度。输入二极管的规格是假设驱动器的恒定功率负载将分布在整流器的三个支路之间。如果将相同的负载分配到仅两条腿上，则这些二极管会变热。内部总线电容器也会变热，因为在没有第三相的情况下，它们会看到更多的纹波电流。请与驱动器制造商联系以获取降额信息。

如果驱动器具有DC总线端子，则另一种选择是跳过其内部整流器，而使用外部整流器。整流单相交流电，然后将该直流电用作驱动器的输入。这样可以避免驱动器降额。我公司生产的东西正是为此目的，虽然它的功率范围可能大于具有成本效益的应用程序。您必须对两种选择进行定价才能确定。阅读此以获得更多详细信息。

这实际上是非常普遍和合法的愿望，例如在家庭车间中运行配备了三相电动机的准工业机床。

通常可以使用三种方法：

• 使用电容器来完成相移，以产生至少足够的第三相感，以告诉电动机您希望其启动的方向。这与单相电动机通常如何由一个移位电容器启动，然后由一个离心离合器将其断开密切相关。运行时某些电容器可能会残留在电路中。尽管成本低廉且简单，但这是最不利的解决方案，并且相位的不均匀使用不会使您以设计的效率运行。有时您会在机械目录中看到这些解决方案，称为“静态相位转换器”。

• 使用“旋转转换器”，它是一种旋转惯量自耦变压器。基本上，您将获得另一台具有相同或更大尺寸的三相电动机，并用启动盖将其旋转（或者甚至，尽管不建议这样做，但还是建议使用拉绳）。您将两个电动机并联，惰轮根据其旋转惯量为负载电动机生成第三相（任何三相电动机都可以很容易地作为电动机或发电机运行，这取决于电动机是在电动机的正向还是反向旋转。电气相位旋转）。有些人会进一步用电容器对其进行微调。尽管这是一个复杂的设置，但它往往能很好地工作，并且通过选择合适的惰轮具有三相电源的优势，例如在车床螺纹加工过程中快速反转。

• 使用现代功率半导体将可用电源整流为DC，然后PWM合成3个完美相位的正弦波。这些通常被称为可变（或有时是矢量）频率驱动器，并具有附加的优势，可以使施加的电压和频率发生变化，即同步旋转的速度，从而允许用户填补手动皮带/皮带之间的空隙。齿轮选项或可能完全消除对变速器的需求。这项技术的价格接近旋转转换器的价格，特别是当您考虑旋转转换器惰轮电机的铜成本时。

电动机的电流随负载，电压等变化，因此它不是很稳定，可以依靠。为此，从两相（假设180度）开始，仅靠无源元件就不可能进行稳定的三相转换，因为您将需要电抗器件来进行相移，并且它们的电抗（阻抗）都取决于电流，因此二者的幅度和相位将发生变化。我怀疑您的箱式电路仅需要重新计算才能获得适当的功率消耗，但是它们只能提供特定功率的电动机。尽管如此，即使您只有90度的相移，电动机也应该仍在运行，但效率和稳定性较低，如果负载接近最大负载，则可能会发热。

但是，如果您有一个正交的两相（我对此表示怀疑），那么只需一个变压器和适当的绕组（Scott-T变压器）就很简单。最好的选择是电动机控制器，但这可能会很昂贵。