محركات غير متزامنة أحادية الطور وثنائية الطور
الغرض والجهاز ومبدأ تشغيل المحركات أحادية الطور غير المتزامنة
المحركات الحثية أحادية الطور هي آلات منخفضة الطاقة تشبه محركات قفص السنجاب ثلاثية الطور المماثلة في التصميم.
تختلف المحركات غير المتزامنة أحادية الطور عن المحركات ثلاثية الطور في ترتيب الجزء الثابت ، حيث يوجد ملف ثنائي الطور في أخاديد الدائرة المغناطيسية ، التي تتكون من المرحلة الرئيسية أو مرحلة العمل بمساحة طور تبلغ 120 ش. البرد ويؤدي إلى المحطات التي تحمل علامة C1 و C2 ، وإلى مرحلة مساعدة أو بداية مع منطقة طور 60 el. البرد ويؤدي إلى المحطات التي تحمل علامة B1 و B2 (الشكل 1).
يتم تعويض المحاور المغناطيسية لمراحل اللف هذه بالنسبة لبعضها البعض بزاوية 0 = 90 ش. يشيد. لا يمكن لمرحلة العمل المتصلة بشبكة الجهد المتناوب أن تتسبب في دوران الجزء المتحرك ، لأن تياره يثير مجالًا مغناطيسيًا متناوبًا مع محور تناظر ثابت ، يتميز بتحريض مغناطيسي يتغير بشكل متناسق مع مرور الوقت.
أرز. 1. مخطط دائري لمحرك تحريضي على شكل قفص سنجابي أحادي الطور.
يمكن تمثيل هذا المجال بمكونين - حقول مغناطيسية دائرية متطابقة ذات تسلسل مباشر وعكسي ، تدور مع تحريض مغناطيسي ، تدور في اتجاهين متعاكسين بنفس السرعة. ومع ذلك ، عندما يتم تسريع الدوار مسبقًا في الاتجاه المطلوب ، فإنه يستمر في الدوران في نفس الاتجاه عند تشغيل مرحلة العمل.
لهذا السبب ، يبدأ تشغيل المحرك أحادي الطور بتسريع الدوار بالضغط على زر البدء ، مما يتسبب في إثارة التيارات في كلتا مرحلتي لف الجزء الثابت ، والتي يتم إزاحتها طورًا بمقدار اعتمادًا على معلمات جهاز تحويل الطور Z ، المصنوع على شكل مقاوم أو مغو أو مكثف ، وعناصر دائرة كهربائية تشمل مرحلتي التشغيل والبدء لملف الجزء الثابت. تسبب هذه التيارات مجالًا مغناطيسيًا دوارًا في الجهاز مع حث مغناطيسي في فجوة الهواء ، والتي تتغير بشكل دوري ورتيبة ضمن القيم القصوى والدنيا ، وتصف نهاية المتجه القطع الناقص.
هو - هي. يكتشف المجال المغناطيسي الدوار البيضاوي المجالات الكهرومغناطيسية والتيارات في أسلاك ملف الدوار قصير الدائرة ، والذي يتفاعل مع هذا المجال ، ويضمن تسريع الدوار للمحرك أحادي الطور في اتجاه دوران المجال ، وهو تصل إلى السرعة الاسمية تقريبًا في بضع ثوانٍ.
يؤدي تحرير زر البدء إلى نقل المحرك الكهربائي من الوضع ثنائي الطور إلى الوضع أحادي الطور ، والذي يتم دعمه بشكل إضافي بواسطة المكون المقابل للحقل المغناطيسي المتناوب ، والذي يكون أثناء دورانه متقدمًا قليلاً على الدوار الدوار بسبب الانزلاق.
يعد الفصل في الوقت المناسب لمرحلة بدء لف الجزء الثابت لمحرك غير متزامن أحادي الطور من شبكة الطاقة أمرًا ضروريًا نظرًا لتصميمه ، والذي يوفر طريقة تشغيل قصيرة المدى - عادةً ما يصل إلى 3 ثوانٍ ، مما يستبعد بقائه المطول تحت الحمل بسبب ارتفاع درجة الحرارة بشكل غير مقبول وحرق العزل والتلف.
يتم توفير زيادة موثوقية تشغيل المحركات غير المتزامنة أحادية الطور عن طريق تضمين مفتاح طرد مركزي في علبة الماكينة مع جهات اتصال متقطعة متصلة بأطراف مميزة بعلامات VT و B2 ومرحل حراري مع جهات اتصال مماثلة لها أطراف تم تمييزها بـ PT و C1 (الشكل 2 ، ج ، د).
يقوم مفتاح الطرد المركزي تلقائيًا بفصل مرحلة بدء لف الجزء الثابت المتصل بالأطراف المميزة بعلامة B1 و B2 عندما يصل الدوار إلى سرعة قريبة من السرعة المقدرة ، ويفصل المرحل الحراري كلا مرحلتي لف الجزء الثابت من التيار الكهربائي عندما يكون التسخين أعلى من المسموح.
يتم تحقيق انعكاس اتجاه دوران الدوار عن طريق تغيير اتجاه التيار في إحدى مراحل لف الجزء الثابت عند البدء بتبديل زر البدء وإعادة ترتيب اللوحة المعدنية على أطراف المحرك الكهربائي (الشكل. 2 ، أ ، ب) أو فقط عن طريق إعادة ترتيب لوحين متشابهين (الشكل 2 ، ج ، د).
أرز. 2. تعليم أطراف مراحل لف الجزء الثابت لمحرك غير متزامن أحادي الطور مع دوار سنجاب واتصالها بالدوران الدوار: أ ، ج - يمين ، ب ، د - يسار.
مقارنة الخصائص التقنية للمحركات غير المتزامنة أحادية الطور وثلاثية الطور
تختلف المحركات غير المتزامنة أحادية الطور عن الآلات ثلاثية الطور المتشابهة في القدرة المقدرة مع عامل عزم أولي مخفض kn = / Mnom وعامل تيار أولي متزايد ki = Mi / Mnom ، وهي محركات كهربائية أحادية الطور ذات مرحلة أولية من لف الجزء الثابت مع زيادة مقاومة التيار المباشر وانخفاض الحث لمرحلة العمل أهمية kn - 1.0 - 1.5 و ki = 5 - 9.
تعتبر خصائص البداية للمحركات غير المتزامنة أحادية الطور أسوأ من تلك الخاصة بالمحركات غير المتزامنة ثلاثية الطور نظرًا لحقيقة أن المجال المغناطيسي الدوار البيضاوي يكون متحمسًا في بداية الآلات أحادية الطور مع طور أولي من لف الجزء الثابت يعادل اثنين تتسبب المجالات المغناطيسية الدائرية غير المنتظمة - بشكل مباشر والعكس بالعكس - في حدوث تأثير على المكابح.
من خلال تحديد معلمات عناصر الدوائر الكهربائية لمرحلة العمل والبدء في لف الجزء الثابت ، من الممكن ضمان إثارة مجال مغناطيسي دائري عند بدء التشغيل ، وهو أمر ممكن باستخدام عنصر تبديل الطور المصنوع على شكل مكثف بسعة مناسبة.
نظرًا لأن تسارع الدوار يتسبب في حدوث تغيير في معلمات دوائر الماكينة ، يتغير المجال المغناطيسي الدوار من دائري إلى بيضاوي ، وبالتالي يؤدي إلى تدهور خصائص بدء المحرك. لذلك ، عند سرعة حوالي 0.8 اسمي ، يتم إيقاف تشغيل مرحلة بدء لف الجزء الثابت للمحرك الكهربائي يدويًا أو تلقائيًا ، ونتيجة لذلك يتحول المحرك إلى عملية أحادية الطور.
تحتوي المحركات غير المتزامنة أحادية الطور مع مكثف بدء التشغيل على مضاعفات عزم الدوران الأولي kp = 1.7 - 2.4 ومضاعفات تيار البدء الأولي ki = 3-5.
محركات غير متزامنة ثنائية الطور
في المحركات غير المتزامنة ثنائية الطور ، يتم لف مرحلتين من الجزء الثابت مع مناطق طور 90 el. تحيات العمال. تقع في أخاديد الدائرة المغناطيسية للجزء الثابت ، بحيث تشكل محاورها المغناطيسية زاوية 90 ش. يشيد. تختلف مراحل لف الجزء الثابت عن بعضها البعض ليس فقط في عدد الدورات ، ولكن أيضًا في الفولتية والتيارات المقدرة ، على الرغم من أن طاقتها الإجمالية هي نفسها في الوضع المقنن للمحرك.
في إحدى مراحل لف الجزء الثابت ، يوجد مكثف دائم Cp (الشكل 3 ، أ) ، والذي يوفر في ظل ظروف الوضع الاسمي للمحرك إثارة لحقل مغناطيسي دائري دائري. يتم تحديد سعة هذا المكثف بالصيغة:
° Cp = I1sinφ1 / 2πfUn2
حيث I1 و φ1- على التوالي ، إنزياح التيار والطور بين الجهد والتيار لدائرة الطور لملف الجزء الثابت بدون مكثف في مجال مغناطيسي دائري دائري ، I و ti - تردد التيار المتردد وفولطية الإمداد الشبكة ، على التوالي ، n- معامل التحويل - نسبة العدد الفعال لدورات مراحل لف الجزء الثابت ، على التوالي مع وبدون مكثف ، تحددها الصيغة
ن = kvol2 w2 / ktom 1 w1
حيث коб2 و коб1 - معاملات لف المراحل المقابلة من لف الجزء الثابت مع عدد المنعطفات w2 و w1.
جهد طرف المكثف Uc متصل في سلسلة مع مرحلة اللف لمحرك تحريضي ثنائي الطور مع مجال مغناطيسي دائري دائري فوق جهد التيار الكهربائي U ويتم تحديده على النحو التالي:
جامعة كاليفورنيا = U √1 + n2
يكون الانتقال إلى حمل محرك غير الاسمي مصحوبًا بتغيير في المجال المغناطيسي الدوار ، والذي يصبح بدلاً من الدوران بيضاوي الشكل.يؤدي هذا إلى تفاقم خصائص عمل المحرك ، وعند بدء التشغيل ، فإنه يقلل من الأولي ابتداء من عزم الدوران إلى MP <0.3Mnom ، مما يحد من استخدام محركات مكثف متصلة بشكل دائم فقط في التركيبات ذات ظروف بدء معتدلة.
لزيادة عزم الدوران الأولي ، يتم توصيل مكثف البدء Cn بالتوازي مع مكثف العمل Cp (الشكل 3 ، ب) ، التي تكون سعتها أكبر بكثير من سعة مكثف العمل وتعتمد على مجموعة البداية الأولية عزم الدوران ، والذي يمكن زيادته إلى اثنين أو أكثر.
أرز. 3. مخططات لتشغيل محركات غير متزامنة ثنائية الطور مع دوار قفص السنجاب: أ - بمكثف متصل بشكل دائم ، ب - مع مكثف تشغيل وبدء.
بعد أن يتسارع الجزء المتحرك إلى سرعة 0.6 - 0.7 من مكثف بدء التشغيل الاسمي ، يتم إيقاف تشغيله لتجنب انتقال مجال مغناطيسي دائري دوار إلى مجال بيضاوي ، مما يؤدي إلى تدهور عمل المحرك.
يتميز وضع بدء تشغيل هذه المحركات المكثفة بالمعلمات التالية: kn = 1.7 - 2.4 و ki = 4 - 6.
تتميز محركات المكثفات بخصائص طاقة أفضل من المحركات أحادية الطور مع حجاب أولي على لف الجزء الثابت ، وعامل طاقتها ، بفضل استخدام المكثفات ، أعلى من المحركات ثلاثية الطور بنفس القوة.
محركات عالمية غير متزامنة
تستخدم تركيبات التحكم الآلي محركات عالمية غير متزامنة - ثلاث مراحل ذات طاقة منخفضة ، متصلة بشبكة ثلاثية الطور أو أحادية الطور. عند تشغيلها من شبكة أحادية الطور ، تكون خصائص بدء وتشغيل المحركات أسوأ قليلاً مما كانت عليه عند استخدامها في الوضع ثلاثي الطور.
يتم إنتاج المحركات غير المتزامنة العالمية من سلسلة UAD بقطبين وأربعة أقطاب ، والتي في الوضع ثلاثي الطور لها طاقة اسمية تتراوح من 1.5 إلى 70 واط ، وفي وضع أحادي الطور - من 1 إلى 55 واط وتعمل من تيار متناوب شبكة جهد بتردد 50 هرتز بكفاءة η = 0.09 - 0.65.
محركات غير متزامنة أحادية الطور ذات أعمدة مظللة أو مظللة
في المحركات الحثية أحادية الطور ذات الأقطاب المنقسمة أو المظللة ، يتم تقسيم كل قطب بواسطة أخدود عميق إلى جزأين غير متكافئين ويحمل ملفًا أحادي الطور يغطي الدائرة المغناطيسية بأكملها للقطب والمنعطفات ذات الدائرة القصيرة الموجودة على الجزء الأصغر.
يحتوي دوار هذه المحركات على لف دائرة كهربائية قصيرة. إن تضمين لف الجزء الثابت في جهد جيبي مصحوب بتأسيس تيار فيه وإثارة مجال مغناطيسي متناوب مع محور تناظر ثابت ، مما يحفز emf المقابلة والتيارات في الحلقات ذات الدائرة القصيرة.
تحت تأثير تيارات الدائرة القصيرة ، تثير m.d.s المقابلة مجالًا مغناطيسيًا ، مما يمنع تقوية وإضعاف المجال المغناطيسي الرئيسي في أقطاب متكررة محمية. الحقول المغناطيسية للأجزاء المحمية وغير المحمية من القطبين خارجة عن الطور بمرور الوقت ، وتحولت في الفضاء ، وتشكل المجال المغناطيسي الدوار الناتج عن الحركة في الاتجاه من المحور المغناطيسي للجزء غير المحمي من القطب إلى المحور المغناطيسي من جزءها المحمي.
يؤدي تفاعل هذا المجال مع التيارات المستحثة في ملف الدوار إلى ظهور عزم الدوران الأولي Mn = (0.2 - 0.6) Mnom وتسريع الدوار إلى السرعة المقدرة ، إذا كان عزم الكبح المطبق على عمود المحرك لا لتتجاوز عزم الدوران البداية.
لزيادة بدء التشغيل الأولي وعزم الدوران الأقصى للمحركات غير المتزامنة أحادية الطور ذات الأقطاب المنقسمة أو المظللة ، يتم وضع تحويلات مغناطيسية للصفائح الفولاذية بين أقطابها ، مما يجعل المجال المغناطيسي الدوار أقرب إلى دائري.
المحركات ذات الأعمدة المظللة هي أجهزة غير قابلة للعكس تسمح ببدء التشغيل المتكرر والتوقف المفاجئ ويمكن أن تتأخر لفترة طويلة. لقد تم تصنيعها بقدرة تصنيف ثنائية وأربعة أقطاب تتراوح من 0.5 إلى 30 واط وبتصميم محسّن يصل إلى 300 واط للتشغيل من شبكة جهد متناوب بتردد 50 هرتز بكفاءة ηnom = 0.20 - 0.40.
اقرأ أيضا: Selsyns: الغرض ، الجهاز ، مبدأ العمل
