تعد المحركات غير المتزامنة ثلاثية الطور هي الأكثر شعبية في العالم، نظرًا لأنها موثوقة للغاية وتتطلب الحد الأدنى صيانة، فهي سهلة الصنع ولا تتطلب أي أجهزة معقدة ومكلفة عند الاتصال، إلا إذا كان تعديل سرعة الدوران مطلوبًا. يتم تشغيل معظم الآلات في العالم بواسطة محركات غير متزامنة ثلاثية الطور، كما أنها تقوم بتشغيل المضخات والمحركات الكهربائية بمختلف الآليات المفيدة والضرورية.
ولكن ماذا عن أولئك الذين ليس لديهم مصدر طاقة ثلاثي الطور في منازلهم الشخصية، وهذا هو الحال بالضبط في معظم الحالات. ماذا لو كنت تريد تركيب منشار دائري ثابت أو وصلة كهربائية أو مخرطة في ورشة العمل المنزلية الخاصة بك؟ أود إرضاء قراء بوابتنا بأن هناك طريقة للخروج من هذا الوضع الصعب، وهي طريقة سهلة التنفيذ. نعتزم في هذه المقالة إخبارك بكيفية توصيل محرك ثلاثي الطور بشبكة 220 فولت.
مبادئ تشغيل المحركات غير المتزامنة ثلاثية الطور
دعونا نفكر بإيجاز في مبدأ تشغيل المحرك غير المتزامن في شبكاته "الأصلية" ثلاثية الطور 380 فولت، وهذا سيساعد بشكل كبير في تكييف المحرك لاحقًا للتشغيل في ظروف أخرى "غير أصلية" - مرحلة واحدة 220 فولت. الشبكات.
جهاز محرك غير متزامن
معظم المحركات ثلاثية الطور المنتجة في العالم هي محركات تحريضية ذات قفص سنجابي (SCMC)، والتي ليس لديها أي اتصال كهربائي بين الجزء الثابت والدوار. هذه هي ميزتها الرئيسية، حيث أن الفرش والمبدلات هي أضعف نقطة في أي محرك كهربائي، فهي عرضة للتآكل الشديد وتتطلب الصيانة والاستبدال الدوري.
لنفكر في جهاز ADKZ. يظهر المحرك في المقطع العرضي في الشكل.
يحتوي الغلاف المصبوب (7) على آلية المحرك الكهربائي بالكامل، والتي تتضمن جزأين رئيسيين - الجزء الثابت والدوار المتحرك. يحتوي الجزء الثابت على نواة (3)، مصنوعة من صفائح من الفولاذ الكهربائي الخاص (سبيكة من الحديد والسيليكون)، والتي تتمتع بخصائص مغناطيسية جيدة. يتكون القلب من صفائح نظرًا لحقيقة أنه في ظل ظروف المجال المغناطيسي المتناوب ، يمكن أن تنشأ تيارات فوكو الدوامة في الموصلات ، وهو ما لا نحتاجه على الإطلاق في الجزء الثابت. بالإضافة إلى ذلك، يتم طلاء كل ورقة أساسية على كلا الجانبين بورنيش خاص لمنع تدفق التيارات تمامًا. نحتاج فقط من القلب إلى خواصه المغناطيسية، وليس إلى خواص موصل التيار الكهربائي.
يتم وضع ملف (2) مصنوع من الأسلاك النحاسية المطلية بالمينا في أخاديد القلب. على وجه الدقة، هناك على الأقل ثلاث ملفات في محرك غير متزامن ثلاثي الطور - واحد لكل مرحلة. علاوة على ذلك، يتم وضع هذه اللفات في أخاديد القلب بترتيب معين - يتم وضع كل منها بحيث تكون على مسافة زاوية قدرها 120 درجة إلى الأخرى. يتم إخراج نهايات اللفات إلى صندوق الأطراف (في الشكل يوجد في الجزء السفلي من المحرك).
يتم وضع الجزء المتحرك داخل قلب الجزء الثابت ويدور بحرية على العمود (1). لزيادة الكفاءة، يحاولون تقليل الفجوة بين الجزء الثابت والدوار - من نصف ملليمتر إلى 3 ملم. قلب الجزء الدوار (5) مصنوع أيضًا من الفولاذ الكهربائي وبه أيضًا أخاديد، ولكنها ليست مخصصة لتعبئة الأسلاك، بل للموصلات ذات الدائرة القصيرة، والتي توجد في الفضاء بحيث تشبه العجلة السنجابية (4)، الذي حصلوا على اسمهم.
تتكون عجلة السنجاب من موصلات طولية متصلة ميكانيكيًا وكهربائيًا بالحلقات الطرفية، وعادةً ما يتم تصنيع عجلة السنجاب عن طريق صب الألومنيوم المنصهر في أخاديد القلب، وفي نفس الوقت، يتم تصنيع كل من الحلقات ودفاعات المروحة (6). ) مصبوبة على شكل متراصة. في ADKZ عالية الطاقة، يتم استخدام قضبان النحاس الملحومة بحلقات نحاسية نهائية كموصلات للخلايا.
ما هو التيار ثلاثي الطور
من أجل فهم القوى التي تجعل الدوار ADKZ يدور، نحتاج إلى التفكير في نظام إمداد الطاقة ثلاثي الطور، وبعد ذلك سوف يقع كل شيء في مكانه. لقد اعتدنا جميعًا على النظام المعتاد أحادي الطور، عندما يكون للمقبس نقطتان أو ثلاث جهات اتصال فقط، إحداها (L)، والثانية صفر عامل (N)، والثالثة صفر وقائي (PE) . يبلغ جذر متوسط تربيع جهد الطور في نظام أحادي الطور (الجهد بين الطور والصفر) 220 فولت. ويختلف الجهد (وعند توصيل الحمل، والتيار) في الشبكات أحادية الطور وفقًا لقانون جيبي.
من الرسم البياني أعلاه لخاصية السعة الزمنية، من الواضح أن قيمة سعة الجهد ليست 220 فولت، بل 310 فولت. وحتى لا يكون لدى القراء أي "سوء فهم" أو شكوك، يعتبر المؤلفون أنه من واجبهم الإبلاغ أن 220 فولت ليست قيمة السعة، بل جذر متوسط التربيع أو التيار. وهي تساوي U=U max /√2=310/1.414≈220 V. لماذا يتم ذلك؟ لراحة الحسابات فقط. اتخذت كمعيار الجهد المستمربحسب قدرته على إنتاج بعض الأعمال. يمكننا القول أن الجهد الجيبي الذي تبلغ سعته 310 فولت في فترة زمنية معينة سوف ينتج نفس الشغل الذي سيبذله جهد ثابت قدره 220 فولت في نفس الفترة الزمنية.
يجب أن أقول على الفور أن كل شيء تم إنشاؤه تقريبًا الطاقة الكهربائيةفي العالم ثلاث مراحل. كل ما في الأمر هو أن إدارة الطاقة أحادية الطور أسهل في الحياة اليومية؛ حيث يحتاج معظم مستهلكي الكهرباء إلى مرحلة واحدة فقط للتشغيل، كما أن الأسلاك أحادية الطور أرخص بكثير. لذلك، من نظام ثلاثي المراحل، يتم "سحب" مرحلة واحدة و موصل محايدويتم إرسالها إلى المستهلكين - الشقق أو المنازل. وهذا واضح في لوحات المدخل، حيث يمكنك أن ترى كيف ينتقل السلك من مرحلة إلى شقة، ومن أخرى إلى ثانية، ومن ثالثة إلى ثالثة. وهذا واضح أيضًا على الأعمدة التي تنطلق منها الخطوط إلى المنازل الخاصة.
الجهد ثلاثي الطور، على عكس أحادي الطور، لا يحتوي على سلك طور واحد، بل ثلاثة: الطور أ، الطور ب، والمرحلة ج. يمكن أيضًا تعيين المراحل L1، L2، L3. يستثني أسلاك المرحلةوبطبيعة الحال، هناك أيضًا صفر عامل (N) وصفر وقائي (PE) مشترك في جميع المراحل. دعونا نفكر في خاصية السعة الزمنية للجهد ثلاثي الطور.
يتضح من الرسوم البيانية أن الجهد ثلاثي الطور هو مزيج من ثلاث جهد أحادي الطور، بسعة 310 فولت وقيمة جذر متوسط تربيعي لجهد الطور (بين الطور وصفر العمل) 220 فولت، والمراحل هي تحولت بالنسبة لبعضها البعض بمسافة زاوية 2 * π / 3 أو 120 درجة . يسمى فرق الجهد بين الطورين بالجهد الخطي ويساوي 380 فولت، حيث أن المجموع المتجه للجهدين سيكون ش ل =2*ش و *الخطيئة(60°)=2*220*√3/2=220* √3=220*1.73=380.6 فولت، أين ش ل- الجهد الخطي بين مرحلتين، و يو ف- جهد الطور بين الطور والصفر.
من السهل توليد تيار ثلاثي الطور ونقله إلى وجهته ومن ثم تحويله إلى أي نوع مرغوب من الطاقة. بما في ذلك الطاقة الميكانيكية لدوران ADKZ.
كيف يعمل المحرك غير المتزامن ثلاثي الطور؟
إذا قمت بتطبيق جهد ثلاثي الطور بالتناوب على ملفات الجزء الثابت، فسوف تبدأ التيارات بالتدفق من خلالها. وهي، بدورها، سوف تسبب تدفقات مغناطيسية، تختلف أيضًا وفقًا للقانون الجيبي، كما يتم إزاحتها في الطور بمقدار 2*π/3=120°. وبالنظر إلى أن اللفات الجزء الثابت تقع في الفضاء على نفس المسافة الزاوية - 120 درجة، يتم تشكيل مجال مغناطيسي دوار داخل قلب الجزء الثابت.
محرك كهربائي ثلاثي الطور
يعبر هذا المجال المتغير باستمرار "العجلة السنجابية" للدوار ويسبب قوة كهربية فيه ( القوة الدافعة الكهربائية) والذي سيتناسب أيضًا مع معدل تغير التدفق المغناطيسي، والذي يعني في اللغة الرياضية مشتق التدفق المغناطيسي بالنسبة للزمن. بما أن التدفق المغناطيسي يتغير وفقًا للقانون الجيبي، فهذا يعني أن المجال المغناطيسي سيتغير وفقًا لقانون جيب التمام، لأن (خطيئة س)’= كوس س. من المعروف من مقرر الرياضيات المدرسي أن جيب التمام "يتقدم" على جيب التمام بمقدار π/2 = 90°، أي عندما يصل جيب التمام إلى الحد الأقصى، فإن جيب التمام سيصل إليه بعد π/2 - بعد ربع المدة .
تحت تأثير المجالات الكهرومغناطيسية، ستنشأ تيارات كبيرة في العضو الدوار، أو بشكل أكثر دقة، في العجلة السنجابية، نظرًا لأن الموصلات قصيرة الدائرة ولها مقاومة كهربائية منخفضة. تشكل هذه التيارات مجالًا مغناطيسيًا خاصًا بها، والذي ينتشر على طول قلب الجزء المتحرك ويبدأ بالتفاعل مع مجال الجزء الثابت. الأقطاب المتقابلة، كما هو معروف، تتجاذب، والأقطاب المتشابهة تتنافر. تخلق القوى الناتجة عزمًا يتسبب في دوران الدوار.
يدور المجال المغناطيسي للجزء الثابت بتردد معين، والذي يعتمد على شبكة الإمداد وعدد أزواج أقطاب اللفات. يتم حساب التردد باستخدام الصيغة التالية:
ن 1 =ف 1*60/ص،أين
- و 1 - التردد تكييف.
- ع - عدد أزواج القطب من اللفات الجزء الثابت.
مع تردد التيار المتردد، كل شيء واضح - في شبكات إمدادات الطاقة لدينا هو 50 هرتز. يعكس عدد أزواج الأقطاب عدد أزواج الأقطاب الموجودة على الملف أو اللفات التي تنتمي إلى مرحلة واحدة. إذا تم توصيل ملف واحد بكل طور، متباعدًا بمقدار 120 درجة عن الآخرين، فإن عدد أزواج الأقطاب سيكون مساويًا لواحد. إذا تم توصيل ملفين بمرحلة واحدة، فإن عدد أزواج الأقطاب سيكون مساوياً لاثنين، وهكذا. وفقا لذلك، تتغير المسافة الزاوية بين اللفات. على سبيل المثال، عندما يكون عدد أزواج الأقطاب اثنين، فإن الجزء الثابت يحتوي على ملف من الطور A، الذي يشغل قطاعًا ليس 120 درجة، بل 60 درجة. ثم يتبعها لف المرحلة B، التي تشغل نفس القطاع، ثم المرحلة C. ثم يتكرر التناوب. ومع زيادة أزواج الأقطاب، تتناقص قطاعات اللفات وفقًا لذلك. مثل هذه التدابير تجعل من الممكن تقليل تردد دوران المجال المغناطيسي للجزء الثابت، وبالتالي الدوار.
دعونا نعطي مثالا. لنفترض أن محركًا ثلاثي الطور يحتوي على زوج واحد من الأقطاب ومتصل بشبكة ثلاثية الطور بتردد 50 هرتز. ثم سوف يدور المجال المغناطيسي للجزء الثابت بتردد ن 1 = 50*60/1=3000 دورة في الدقيقة.إذا قمت بزيادة عدد أزواج الأقطاب، فإن سرعة الدوران ستنخفض بنفس المقدار. لزيادة سرعة المحرك، تحتاج إلى زيادة التردد الذي يزود اللفات. لتغيير اتجاه دوران الدوار، تحتاج إلى تبديل مرحلتين على اللفات
تجدر الإشارة إلى أن سرعة الدوار تتأخر دائمًا عن سرعة دوران المجال المغناطيسي للجزء الثابت، ولهذا السبب يسمى المحرك غير متزامن. لماذا يحدث هذا؟ لنتخيل أن الجزء المتحرك يدور بنفس سرعة المجال المغناطيسي للجزء الثابت. ثم لن "تخترق" عجلة السنجاب المجال المغناطيسي المتناوب، ولكنها ستكون ثابتة بالنسبة للدوار. وبناءً على ذلك، لن يتم تحفيز أي مجالات EMF وستتوقف التيارات عن التدفق، ولن يكون هناك أي تفاعل للتدفقات المغناطيسية وستختفي اللحظة التي تدفع الجزء المتحرك إلى الحركة. هذا هو السبب في أن الجزء المتحرك "في سعي دائم" للحاق بالجزء الثابت، لكنه لن يلحق به أبدًا، لأن الطاقة التي تسبب دوران عمود المحرك ستختفي.
يسمى الفرق في ترددات دوران المجال المغناطيسي للجزء الثابت وعمود الدوار بتردد الانزلاق، ويتم حسابه بالصيغة:
∆ ن =ن 1 - ن 2،أين
- n1 - تردد دوران المجال المغناطيسي للجزء الثابت.
- n2 - سرعة الدوار.
الانزلاق هو نسبة التردد المنزلق إلى تردد دوران المجال المغناطيسي للجزء الثابت، ويتم حسابه بالصيغة: س=∆ن/ن 1 =(ن 1 —ن2)/ن 1.
طرق توصيل اللفات للمحركات غير المتزامنة
تحتوي معظم ملفات ADKZ على ثلاث ملفات، كل واحدة منها تتوافق مع المرحلة الخاصة بها ولها بداية ونهاية. قد تختلف أنظمة تعيين اللف. في المحركات الكهربائية الحديثة، تم اعتماد نظام لتعيين الملفات U وV وW، وتم تحديد أطرافها بالرقم 1 كبداية للملف وبالرقم 2 كنهاية للملف، أي أن الملف U له طرفين U1 وU2، والملفان V–V1 وV2، والملفان W - W1 وW2.
ومع ذلك، تم تصنيع المحركات غير المتزامنة خلال الحقبة السوفيتية النظام القديمعلامات. فيها، يتم تحديد بدايات اللفات C1، C2، C3، والنهايات هي C4، C5، C6. هذا يعني أن الملف الأول له أطراف C1 وC4، والملف الثاني C2 وC5، والملف الثالث C3 وC6. يتم عرض المراسلات بين أنظمة التدوين القديمة والجديدة في الشكل.
دعونا نفكر في كيفية توصيل اللفات في ADKZ.
اتصال النجمة
وبهذا الاتصال يتم دمج جميع أطراف اللفات عند نقطة واحدة، وترتبط المراحل ببداياتها. في مخطط الدائرة، تشبه طريقة الاتصال هذه النجمة حقًا، ولهذا السبب حصلت على اسمها.
عند التوصيل بواسطة نجم، يتم تطبيق جهد طور قدره 220 فولت على كل ملف على حدة، ويتم تطبيق جهد خطي قدره 380 فولت على ملفين متصلين على التوالي. والميزة الرئيسية لطريقة الاتصال هذه هي تيارات البدء الصغيرة، حيث أن التيار الخطي يتم تطبيق الجهد على ملفين وليس على ملف واحد. وهذا يسمح للمحرك أن يبدأ "بهدوء"، ولكن قوته ستكون محدودة، لأن التيارات المتدفقة في اللفات ستكون أقل من طريقة اتصال أخرى.
اتصال دلتا
مع هذا الاتصال، يتم دمج اللفات في مثلث، عندما تكون بداية أحد اللفات متصلة بنهاية التالي - وهكذا في دائرة. إذا كان الجهد الخطي في شبكة ثلاثية الطور هو 380 فولت، فسوف تتدفق تيارات أكبر بكثير عبر اللفات مقارنة بالاتصال النجمي. وبالتالي فإن قوة المحرك الكهربائي ستكون أعلى.
عند الاتصال بواسطة دلتا في وقت البدء، يستهلك ADKZ تيارات انطلاق كبيرة، والتي يمكن أن تكون أعلى بمقدار 7-8 مرات من التيارات المقدرة ويمكن أن تسبب حملاً زائدًا على الشبكة، لذلك في الممارسة العملية، وجد المهندسون حلاً وسطًا - يبدأ المحرك و يدور حتى السرعة المقدرة باستخدام دائرة نجمية، ثم يتحول تلقائيًا إلى المثلث.
كيفية تحديد الدائرة التي تتصل بها اللفات المحرك؟
قبل توصيل محرك ثلاثي الطور شبكة أحادية الطور 220 فولت، تحتاج إلى معرفة الدائرة التي تتصل بها اللفات وبجهد التشغيل الذي يمكن أن يعمل به ADKZ. للقيام بذلك، تحتاج إلى دراسة اللوحة مع الخصائص التقنية- "لوحة الاسم" التي يجب أن تكون على كل محرك.
يمكنك معرفة الكثير من المعلومات المفيدة حول "لوحة الاسم" هذه تحتوي اللوحة على جميع المعلومات الضرورية التي ستساعد في توصيل المحرك بشبكة أحادية الطور. وتظهر اللوحة المعروضة أن قوة المحرك تبلغ 0.25 كيلووات وسرعته 1370 دورة في الدقيقة، مما يدل على وجود زوجين من أعمدة اللف. الرمز ∆/Y يعني أنه يمكن توصيل الملفات إما بواسطة مثلث أو نجمة، ويشير المؤشر التالي 220/380 فولت إلى أنه عند التوصيل بواسطة مثلث يجب أن يكون جهد التغذية 220 فولت، وعند التوصيل بواسطة نجمة - 380 فولت. إذا كان الأمر كذلك، قم بتوصيل المحرك بشبكة 380 فولت في مثلث، فسوف تحترق لفاته.
في لوحة الاسم التالية، يمكنك أن ترى أن مثل هذا المحرك لا يمكن توصيله إلا بنجمة وبشبكة 380 فولت فقط. على الأرجح، سيكون لدى ADKZ ثلاثة أطراف فقط في صندوق الأطراف. سيتمكن الكهربائيون ذوو الخبرة من توصيل مثل هذا المحرك بشبكة 220 فولت، ولكن للقيام بذلك سيحتاجون إلى فتح الغطاء الخلفي للوصول إلى أطراف اللف، ثم العثور على بداية ونهاية كل لف وإجراء التبديل اللازم. تصبح المهمة أكثر تعقيدا، لذلك لا ينصح المؤلفون بتوصيل هذه المحركات بشبكة 220 فولت، خاصة وأن معظم ADKZ الحديثة يمكن توصيلها بطرق مختلفة.
يحتوي كل محرك على صندوق طرفي، غالبًا ما يكون موجودًا في الأعلى. يحتوي هذا الصندوق على مدخلات لكابلات الطاقة، وفي الأعلى يتم إغلاقه بغطاء يجب إزالته بمفك البراغي.
كما يقول الكهربائيون وعلماء الأمراض: "سيخبرنا تشريح الجثة". تحت الغطاء، يمكنك رؤية ستة أطراف، كل منها يتوافق مع بداية أو نهاية اللف. بالإضافة إلى ذلك، يتم توصيل المحطات بواسطة وصلات العبور، ومن خلال موقعها يمكنك تحديد المخطط الذي يتم توصيل اللفات به.
فتح صندوق المحطة أظهر أن "المريض" يعاني من "حمى النجوم" بشكل واضح تُظهر صورة الصندوق "المفتوح" أن الأسلاك المؤدية إلى اللفات مُلصقة وأن نهايات جميع اللفات - V2، U2، W2 - متصلة بنقطة واحدة عن طريق وصلات العبور. يشير هذا إلى حدوث اتصال نجمي. للوهلة الأولى، قد يبدو أن نهايات اللفات موجودة بالترتيب المنطقي V2، U2، W2، والبدايات "مشوشة" - W1، V1، U1. ومع ذلك، يتم ذلك لغرض محدد. للقيام بذلك، ضع في اعتبارك صندوق طرفية ADKZ مع ملفات متصلة وفقًا لمخطط المثلث.
يوضح الشكل أن موضع وصلات العبور يتغير - يتم توصيل بدايات ونهايات اللفات، وتقع المحطات الطرفية بحيث يتم استخدام نفس وصلات العبور لإعادة الاتصال. ثم يصبح من الواضح سبب "خلط" المحطات الطرفية - من الأسهل نقل وصلات العبور بهذه الطريقة. تظهر الصورة أن المحطتين W2 وU1 متصلتان بقطعة من الأسلاك، ولكن في التكوين الأساسي للمحركات الجديدة يوجد دائمًا ثلاثة وصلات وصل بالضبط.
إذا تم الكشف عن صورة مثل تلك الموجودة في الصورة، بعد "فتح" صندوق الأطراف، فهذا يعني أن المحرك مخصص لنجمة وشبكة ثلاثية الطور 380 فولت.
من الأفضل أن يعود هذا المحرك إلى "عنصره الأصلي" - في دائرة تيار متردد ثلاثية الطور فيديو: فيلم ممتاز عن المحركات المتزامنة ثلاثية الطور، والتي لم يتم رسمها بعد
من الممكن توصيل محرك ثلاثي الطور بشبكة أحادية الطور 220 فولت، ولكن يجب أن تكون مستعدًا للتضحية بتخفيض كبير في قوته - في أفضل الأحوال، سيكون 70٪ من لوحة الاسم، ولكن بالنسبة لمعظم أغراض هذا أمر مقبول تماما.
مشكلة الاتصال الرئيسية هي إنشاء مجال مغناطيسي دوار، والذي يحفز القوة الدافعة الكهربية في الجزء الدوار للقفص السنجابي. وهذا سهل التنفيذ في شبكات ثلاثية الطور. عند توليد كهرباء ثلاثية الطور، يتم تحفيز المجال الكهرومغناطيسي في ملفات الجزء الثابت نظرًا لحقيقة أن الدوار الممغنط يدور داخل القلب، والذي يتم تشغيله بواسطة طاقة الماء المتساقط في محطة الطاقة الكهرومائية أو التوربينات البخارية في محطات الطاقة الكهرومائية ومحطات الطاقة النووية. يخلق مجالًا مغناطيسيًا دوارًا. في المحركات، يحدث التحول العكسي - حيث يؤدي المجال المغناطيسي المتغير إلى دوران الدوار.
في الشبكات أحادية الطور، يكون الحصول على مجال مغناطيسي دوار أكثر صعوبة - تحتاج إلى اللجوء إلى بعض "الحيل". للقيام بذلك، تحتاج إلى تحويل المراحل في اللفات بالنسبة لبعضها البعض. من الناحية المثالية، تحتاج إلى التأكد من أن المراحل يتم إزاحتها بالنسبة لبعضها البعض بمقدار 120 درجة، ولكن من الناحية العملية يصعب تنفيذ ذلك، نظرًا لأن هذه الأجهزة تحتوي على دوائر معقدة، ومكلفة للغاية، ويتطلب تصنيعها وتكوينها مؤهلات معينة. لذلك، في معظم الحالات يستخدمون دوائر بسيطة، مع التضحية ببعض السلطة.
تحول الطور باستخدام المكثفات
يُعرف المكثف الكهربائي بخاصيته الفريدة المتمثلة في عدم تمرير تيار مباشر، بل تمرير تيار متردد. يظهر في الرسم البياني اعتماد التيارات المتدفقة عبر المكثف على الجهد المطبق.
سوف "يؤدي" التيار الموجود في المكثف دائمًا لمدة ربع المدة بمجرد زيادة الجهد على طول الجيوب الأنفية على المكثف، فإنه "ينقض" عليه فورًا ويبدأ في الشحن، حيث تم تفريغه في البداية. سيكون التيار بحد أقصى في هذه اللحظة، ولكن مع شحنه، سينخفض ويصل إلى الحد الأدنى في اللحظة التي يصل فيها الجهد إلى ذروته.
بمجرد انخفاض الجهد، سوف يتفاعل المكثف مع هذا وسيبدأ في التفريغ، لكن التيار سوف يتدفق في الاتجاه المعاكس، حيث سيزداد (مع علامة ناقص) مع انخفاض الجهد. وعندما يصبح الجهد صفراً، يصل التيار إلى الحد الأقصى.
عندما يبدأ الجهد في الزيادة بعلامة ناقص، يتم إعادة شحن المكثف ويقترب التيار تدريجياً من الصفر من الحد الأقصى السلبي. مع انخفاض الجهد السالب واقترابه من الصفر، يتم تفريغ المكثف مع زيادة التيار المار خلاله. بعد ذلك، تتكرر الدورة مرة أخرى.
يوضح الرسم البياني أنه خلال فترة واحدة من الجهد الجيبي المتناوب، يتم شحن المكثف مرتين ثم تفريغه مرتين. التيار المتدفق عبر المكثف يقود الجهد بمقدار ربع الدورة، أي - 2* π/4=π/2=90°. بهذه الطريقة البسيطة يمكنك الحصول على إزاحة الطور في ملفات محرك غير متزامن. إن إزاحة الطور بمقدار 90 درجة ليست 120 درجة مثالية، ولكنها كافية تمامًا لظهور عزم الدوران اللازم على الدوار.
يمكن أيضًا الحصول على تحول الطور باستخدام مغو. في هذه الحالة، كل شيء سيحدث في الاتجاه المعاكس - سيقود الجهد التيار بمقدار 90 درجة. ولكن من الناحية العملية، يتم استخدام تحول طوري أكثر سعوية نظرًا لسهولة التنفيذ وانخفاض الخسائر.
مخططات لتوصيل المحركات ثلاثية الطور بشبكة أحادية الطور
هناك العديد من الخيارات لربط ADKZ، لكننا سننظر فقط في الأكثر استخدامًا والأسهل في التنفيذ. كما ناقشنا سابقًا، لتغيير الطور، يكفي توصيل مكثف بالتوازي مع أي من اللفات. يشير التعيين C p إلى أن هذا مكثف يعمل.
تجدر الإشارة إلى أن توصيل اللفات في مثلث هو الأفضل، حيث يمكن "إزالة" المزيد من الطاقة المفيدة من مثل هذا ADKZ أكثر من النجم. ولكن هناك محركات مصممة للعمل في شبكات بجهد 127/220 فولت. يجب أن تكون هناك معلومات حول هذا على اللوحة.
إذا صادف القراء مثل هذا المحرك، فيمكن اعتبار ذلك حظًا سعيدًا، حيث يمكن توصيله بشبكة 220 فولت باستخدام دائرة نجمية، وهذا سيضمن بداية سلسة وما يصل إلى 90٪ من الطاقة المقدرة للوحة الاسم. تنتج الصناعة محركات ADKZ مصممة خصيصًا للتشغيل في شبكات 220 فولت، والتي يمكن أن تسمى المحركات المكثفة.
مهما كان الاسم الذي تطلقه على المحرك، فهو لا يزال غير متزامن مع الجزء الدوار ذو القفص السنجابي تجدر الإشارة إلى أن لوحة الاسم تشير إلى جهد تشغيل يبلغ 220 فولت ومعلمات مكثف التشغيل البالغ 90 μF (microfarad، 1 μF = 10 -6 F) والجهد 250 V. ومن الآمن أن نقول أن هذا المحرك في الواقع ثلاث مراحل، ولكنها مكيفة للجهد أحادي الطور.
لتسهيل بدء تشغيل ADSCs القوية في شبكات 220 فولت، بالإضافة إلى مكثف العمل، يتم أيضًا استخدام مكثف البدء، والذي يتم تشغيله لفترة قصيرة. بعد البدء ومجموعة من السرعات المقدرة، يتم إيقاف تشغيل مكثف البدء، ويدعم مكثف العمل فقط دوران الدوار.
مكثف البداية "يعطي ركلة" عند بدء تشغيل المحرك مكثف البدء هو C p، متصل بالتوازي مع مكثف العمل C p. ومن المعروف من الهندسة الكهربائية أنه متى اتصال متوازيتضيف قدرات المكثف. "لتنشيطه"، استخدم مفتاح الضغط على زر SB، واستمر في الضغط عليه لعدة ثوانٍ. عادة ما تكون سعة مكثف البدء أعلى بمرتين ونصف على الأقل من سعة مكثف العمل، ويمكنه الاحتفاظ بشحنته لفترة طويلة. إذا لمست أطرافه عن طريق الخطأ، فيمكنك الحصول على إفرازات ملحوظة إلى حد ما عبر الجسم. من أجل تفريغ C p، يتم استخدام مقاومة متصلة على التوازي. بعد ذلك، بعد فصل مكثف البداية عن الشبكة، سيتم تفريغه من خلال المقاوم. تم اختياره بما فيه الكفاية مقاومة عالية 300 كيلو أوم - 1 مللي أوم وتبديد طاقة لا يقل عن 2 وات.
حساب قدرة العمل ومكثف البدء
لبدء تشغيل موثوق وتشغيل مستقر لـ ADKZ في شبكات 220 فولت، يجب عليك تحديد سعات مكثفات العمل والبدء بدقة أكبر. إذا كانت السعة C p غير كافية، فسيتم إنشاء عزم دوران غير كافٍ على الدوار لتوصيل أي حمل ميكانيكي، ويمكن أن تؤدي السعة الزائدة إلى تدفق تيارات عالية جدًا، مما قد يؤدي إلى ماس كهربائى للملفات، والذي لا يمكن إلا يتم "معالجتها" عن طريق إعادة اللف المكلفة للغاية.
| مخطط | ما يتم حسابه | صيغة | ما هو مطلوب للحسابات |
|---|---|---|---|
 | سعة مكثف العمل لتوصيل اللفات النجمية – Cp، μF | Cr=2800*I/U; I=P/(√3*U*η*cosϕ); Cп=(2800/√3)*P/(U^2*n* cosϕ)=1616.6*P/(U^2*n* cosϕ) | للجميع: I - التيار بالأمبير، A؛ U - جهد الشبكة، V؛ ف - قوة المحرك الكهربائي. η - كفاءة المحرك معبر عنها بالقيم من 0 إلى 1 (إذا تمت الإشارة إليها على لوحة اسم المحرك كنسبة مئوية، فيجب تقسيم هذا المؤشر على 100)؛ cosϕ - عامل القدرة (جيب تمام الزاوية بين الجهد ومتجه التيار)، يشار إليه دائمًا في جواز السفر وعلى اللوحة. |
| قدرة مكثف البدء لتوصيل اللفات النجمية – Cp، μF | Cп=(2-3)*Cr≈2.5*Cr | ||
 | قدرة مكثف العمل لتوصيل اللفات في مثلث – Cp، μF | Cr=4800*I/U; I=P/(√3*U*η*cosϕ); Cп=(4800/√3)*P/(U^2*n* cosϕ)=2771.3*P/(U^2*n* cosϕ) | |
| قدرة مكثف البدء لتوصيل اللفات في المثلث – Cn، μF | Cп=(2-3)*Cr≈2.5*Cr |
الصيغ الواردة في الجدول كافية لحساب سعة المكثف المطلوبة. قد تشير جوازات السفر ولوحات الأسماء إلى الكفاءة أو تيار التشغيل. اعتمادا على هذا، يمكنك حساب المعلمات اللازمة. وعلى أية حال، فإن هذه البيانات ستكون كافية. من أجل راحة قرائنا، يمكنك استخدام الآلة الحاسبة التي ستحسب بسرعة قدرة العمل والبدء المطلوبة.
هناك مواقف في الحياة تحتاج فيها إلى توصيل بعض المعدات الصناعية بشبكة إمداد طاقة منزلية عادية. تنشأ مشكلة على الفور مع عدد الأسلاك. عادةً ما تحتوي الآلات المخصصة للاستخدام في المؤسسات على ثلاثة أطراف، ولكن في بعض الأحيان أربعة. ماذا تفعل معهم، حيث لربطهم؟ أولئك الذين حاولوا خيارات مختلفةلقد كنا مقتنعين بأن المحركات لا تريد الدوران. هل من الممكن حتى اتصال على مرحلة واحدة محرك ثلاثي الطور؟ نعم، يمكنك تحقيق التناوب. لسوء الحظ، في هذه الحالة، يكون انخفاض الطاقة أمرًا لا مفر منه بمقدار النصف تقريبًا، ولكن في بعض المواقف يكون هذا هو السبيل الوحيد للخروج.
الفولتية ونسبتها
من أجل فهم كيفية توصيل محرك ثلاثي الطور بمنفذ عادي، عليك أن تفهم كيفية ارتباط الفولتية في الشبكة الصناعية. قيم الجهد معروفة جيدًا - 220 و 380 فولت. في السابق، كان لا يزال هناك 127 فولت، ولكن في الخمسينيات تم التخلي عن هذه المعلمة لصالح أعلى. من أين أتت هذه "الأرقام السحرية"؟ لماذا لا 100 أو 200 أو 300؟ يبدو أن الأرقام المستديرة أسهل في العد.
معظم المعدات الكهربائية الصناعيةمصمم للاتصال بشبكة ثلاثية الطور، ويبلغ جهد كل مرحلة فيما يتعلق بالسلك المحايد 220 فولت، تمامًا كما هو الحال في المقبس المنزلي. من أين يأتي 380 فولت؟ الأمر بسيط للغاية، فقط فكر في مثلث متساوي الساقين بزوايا 60 و30 و30 درجة، وهو مخطط متجهاتضغط. طول الضلع الأطول يساوي طول الفخذ مضروبًا في جتا ٣٠ درجة. بعد إجراء بعض الحسابات البسيطة، يمكنك التأكد من أن 220 x cos 30° = 380.
جهاز محرك ثلاثي الطور
لا يمكن لجميع أنواع المحركات الصناعية أن تعمل من مرحلة واحدة. وأكثرها شيوعًا هي "الأعمدة العاملة" التي تشكل غالبية الآلات الكهربائية في أي مؤسسة - وهي آلات غير متزامنة بقدرة 1 - 1.5 كيلو فولت أمبير. كيف يعمل هذا المحرك ثلاثي الطور في الشبكة ثلاثية الطور المخصصة لها؟
كان مخترع هذا الجهاز الثوري هو العالم الروسي ميخائيل أوسيبوفيتش دوليفو-دوبروفولسكي. كان هذا المهندس الكهربائي المتميز مؤيدًا لنظرية شبكة إمداد الطاقة ثلاثية الطور، والتي أصبحت سائدة في عصرنا. تعمل ثلاث مراحل على مبدأ تحريض التيارات من اللفات الثابتة إلى الموصلات الدوارة المغلقة. نتيجة لتدفقها من خلال اللفات ذات الدائرة القصيرة، ينشأ مجال مغناطيسي في كل منها، ويتفاعل مع خطوط كهرباء الجزء الثابت. وينتج عن ذلك عزم دوران يؤدي إلى حركة دائرية لمحور المحرك.
تكون اللفات بزاوية 120 درجة بحيث يدفع الحقل الدوار الناتج عن كل مرحلة كل جانب ممغنط من الجزء الدوار على التوالي.
مثلث أم نجمة؟
يمكن تشغيل محرك ثلاثي الطور في شبكة ثلاثية الطور بطريقتين - مع أو بدون سلك محايد. الطريقة الأولى تسمى "النجمة"، وفي هذه الحالة يكون كل من اللفات تحت (بين الطور والصفر)، يساوي في ظروفنا 220 فولت. يتضمن مخطط توصيل محرك ثلاثي الطور بـ "مثلث" توصيل ثلاثة اللفات المتسلسلة وتطبيق الجهد الخطي (380 فولت) على عقد التبديل. وفي الحالة الثانية، سينتج المحرك قوة أكبر بحوالي مرة ونصف.
كيفية تحويل المحرك إلى الخلف؟
قد يتطلب التحكم في محرك ثلاثي الطور تغيير اتجاه الدوران إلى الاتجاه المعاكس، أي العكس. لتحقيق ذلك، تحتاج فقط إلى تبديل اثنين من الأسلاك الثلاثة.
لتسهيل تغيير الدائرة، يتم توفير وصلات العبور في صندوق أطراف المحرك، وعادةً ما تكون مصنوعة من النحاس. للتبديل النجمي، قم بتوصيل أسلاك الإخراج الثلاثة للملفات معًا برفق. تبين أن "المثلث" أكثر تعقيدًا بعض الشيء، ولكن يمكن لأي كهربائي مؤهل متوسط التعامل معه.
خزانات تحويل الطور
لذلك، في بعض الأحيان يطرح السؤال حول كيفية توصيل محرك ثلاثي الطور بمنفذ منزلي عادي. إذا حاولت فقط توصيل سلكين بالقابس، فلن يدور. لكي تعمل الأشياء، تحتاج إلى محاكاة الطور عن طريق تحويل الجهد المزود بزاوية معينة (يفضل 120 درجة). يمكن تحقيق هذا التأثير باستخدام عنصر تحويل الطور. من الناحية النظرية، يمكن أن يكون هذا محاثة أو حتى مقاومة، ولكن في أغلب الأحيان يتم تشغيل محرك ثلاثي الطور في شبكة أحادية الطور باستخدام الرموز الكهربائية الموضحة في المخططات حرف لاتينيمع.
أما بالنسبة لاستخدام الاختناقات فهو صعب نظرا لصعوبة تحديد قيمتها (إذا لم تكن موضحة على جسم الجهاز). لقياس قيمة L، يلزم وجود جهاز خاص أو دائرة مجمعة لهذا الغرض. بالإضافة إلى ذلك، عادةً ما يكون اختيار الإختناقات المتاحة محدودًا. ومع ذلك، يمكن اختيار أي عنصر تحويل الطور تجريبيا، ولكن هذه مهمة مزعجة.
ماذا يحدث عند تشغيل المحرك؟ يتم تطبيق الصفر على إحدى نقاط الاتصال، ويتم تطبيق الطور على النقطة الأخرى، ويتم تطبيق جهد معين على النقطة الثالثة، ويتم إزاحته بزاوية معينة بالنسبة إلى الطور. من الواضح لغير المتخصص أن تشغيل المحرك لن يكتمل من حيث القوة الميكانيكية على العمود، ولكن في بعض الحالات تكون حقيقة الدوران كافية. ومع ذلك، عند بدء التشغيل، قد تنشأ بعض المشاكل، على سبيل المثال، عدم وجود عزم دوران أولي قادر على تحريك الدوار من مكانه. ماذا تفعل في هذه الحالة؟
بدء مكثف
في لحظة البدء، يتطلب العمود جهودًا إضافية للتغلب على قوى القصور الذاتي والاحتكاك الساكن. لزيادة عزم الدوران، يجب عليك تثبيت مكثف إضافي، متصل بالدائرة فقط في لحظة البداية، ثم يتم إيقاف تشغيله. ولهذه الأغراض، فإن الخيار الأفضل هو استخدام زر القفل دون تثبيت الموضع. يظهر أدناه مخطط اتصال محرك ثلاثي الطور بمكثف البدء، وهو بسيط ومفهوم. في لحظة تطبيق الجهد، اضغط على زر "ابدأ"، وسوف يخلق تحولا إضافيا في الطور. بعد أن يدور المحرك إلى السرعة المطلوبة، يمكن (وحتى ينبغي) تحرير الزر، وستبقى قدرة العمل فقط في الدائرة.
حساب أحجام الحاويات
لذلك، اكتشفنا أنه من أجل تشغيل محرك ثلاثي الطور في شبكة أحادية الطور، يلزم وجود دائرة اتصال إضافية، والتي تتضمن، بالإضافة إلى زر البدء، مكثفين. عليك أن تعرف قيمتها، وإلا فلن يعمل النظام. أولاً، دعونا نحدد مقدار السعة الكهربائية اللازمة لتحريك الجزء المتحرك. عند التوصيل على التوازي يكون المجموع:
C = C st + الأربعاء، حيث:
C st - بدء سعة إضافية يمكن إيقافها بعد الإقلاع؛
C p هو مكثف عامل يوفر الدوران.
نحتاج أيضًا إلى قيمة التيار المقنن I n (يتم الإشارة إليه على اللوحة المرفقة بالمحرك لدى الشركة المصنعة). يمكن أيضًا تحديد هذه المعلمة باستخدام صيغة بسيطة:
أنا ن = P / (3 × U)، حيث:
U - الجهد ، عند توصيله كـ "نجم" - 220 فولت ، وإذا كان متصلاً كـ "مثلث" ، ثم 380 فولت ؛
P هي قوة محرك ثلاثي الطور في بعض الأحيان، في حالة فقدان اللوحة، يتم تحديدها بالعين.
لذلك، يتم حساب تبعيات قوة التشغيل المطلوبة باستخدام الصيغ:
C p = الأربعاء = 2800 I n / U - لـ "النجم" ؛
C p = 4800 I n / U - لـ "المثلث" ؛
يجب أن يكون مكثف البدء أكبر بمقدار 2-3 مرات من مكثف العمل. وحدة القياس هي ميكروفاراد.
هناك أيضًا طريقة بسيطة جدًا لحساب السعة: C = P /10، لكن هذه الصيغة تعطي ترتيب الرقم بدلاً من قيمته. ومع ذلك، في أي حال، سوف تضطر إلى العبث.
لماذا هناك حاجة إلى التعديل
طريقة الحساب المذكورة أعلاه تقريبية. أولاً، قد تختلف القيمة الاسمية الموضحة على جسم السعة الكهربائية بشكل كبير عن القيمة الفعلية. ثانيا، غالبا ما تستخدم المكثفات الورقية (بشكل عام، شيء باهظ الثمن) مستعملة، وهي، مثل أي عناصر أخرى، تخضع للشيخوخة، مما يؤدي إلى انحراف أكبر عن المعلمة المحددة. ثالثا، يعتمد التيار الذي سيستهلكه المحرك على حجم الحمل الميكانيكي على العمود، وبالتالي لا يمكن تقييمه إلا تجريبيا. كيف تفعل هذا؟
وهذا يتطلب القليل من الصبر. يمكن أن تكون النتيجة مجموعة ضخمة من المكثفات. الشيء الرئيسي هو تأمين كل شيء جيدًا بعد الانتهاء من العمل حتى لا تسقط الأطراف الملحومة بسبب الاهتزازات الصادرة عن المحرك. ومن ثم سيكون من الجيد تحليل النتيجة مرة أخرى، وربما تبسيط التصميم.
تكوين بطارية من الحاويات
إذا لم يكن لدى السيد مشابك إلكتروليتية خاصة تحت تصرفه تسمح لك بقياس التيار دون فتح الدوائر، فيجب عليك توصيل مقياس التيار الكهربائي على التوالي بكل سلك يدخل المحرك ثلاثي الطور. في شبكة أحادية الطور، سوف تتدفق القيمة الإجمالية، ومن خلال اختيار المكثفات ينبغي للمرء أن يسعى للحصول على التحميل الأكثر اتساقًا للملفات. يجب أن نتذكر أنه عند توصيلها على التوالي، تنخفض السعة الإجمالية وفقًا للقانون:
ومن الضروري أيضًا ألا ننسى معلمة مهمة مثل الجهد الذي تم تصميم المكثف من أجله. ويجب أن لا تقل عن القيمة الاسمية للشبكة، أو الأفضل من ذلك، بهامش.
مقاوم التفريغ
أحيانًا يتم استكمال دائرة المحرك ثلاثي الطور المتصل بين طور واحد وسلك محايد بمقاومة. إنه يعمل على منع تراكم الشحنة المتبقية على مكثف البدء بعد إيقاف تشغيل الجهاز بالفعل. يمكن أن تسبب هذه الطاقة صدمة كهربائية، وهي ليست خطيرة ولكنها مزعجة للغاية. من أجل حماية نفسك، يجب عليك توصيل المقاوم بالتوازي مع سعة البداية (يسمي الكهربائيون هذا "التجاوز"). قيمة مقاومتها كبيرة - من نصف ميغا أوم إلى ميغا أوم، وهي صغيرة الحجم، لذا فإن نصف واط من الطاقة يكفي. ومع ذلك، إذا لم يكن المستخدم خائفا من "القرص"، فيمكن الاستغناء عن هذه التفاصيل تماما.
استخدام الشوارد
كما سبق ذكره، فيلم أو ورقة السعات الكهربائيةباهظة الثمن، وشرائها ليس سهلاً كما نرغب. من الممكن إجراء اتصال أحادي الطور بمحرك ثلاثي الطور باستخدام طريقة غير مكلفة ويمكن الوصول إليها المكثفات كهربائيا. وفي الوقت نفسه، لن تكون رخيصة جدًا أيضًا، حيث يجب أن تتحمل 300 فولت العاصمة. من أجل السلامة، يجب أن يتم تحويلها باستخدام ثنائيات أشباه الموصلات (D 245 أو D 248، على سبيل المثال)، ولكن سيكون من المفيد أن نتذكر أنه عندما تخترق هذه الأجهزة، سيضرب الجهد المتردد المنحل بالكهرباء، وسوف يسخن كثيرًا أولاً ، ثم تنفجر بصوت عالٍ وفعال. لذلك، ما لم يكن ذلك ضروريًا للغاية، فمن الأفضل استخدام المكثفات الورقية التي تعمل تحت جهد ثابت أو متناوب. يسمح بعض الحرفيين تمامًا باستخدام الإلكتروليتات في دوائر البداية. بسبب التعرض على المدى القصير للجهد المتناوب، قد لا يكون لديهم الوقت للانفجار. من الأفضل عدم التجربة.
إذا لم يكن هناك المكثفات
ومن أين يشتريها المواطنون العاديون الذين لا يستطيعون الوصول إلى الأجزاء الكهربائية والإلكترونية المطلوبة؟ في أسواق السلع المستعملة وأسواق السلع المستعملة. هناك يكذبون، ملحومون بعناية بأيدي شخص ما (عادةً ما يكونون كبار السن). الغسالاتوأجهزة التلفزيون وغيرها من المعدات المنزلية والصناعية القديمة. إنهم يطلبون الكثير من المنتجات السوفيتية الصنع: يعرف البائعون أنه إذا كانت هناك حاجة إلى قطعة ما، فسوف يشترونها، وإذا لم يكن الأمر كذلك، فلن يأخذوها مقابل لا شيء. يحدث أن الشيء الأكثر ضرورة (في هذه الحالة، المكثف) ليس موجودًا. إذن ماذا يجب أن نفعل؟ لا مشكلة! المقاومات مناسبة أيضًا، تحتاج فقط إلى مقاومات قوية، ويفضل أن تكون مقاومة للسيراميك والمزجج. بالطبع المقاومة المثالية (النشيطة) لا تغير المرحلة، لكن لا يوجد شيء مثالي في هذا العالم، وفي حالتنا هذا جيد. كل جسم مادي له محاثة خاصة به، الطاقة الكهربائيةوالمقاومة، سواء كانت بقعة صغيرة من الغبار أو جبلًا ضخمًا. يصبح توصيل محرك ثلاثي الطور بمأخذ الطاقة ممكنًا إذا قمت في المخططات أعلاه باستبدال المكثف بمقاومة، يتم حساب قيمتها بواسطة الصيغة:
R = (0.86 x U) / kI، حيث:
kI - القيمة الحالية للاتصال ثلاثي الطور، A؛
U - لدينا 220 فولت مضمونة.
ما هي المحركات المناسبة؟
قبل شراء محرك مقابل الكثير من المال، والذي ينوي المالك المتحمس استخدامه كمحرك لعجلة الطحن أو المنشار الدائري أو آلة الحفر أو أي جهاز منزلي مفيد آخر، لن يضر التفكير في إمكانية تطبيقه لهذه الأغراض. لن يتمكن كل محرك ثلاثي الطور في شبكة أحادية الطور من العمل على الإطلاق. على سبيل المثال، يجب استبعاد سلسلة MA (التي تحتوي على دوار قفص السنجاب مع قفص مزدوج) حتى لا تضطر إلى حمل وزن كبير وغير مفيد إلى المنزل. بشكل عام، الأفضل التجربة أولاً أو دعوة شخص ذو خبرة، كهربائي مثلاً، والتشاور معه قبل الشراء. مناسب تمامًا محرك غير متزامنسلسلة ثلاثية الطور UAD، APN، AO2، AO وبالطبع A. هذه المؤشرات موضحة على لوحات الأسماء.
تحتوي المقالة على نصائح حول كيفية توصيل مثل هذا المحرك الكهربائي بشبكة أحادية الطور دون استخدام بنك مكثف أو محول الترددبسبب النبض الحالي من المفتاح الإلكتروني. يتم استكمالها بالرسوم البيانية والفيديو.
مبدأ تشغيل المفتاح الإلكتروني
إذا قمت بتجميع ملفات محرك كهربائي غير متزامن وفقًا لمخطط مثلث وقمت بتوصيلها بجهد شبكة أحادي الطور يبلغ 220 فولت، فسوف تتدفق من خلالها نفس التيارات، كما هو موضح في الرسم البياني أدناه.
الإزاحة الزاوية لأي ملف بالنسبة إلى الملفات الأخرى هي 120 درجة. ولذلك، فإن المجالات المغناطيسية من كل منهما سوف تتراكم، مما يلغي التأثير المتبادل.
لن يؤثر المجال المغناطيسي الناتج عن الجزء الثابت على الجزء المتحرك: فهو سيبقى في حالة سكون.
لكي يبدأ المحرك الكهربائي في الدوران، من الضروري تمرير تيارات منزاحة بمقدار 120 درجة عبر ملفاته، كما يحدث في الوضع الطبيعي نظام ثلاث مراحلالعرض أو على حساب . بعد ذلك، سينتج المحرك الطاقة بأقل قدر من الخسائر، وبأعلى كفاءة.
تسمح لها الصناعات الصناعية واسعة النطاق بالعمل، ولكن بكفاءة أقل وخسائر أكبر، وهو أمر مقبول تمامًا في أغلب الأحيان.
الطرق البديلة هي:
- الدوران الميكانيكي للدوار، على سبيل المثال، بسبب لف السلك يدويًا على العمود ولفه بشكل حاد مع رعشة عند تطبيق الجهد؛
- تحول الطور للتيارات بسبب الاستخدام قصير المدى للمفتاح الإلكتروني الذي يقوم بتبديل المقاومة الكهربائية لملف واحد.
نظرًا لأن الطريقة الأولى "لللف والسحب" لا تسبب صعوبات، فإننا نقوم على الفور بتحليل الطريقة الثانية.
يُظهر الرسم البياني العلوي المفتاح الإلكتروني "k" المتصل بالتوازي مع الملف B. تم اعتماد هذا التصنيف التقليدي لشرح مبدأ تشغيل المحرك الكهربائي بسبب تكوين نبضة حالية.
كيف يبدأ المحرك
ترتبط اللفات الجزء الثابت في دائرة دلتا. إحداهما (أ) مزودة بجهد 220 فولت. يتم توصيل سلسلة أخرى من الملفين التسلسليين (B+C) بالتوازي معها.
وفقا لقانون أوم، فإن جهد الشبكة يخلق تيارات فيها. قيمتها تعتمد على المقاومة. جميع اللفات هي نفسها. لذلك، في (A) يكون التيار أكبر، وفي (B+C) يكون مقداره أقل مرتين. وعلاوة على ذلك، فإنها تتزامن في المرحلة. في هذه الحالة، لا يكون بمقدورهم إنشاء مجال مغناطيسي دوار كافٍ لبدء تشغيل الدوار.
بالتوازي مع اللف (B) متصل الدائرة الإلكترونية، تم تحديده كمفتاح K. وهو في حالة مفتوحة، ولكنه يغلق لفترة وجيزة عند الوصول إلى الحد الأقصى للجهد في الملف C.
يقفز المفتاح الإلكتروني للدوائر القصيرة للملف B وانخفاض الجهد في الملف C مرتين، مما يضمن في النهاية تحول الطور للتيارات في الملفين A وC. من المهم ملاحظة أن التيار في الملفين (A) و (B + ج) في هذه اللحظة يساوي الصفر.
زاوية تحول الطور φ المطلوبة لبدء تشغيل المحرك كافية للحفاظ عليها في نطاق 50÷70°، على الرغم من الخيار المثالي - 120.
يمكن تجميع تصميم المفتاح الإلكتروني المتغير الطور من أجزاء مختلفة. فيما يلي أنسب الأجهزة للأغراض المنزلية حسب تعقيدها.
دائرة تشغيل المحرك الكهربائي تصل إلى 2 كيلو واط
ويمكن الاطلاع على وصفها في العدد 6 من مجلة الراديو، 1996. يقترح مؤلف المقال، V. Golik، تصميم مفتاح إلكتروني ثنائي الاتجاه (شبه متناغم إيجابي وسالب) يعتمد على ثنائيين وثايرستور مع التحكم في وحدة الترانزستور.
وصف التكنولوجيا
تشكل ثنائيات الطاقة VD1 و VD2 مع الثايرستور VS1 و VS2 جسرًا يتم التحكم فيه بواسطة الترانزستورات ثنائية القطب الأمامية والخلفية. يؤثر موضع المقاوم التشذيب R7 على جهد الفتح VT1، VT2.
يوفر تشغيل مفتاح الترانزستور تحولًا طوريًا قصير المدى للتيارات في اللفات وإنشاء مجال مغناطيسي دوار يدور الدوار.
بسبب لحظة تطبيق القوى المغناطيسية على الدوار، يبدأ الأخير في الدوران. يتم تجديد طاقتها باستمرار عند كل نصف موجة مع الدافع التالي.
ميزات التثبيت
قام المؤلف بصنع مفتاح إلكتروني على لوح من الألياف الزجاجية ووضعه في غلاف معزول مع إمكانية توصيل دوائر الإدخال والإخراج من خلال دبابيس الاتصال. خيار تنفيذ الدائرة بالتركيب على الحائط مؤهل أيضًا للتنفيذ.
لتشغيل المحركات الكهربائية ذات الطاقة الصغيرة، يجوز وضع الثنائيات الكهربائية والثايرستور بدون مشعات. لكن تأكد من إزالة الحرارة جيدًا منها و عملية موثوقةومن الأفضل تضمين هذه العناصر في تصميم المفتاح الإلكتروني مسبقًا.
يشار إلى تصنيفات المكونات الإلكترونية مباشرة على الرسم البياني.
لضمان السلامة، يجب أن يكون غلاف الوحدة الإلكترونية معزولًا جيدًا لمنع اللمس العرضي لأجزائه أثناء التشغيل: حيث يتم تنشيطها جميعًا بجهد 220 فولت.
مبادئ الإعداد
يحتوي شريط التمرير المقاوم R7 "Mode" على موقعين متطرفين:
- الحد الأدنى؛
- والحد الأقصى للمقاومة.
في الحالة الأولى، يكون المفتاح الإلكتروني مفتوحًا ويخلق أقصى نبضة تحول للتيار في الملف، وفي الحالة الثانية يكون مغلقًا: يتم استبعاد دوران الدوار.
يتم تشغيل محرك ثلاثي الطور عند الحد الأقصى المسموح به لتحول الطور للتيار داخل الملف. ثم يقوم الموضع R7 بتعيين سرعة التشغيل وقوته.
نماذج تم التحقق منها
- السرعة 1360 والقوة 370 واط (AAAM63V4SU1)؛
- 1380 دورة في الدقيقة، 2 كيلو واط.
نتائج التجارب أرضته.
دائرتين التيرست
تم وصف تصميمي المفاتيح الإلكترونية التاليين بواسطة V Burlako في عام 1999. تم نشرها في مجلة Signal رقم 4.
بدء تشغيل محرك خفيف
تم تصميم الجهاز للمحركات التي تصل طاقتها إلى 2.2 كيلو واط ويحتوي على الحد الأدنى من الأجزاء الإلكترونية.
يقوم المكثف C، الذي له مفاعلة سعوية، تحت تأثير الجهد المطبق على لوحاته، بإزاحة ناقل التيار للأمام بمقدار 90 درجة، وتوجيهه للتحكم في الدينستور VS2.
يتم تنظيم فرق الجهد عبر المكثف بواسطة المقاومة الكلية R1، R2. يتم تغذية نبض الدينستور إلى قطب التحكم الخاص بـ triac VS1، والذي يقوم بحقن التيار في ملف المحرك.
دائرة بدء تشغيل المحرك تحت الحمل
بالنسبة للآلات والآليات التي تخلق مقاومة كبيرة لدوران الدوار، يوصى بتبديل اللفات إلى دائرة النجمة المفتوحة مع إنشاء عزمي دوران.
تتم الإشارة إلى قطبية اللفات الحركية بالنقاط في الرسم التخطيطي. تعمل سلاسل تحويل الطور للنبضات الحالية باستخدام نفس التقنية كما في الحالات السابقة. تتم الإشارة إلى تصنيفات الأجزاء الكهربائية بجوار الرموز الرسومية الخاصة بها.
ميزات الإعداد
يتم إغلاق جميع جهات الاتصال الثلاثة لهذا المبدئ في وقت واحد عند الضغط على زر "ابدأ"، وعند تحريره:
- ويبقى الطرفان المتطرفان في حالة مغلقة؛
- منتصف - فواصل، وإيقاف تشغيل دائرة متعرجا البداية.
يتم توفير النبض الحالي من خلال هذا الاتصال الأوسط في كلا الدائرتين. تعمل الدائرة فقط للوقت اللازم لتدوير المحرك، وبعد ذلك يتم إخراجها من التشغيل وفصلها عن مصدر التيار الكهربائي.
يتم تحديد لحظة بدء تشغيل المحرك في كل دائرة بعد تطبيق الجهد عن طريق تغيير المقاومة R2. وفي الوقت نفسه، تمر تيارات كبيرة في المثلث حتى يدور الدوار للأعلى، مما يسبب اهتزازات قوية للهيكل. لتقليلها، يوصى بتحديد نبض تحويل الطور على مراحل، وليس بسلاسة.
في الوضع الأمثل لـ R2، يبدأ المحرك بدون اهتزاز.
بالنسبة للمحركات منخفضة الطاقة، من الممكن تركيب الترياتك بدون مشعات تبريد، لكن الأخير لا يزال يزيد من موثوقية الدائرة.
رأيي في الطريقة
في الدوائر الثلاث المدروسة، يتدفق تيار وضع التشغيل عبر جميع اللفات المتصلة. لا يتم إنفاق الاستهلاك الكامل للطاقة المطبقة بشكل مربح. يتم توليد حوالي 30٪ فقط من قوتها من خلال دوران الدوار. أما الباقي، حوالي 70%، فهو خسائر لا يمكن تعويضها.
إذا كان شخص ما راضيا عن بدء تشغيل محرك ثلاثي الطور في شبكة أحادية الطور وفقا لهذا المخطط، فهذا هو اختيارك. لقد قمت بمراجعة هذه المخططات لإظهار إيجابيتها و الجوانب السلبيةدون أن تفرض رأيك.
بدأ منشئو مقاطع الفيديو على YouTube في استخدام هذا الموضوع على نطاق واسع، حيث حصل على عدد من المشاهدات والمشتركين، مثل YUKA LAKHT، في مقطع الفيديو الخاص به "بدون مكثف تشغيل محرك ثلاثي الطور".
قم باختيارك بوعي، وإذا كانت لديك أي أسئلة حول الموضوع، فمن المناسب لك الآن أن تطرحها في التعليقات.
يستخدم العديد من الهواة والمحترفين المعدات الكهربائية لأغراض مختلفة في عملهم. وفي كثير من الحالات، يتم تشغيل المعدات الكهربائية بواسطة محركات ثلاثية الطور. لكن الشبكة ثلاثية الطور غالبًا ما تكون غير متوفرة في المرائب والأسر الفردية. ومن ثم تأتي المخططات الخاصة بتوصيل محرك ثلاثي الطور بشبكة أحادية الطور للإنقاذ.
الأكثر شيوعًا والمستخدمة في الأدوات الآلية هي محركات التيار المتردد غير المتزامنة ثلاثية الطور مع دوار قفص السنجاب. سننظر في اتصالهم بشبكة أحادية الطور. عندما يتم توصيل محرك بشبكة ثلاثية الطور، يتدفق التيار المتردد عبر ثلاث ملفات في أوقات مختلفة. يخلق هذا التيار مجالًا مغناطيسيًا دوارًا، والذي يبدأ في تدوير الجزء الدوار للمحرك.
عندما يتم توصيل المحرك بشبكة أحادية الطور، يتدفق التيار عبر اللفات، ولكن لا يوجد مجال مغناطيسي دوار ولا يدور الجزء المتحرك. تم العثور على طريقة للخروج من هذا الوضع. تبين أن الطريقة الأبسط والأكثر فعالية هي استخدام إحدى اللفات الحركية. يقوم المكثف، الذي يستقبل الطاقة ويطلقها بشكل نبضي، بإنشاء تحول في الطور، ويتم الحصول على مجال مغناطيسي دوار في ملفات المحرك ويعمل. الحاوية باستمرار تحت الجهد وتسمى العمل.
كيفية اختيار المكثفات المناسبة
من الناحية النظرية، من المفترض حساب السعة المطلوبة عن طريق قسمة التيار على الجهد وضرب القيمة الناتجة في المعامل. ل أنواع مختلفةمعامل توصيلات اللف هو:
- نجمة – 2800;
- مثلث - 4800.
عيب هذه الطريقة هو أن لوحة البيانات لا يتم حفظها دائمًا على المحرك الكهربائي. من المستحيل معرفة عامل القدرة وقوة المحرك بدقة، وبالتالي قوة التيار. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن تتأثر القوة الحالية بعوامل مثل انحرافات الجهد في الشبكة وكمية الحمل على المحرك.
| قوة المحرك الكهربائي، كيلوواط | 0,4 | 0,6 | 0,8 | 1,1 | 1,5 | 2,2 |
| سعة المكثف C2 في الوضع الاسمي، μF | 40 | 60 | 80 | 100 | 150 | 230 |
| سعة المكثف C2 في وضع التحميل المنخفض، μF | 25 | 40 | 60 | 80 | 130 | 200 |
| سعة مكثف البدء C1 في الوضع الاسمي μF | 80 | 120 | 160 | 200 | 250 | 300 |
| سعة المكثف C1 في وضع التحميل المنخفض، μF | 20 | 35 | 45 | 60 | 80 | 100 |
ولذلك، ينبغي استخدام حساب مبسط لسعة المكثفات العاملة. فقط ضع في اعتبارك أنه مقابل كل 100 واط من الطاقة، تحتاج إلى 7 ميكروفاراد من السعة. يعد استخدام العديد من المكثفات الصغيرة المتوازية، ويفضل أن تكون بنفس السعة، أكثر ملاءمة من استخدام مكثف واحد كبير. ببساطة، قم بتلخيص سعة المكثفات المجمعة، يمكنك بسهولة تحديد واختيار القيمة المثلى. في البداية، من الأفضل التقليل من القدرة الإجمالية بنسبة عشرة بالمائة.
إذا بدأ تشغيل المحرك بسهولة ولديه طاقة كافية للتشغيل، فهذا يعني أنه تم اختيار كل شيء بشكل صحيح. إذا لم يكن الأمر كذلك، فلا تزال بحاجة إلى توصيل المكثفات حتى يصل المحرك إلى الطاقة المثلى.
مرجع.عند توصيل محرك غير متزامن ثلاثي الطور مع دوار قفص السنجاب بشبكة أحادية الطور، يتم فقدان ما لا يقل عن ثلث قوته.
يجب أن نتذكر أن الكثير ليس جيدًا دائمًا، وإذا تم تجاوز السعة المثلى للمكثفات العاملة، فسوف يسخن المحرك. يمكن أن يؤدي ارتفاع درجة الحرارة إلى احتراق اللفات وفشل المحرك الكهربائي.
مهم!يجب توصيل المكثفات بالتوازي.
يُنصح باختيار المكثفات بجهد تشغيل لا يقل عن 450 فولت. الأكثر شيوعًا هي ما يسمى بالمكثفات الورقية، مع الحرف B في الاسم. حاليًا، يتم أيضًا إنتاج ما يسمى بالمكثفات الحركية المتخصصة، على سبيل المثال K78-98.
انتباه!يُنصح باختيار المكثفات للتيار المتردد. من الممكن أيضًا استخدام الآخرين، ولكنه يرتبط بتعقيد المخطط والعواقب غير المرغوب فيها المحتملة.
إذا بدأ المحرك تحت الحمل وكان الأمر صعبًا، فستكون هناك حاجة أيضًا إلى مكثف البدء. يتم تشغيله بالتوازي مع العامل لفترة قصيرة عند بدء تشغيل المحرك الكهربائي. ويجب أن تكون سعتها مساوية أو لا تزيد على ضعف قدرة العامل.
مخطط توصيل محرك كهربائي 380 إلى 220 فولت مع مكثف
إن توصيل محرك ثلاثي الطور بشبكة أحادية الطور ليس بالأمر الصعب وحتى كهربائي الهواة يمكنه التعامل معه. إذا ظهرت صعوبات، يجب عليك الاتصال بأصدقائك أو معارفك. سيكون هناك دائمًا كهربائي مختص في مكان قريب.
ترتبط ملفات المحركات ثلاثية الطور بجهد تشغيل يتراوح من 380 إلى 220 للتشغيل في شبكة من ثلاثمائة وثمانين فولت في دائرة نجمية. وهذا يعني أن نهايات اللفات متصلة ببعضها البعض، والبدايات متصلة بالشبكة. لتتمكن من تشغيل محرك كهربائي في شبكة أحادية الطور بجهد 220 فولت، من الضروري أولاً تحويل ملفه إلى دائرة مثلثة. أولئك. ربط نهاية الأول ببداية الثاني، ونهاية الثاني ببداية الثالث، ونهاية الثالث ببداية الأول.
ستكون هذه التوصيلات هي الخيوط المحركة للاتصال بمصدر الطاقة. يجب توصيل المخرجين من خلال مفتاح ثنائي القطب إلى الصفر والمرحلة للشبكة 220 فولت. قم بتوصيل المخرج الثالث من خلال المكثفات العاملة بأي من المخرجين الأولين من المحرك. يمكنك محاولة تشغيله.
إذا تم الإطلاق بنجاح، ويعمل المحرك بقوة مقبولة ولا يسخن كثيراً، فلا داعي لتغيير أي شيء. والنتيجة هي دائرة قابلة للعمل فقط مع المكثفات العاملة.
في حالة بدء التشغيل تحت الحمل أو ببساطة وجود صعوبة في تشغيل المحرك، فقد يستغرق الأمر وقتًا طويلاً للدوران وعدم الوصول إلى الطاقة المقبولة. ثم ستحتاج أيضًا إلى تضمين سعة البداية في الدائرة. يتم اختيار مكثفات البدء من نفس نوع المكثفات العاملة. نفس أو ضعف قدرة العمال. وهم متصلون بالتوازي معهم. يستخدم فقط لبدء تشغيل المحرك الكهربائي.
من المريح جدًا استخدام نوع من مفاتيح سلسلة AP لمثل هذه البداية. من المهم أن يكون مصممًا بجهات اتصال جماعية. فيه، عند الضغط على زر "ابدأ"، يظل زوج من جهات الاتصال مغلقًا حتى تضغط على زر "إيقاف". ترتبط أطراف المحرك والشبكة الكهربائية بها. يتم إغلاق جهة الاتصال الثالثة فقط أثناء الضغط باستمرار على زر "ابدأ" ويتم توصيل مكثف البدء من خلاله. غالبًا ما يتم تركيب المفاتيح من هذا النوع، التي لا تحتوي على معدات أمان، على غسالات الطرد المركزي السوفيتية القديمة.
مخطط توصيل محرك كهربائي بدون مكثفات
مخططات عملية حقًا لتوصيل محرك ثلاثي الطور الشبكة المنزليةلا يوجد 220 فولت بدون مكثفات. يقترح بعض المخترعين توصيل المحركات من خلال ملفات الحث أو المقاومة. يُزعم أنه بهذه الطريقة يتم إنشاء تحول الطور بالزاوية المطلوبة ويدور المحرك. يقدم البعض الآخر دوائر اتصال الثايرستور. وهذا لا يجدي نفعاً في الممارسة العملية، ولا فائدة من إعادة اختراع العجلة. عندما تكون هناك طريقة رخيصة ومثبتة لبدء استخدام المكثفات.
خيار العمل حقًا هو توصيل محرك غير متزامن ثلاثي الطور من خلال محول التردد. المحول متصل بالشبكة المنزلية والمخرجات ثلاث مراحل الحالية، ومع الاحتمال بداية ناعمةوالتحكم في السرعة. لكن مثل هذه المعجزة تكلف حوالي 7000 روبل بقوة متصلة تبلغ 250 واط فقط. الأجهزة القوية أغلى بكثير. مقابل هذا المبلغ من المال، يمكنك شراء معدات كهربائية مع إمكانية الاتصال بدائرة أحادية الطور. سواء كانت مخرطة صغيرة أو منشارًا دائريًا أو مضخة أو ضاغطًا.
كيفية الاتصال مع العكس
التأكد من أن الدوار يدور في الاتجاه المعاكس ليس بالأمر الصعب. يجب إضافة مفتاح ذو موضعين إلى مخطط أسلاك المحرك. يتم توصيل جهة الاتصال الوسطى للمفتاح بأحد جهات اتصال المكثفات، والأخرى الخارجية بأطراف المحرك.
انتباه!تحتاج أولاً إلى تحديد اتجاه الدوران باستخدام المفتاح، وبعد ذلك فقط قم بتشغيل المحرك. عندما يكون المحرك الكهربائي قيد التشغيل، لا يمكن استخدام مفتاح اتجاه الدوران.
لا تمثل الخيارات المدروسة لتوصيل المحركات الصناعية بالشبكة المنزلية صعوبة كبيرة في تنفيذها. من المهم فقط إيلاء اهتمام وثيق لبعض الفروق الدقيقة والمعدات، على الرغم من فقدان طفيف للطاقة، سوف تستمر لفترة طويلة وتكون مفيدة.
في أُسرَةفي بعض الأحيان يصبح من الضروري تشغيل 3 مراحل محرك كهربائي غير متزامن(جحيم). إذا كان لديك شبكة ثلاثية الطور، فهذا ليس بالأمر الصعب. في حالة عدم وجود شبكة ثلاثية الطور، يمكن تشغيل المحرك من شبكة أحادية الطور عن طريق إضافة مكثفات إلى الدائرة.
من الناحية الهيكلية، يتكون IM من جزء ثابت - الجزء الثابت، وجزء متحرك - الدوار. يتم وضع اللفات في فتحات على الجزء الثابت. لف الجزء الثابت هو لف ثلاث مراحل، يتم توزيع موصلاتها بالتساوي حول محيط الجزء الثابت ويتم وضعها على مراحل في الأخاديد بمسافة زاوية تبلغ 120 درجة. درجات. يتم إخراج نهايات وبدايات اللفات إلى صندوق التوصيل. اللفات تشكل أزواج من الأعمدة. تعتمد سرعة الدوار المقدرة للمحرك على عدد أزواج الأقطاب. تحتوي معظم المحركات الصناعية العامة على 1-3 أزواج من الأعمدة، وفي كثير من الأحيان 4. تتميز المحركات ذات العدد الكبير من أزواج الأعمدة بكفاءة منخفضة وأبعاد أكبر، وبالتالي نادرًا ما يتم استخدامها. كلما زاد عدد أزواج الأقطاب، انخفضت سرعة دوار المحرك. يتم إنتاج المحركات الصناعية العامة بعدد من سرعات الدوار القياسية: 300، 1000، 1500، 3000 دورة في الدقيقة.
دوار IM عبارة عن عمود به ملف قصير الدائرة. في IMs ذات الطاقة المنخفضة والمتوسطة، يتم إجراء اللف عادة عن طريق صب سبائك الألومنيوم المنصهرة في أخاديد قلب الدوار. جنبا إلى جنب مع القضبان، يتم صب حلقات قصيرة الدائرة وشفرات نهاية، والتي تقوم بتهوية الآلة. في الآلات عالية الطاقة، يتم تصنيع اللف من قضبان النحاس، والتي يتم توصيل نهاياتها بحلقات قصيرة الدائرة عن طريق اللحام.
عندما يتم تشغيل IM في شبكة ثلاثية الطور، يبدأ التيار بالتدفق عبر اللفات بدوره في أوقات مختلفة. في فترة زمنية واحدة، يمر التيار على طول قطب الطور أ، في آخر على طول قطب الطور ب، في الثالثة على طول قطب الطور ج. يمر التيار عبر أقطاب اللفات، ويخلق بالتناوب مغناطيسيًا دوارًا المجال الذي يتفاعل مع ملف الجزء المتحرك ويؤدي إلى دورانه، كما لو أنه يدفعه في مستويات مختلفة في أوقات مختلفة.
إذا قمت بتشغيل IM في شبكة ذات مرحلة واحدة، فسيتم إنشاء عزم الدوران بواسطة ملف واحد فقط. ستعمل مثل هذه اللحظة على الدوار في مستوى واحد. هذه اللحظة ليست كافية لتحريك الدوار وتدويره. لإنشاء تحول طور لتيار القطب بالنسبة إلى طور العرض، يتم استخدام مكثفات تحويل الطور في الشكل 1.
يمكن استخدام المكثفات من أي نوع، باستثناء المكثفات الإلكتروليتية. المكثفات مثل MBGO، MBG4، K75-12، K78-17 مناسبة تمامًا. تظهر بعض بيانات المكثف في الجدول 1.
إذا كان من الضروري الحصول على سعة معينة، فيجب توصيل المكثفات على التوازي.
أساسي الخصائص الكهربائيةضغط الدم موضح في جواز السفر، الشكل 2.
الشكل 2
يتضح من جواز السفر أن المحرك ثلاثي الطور بقوة 0.25 كيلو واط، 1370 دورة في الدقيقة، ومن الممكن تغيير مخطط توصيل اللف. مخطط توصيل اللفات هو "مثلث" بجهد 220 فولت، "نجم" بجهد 380 فولت، على التوالي، التيار هو 2.0/1.16 أمبير.
يظهر مخطط اتصال النجمة في الشكل 3. مع هذا الاتصال، يتم توفير جهد كهربائي إلى ملفات المحرك الكهربائي بين النقاط AB (الجهد الخطي U l) وهو أكبر مرات من الجهد بين النقاط AO (جهد الطور U f).
الشكل 3: مخطط اتصال النجمة.
وبالتالي، فإن الجهد الخطي أكبر بعدة مرات من جهد الطور: . في هذه الحالة، تيار الطور I f يساوي التيار الخطي I l.
دعونا نلقي نظرة على مخطط اتصال المثلث في الشكل. 4:
الشكل 4 مخطط اتصال دلتا
مع مثل هذا الاتصال، فإن الجهد الخطي U L يساوي جهد الطور U f. والتيار في الخط أنا أكبر مرات المرحلة الحاليةلو: .
وبالتالي، إذا تم تصميم IM لجهد 220/380 فولت، ثم لتوصيله بجهد طور 220 فولت، يتم استخدام مخطط اتصال "مثلث" للملفات الثابتة. وللاتصال بجهد خطي 380 فولت - اتصال نجمي.
لبدء هذه الرسالة الفورية من شبكة أحادية الطور بجهد 220 فولت، يجب تشغيل اللفات حسب دائرة "دلتا"، الشكل 5.
الشكل 5: مخطط توصيل اللفات EM وفقًا لمخطط "المثلث".
يظهر الرسم التخطيطي لتوصيل اللفات في صندوق الإخراج في الشكل. 6
الشكل 6: الاتصال في صندوق إخراج ED وفقًا لمخطط "المثلث".
لتوصيل محرك كهربائي وفقًا لدائرة نجمية، من الضروري توصيل ملفين من الطور مباشرة بشبكة أحادية الطور، والثالث من خلال مكثف العمل C p بأي من أسلاك الشبكة في الشكل. 6.
يظهر الشكل الاتصال في الصندوق الطرفي للدائرة النجمية. 7.
الشكل: 7 مخطط توصيل اللفات EM وفقًا لمخطط "النجم".
يظهر الرسم التخطيطي لتوصيل اللفات في صندوق الإخراج في الشكل. 8
الشكل 8: الاتصال في صندوق إخراج ED وفقًا لمخطط "النجمة".
يتم حساب سعة مكثف العمل C p لهذه الدوائر بالصيغة:
,
حيث أنا n - التيار المقنن، U n - جهد التشغيل المقدر.
في حالتنا، لتشغيل الدائرة "المثلثة"، تكون سعة المكثف العامل C p = 25 μF.
يجب أن يكون جهد تشغيل المكثف أكبر بمقدار 1.15 مرة الجهد المقننشبكة التوريد.
لبدء تشغيل IM ذو طاقة صغيرة، عادة ما يكون مكثف العمل كافيًا، ولكن بقوة تزيد عن 1.5 كيلووات، إما أن المحرك لا يبدأ أو يزيد سرعته ببطء شديد، لذلك من الضروري أيضًا استخدام مكثف البدء C p يجب أن تكون سعة مكثف البدء 2.5-3 مرات أكبر من سعة مكثف العمل.
مخطط توصيل ملفات المحرك الكهربائي المتصلة بنمط دلتا باستخدام مكثفات البدايةيظهر C p في الشكل. 9.
الشكل. 9 مخطط توصيل اللفات EM وفقًا لمخطط "المثلث" باستخدام مكثفات البدء
يظهر الشكل مخطط توصيل اللفات المحرك النجمي باستخدام مكثفات البدء. 10.
الشكل: 10 مخطط توصيل اللفات EM وفقًا للدائرة "النجمية" باستخدام مكثفات البدء.
يتم توصيل مكثفات البدء C p بالتوازي مع المكثفات العاملة باستخدام زر KN لمدة 2-3 ثوانٍ. في هذه الحالة، يجب أن تصل سرعة دوران الجزء الدوار للمحرك الكهربائي إلى 0.7…0.8 من سرعة الدوران المقدرة.
لبدء المراسلة الفورية باستخدام مكثفات البدء، من الملائم استخدام الزر الشكل 11.
الشكل 11
من الناحية الهيكلية، الزر عبارة عن مفتاح ثلاثي الأقطاب، يتم إغلاق زوج واحد من نقاط الاتصال عند الضغط على الزر. عند تحريرها، يتم فتح جهات الاتصال، ويظل زوج جهات الاتصال المتبقي قيد التشغيل حتى يتم الضغط على زر الإيقاف. يؤدي الزوج الأوسط من جهات الاتصال وظيفة زر KN (الشكل 9، الشكل 10)، والذي يتم من خلاله توصيل مكثفات البدء، ويعمل الزوجان الآخران كمفتاح.
قد يتبين أنه في صندوق توصيل المحرك الكهربائي يتم عمل نهايات ملفات الطور داخل المحرك. ومن ثم لا يمكن توصيل المراسلة الفورية إلا وفقًا للمخططات الموضحة في الشكل 7، الشكل 1. 10 حسب القوة.
يوجد أيضًا رسم تخطيطي لتوصيل اللفات الثابتة لمحرك كهربائي ثلاثي الطور - النجم الجزئي الشكل. 12. من الممكن إجراء اتصال وفقًا لهذا المخطط إذا تم إخراج بدايات ونهايات ملفات الطور الثابت في صندوق التوصيل.
الشكل 12
يُنصح بتوصيل محرك كهربائي وفقًا لهذا المخطط عندما يكون من الضروري إنشاء عزم دوران يتجاوز عزم الدوران الاسمي. تنشأ هذه الحاجة في محركات الآليات ذات ظروف البدء الصعبة، عند بدء تشغيل الآليات تحت الحمل. تجدر الإشارة إلى أن التيار الناتج في أسلاك الإمداد يتجاوز التيار المقنن بنسبة 70-75٪. يجب أن يؤخذ ذلك في الاعتبار عند اختيار المقطع العرضي للسلك لتوصيل المحرك الكهربائي.
سعة مكثف العمل C p للدائرة في الشكل. يتم حساب 12 بالصيغة:
.
يجب أن تكون سعة مكثفات البدء أكبر بمقدار 2.5-3 مرات من السعة C r. يجب أن يكون جهد تشغيل المكثفات في كلتا الدائرتين 2.2 مرة الجهد المقنن.
عادةً ما يتم تمييز أطراف اللفات الثابتة للمحركات الكهربائية بعلامات معدنية أو من الورق المقوى تشير إلى بدايات ونهايات اللفات. إذا لم تكن هناك علامات لسبب ما، فتابع على النحو التالي. أولاً، يتم تحديد انتماء الأسلاك إلى المراحل الفردية لملف الجزء الثابت. للقيام بذلك، خذ أيًا من الأطراف الخارجية الستة للمحرك الكهربائي وقم بتوصيله بأي مصدر طاقة، وقم بتوصيل الطرف الثاني من المصدر بمصباح التحكم، وبالسلك الثاني من المصباح، المس الخمسة المتبقية بالتناوب أطراف لف الجزء الثابت حتى يضيء الضوء. عندما يضيء الضوء، فهذا يعني أن المحطتين تنتميان إلى نفس المرحلة. تقليديا، نحتفل ببداية السلك الأول C1 بالعلامات، ونهايته - C4. وبالمثل، سنجد بداية ونهاية الملف الثاني ونحددهما C2 وC5، وبداية ونهاية الملف الثالث - C3 وC6.
ستكون المرحلة التالية والرئيسية هي تحديد بداية ونهاية اللفات الجزء الثابت. للقيام بذلك، سوف نستخدم طريقة الاختيار المستخدمة للمحركات الكهربائية بقدرة تصل إلى 5 كيلوواط. لنقم بتوصيل جميع بدايات اللفات الطورية للمحركات الكهربائية وفقًا للعلامات المتصلة مسبقًا بنقطة واحدة (باستخدام دائرة نجمية) وتوصيل المحرك الكهربائي بشبكة أحادية الطور باستخدام المكثفات.
إذا ارتفع المحرك على الفور بالسرعة المقدرة دون طنين قوي، فهذا يعني أن جميع بدايات الملف أو جميع أطرافه قد وصلت إلى النقطة المشتركة. إذا كان المحرك يصدر طنينًا قويًا عند تشغيله ولم يتمكن الدوار من الوصول إلى السرعة المقدرة، فيجب تبديل المحطات الطرفية C1 وC4 في الملف الأول. إذا لم يساعد ذلك، فيجب إعادة نهايات الملف الأول إلى موضعها الأصلي ويتم الآن تبديل المطرافين C2 وC5. افعل نفس الشيء؛ للزوج الثالث إذا استمر المحرك في الهمهمة.
عند تحديد بدايات ونهايات اللفات، يجب الالتزام الصارم بقواعد السلامة. على وجه الخصوص، عند لمس مشابك لف الجزء الثابت، أمسك الأسلاك من الجزء المعزول فقط. يجب أن يتم ذلك أيضًا لأن المحرك الكهربائي يحتوي على قلب مغناطيسي فولاذي مشترك وقد يظهر جهد كبير عند أطراف اللفات الأخرى.
لتغيير اتجاه دوران الجزء الدوار للعضو الثابت المتصل بشبكة أحادية الطور وفقًا لدائرة "المثلث" (انظر الشكل 5) ، يكفي توصيل ملف الطور الثالث للجزء الثابت (W) من خلال مكثف إلى محطة المرحلة الثانية من لف الجزء الثابت (V).
لتغيير اتجاه دوران IM متصل بشبكة أحادية الطور وفقًا للدائرة "النجمية" (انظر الشكل 7)، تحتاج إلى توصيل ملف المرحلة الثالثة للجزء الثابت (W) من خلال مكثف بالمحطة من اللف الثاني (V).
عند التحقق من الحالة الفنية للمحركات الكهربائية، يمكنك في كثير من الأحيان أن تلاحظ بخيبة أمل أنه بعد التشغيل لفترة طويلة، تظهر ضوضاء واهتزازات غريبة، ومن الصعب تشغيل الدوار يدويًا. قد يكون السبب في ذلك هو الحالة السيئة للمحامل: المطاحن مغطاة بالصدأ والخدوش والخدوش العميقة وتلف الكرات الفردية والقفص. وفي جميع الأحوال يجب فحص المحرك الكهربائي وإزالة أي أعطال موجودة. في حالة حدوث أضرار طفيفة، يكفي غسل المحامل بالبنزين وتشحيمها.