خصائص المحركات الحثية أحادية الطور

تستخدم المحركات غير المتزامنة أحادية الطور على نطاق واسع في التكنولوجيا والحياة اليومية. يمثل إنتاج المحركات الكهربائية غير المتزامنة أحادية الطور من جزء صغير من واط إلى مئات الواط أكثر من نصف إنتاج جميع الآلات منخفضة الطاقة ، وتتزايد قوتها باستمرار.

تنقسم المحركات أحادية الطور عمومًا إلى فئتين:

• محركات الأغراض العامة «التي تشمل المحركات الكهربائية الصناعية والمنزلية ؛

• محركات الأجهزة الأوتوماتيكية - محركات التيار المتردد المتحكم بها وغير المتحكم فيها والآلات الكهربائية المتخصصة منخفضة الطاقة (مولدات التاكوجين ، والمحولات الدوارة ، والسيلسين ، وما إلى ذلك).

نسبة كبيرة من المحركات الكهربائية غير المتزامنة هي محركات للأغراض العامة مصممة للعمل على شبكة تيار متردد أحادية الطور. ومع ذلك ، هناك مجموعة واسعة إلى حد ما من المحركات الكهربائية غير المتزامنة العالمية المصممة للعمل في كل من الشبكات أحادية الطور وثلاثية الطور.

لا يختلف تصميم المحركات العالمية عمليا عن التصميم التقليدي للآلات غير المتزامنة ثلاثية الطور... عند العمل على شبكة ثلاثية الطور ، تتمتع هذه المحركات بخصائص مشابهة لتلك الخاصة بالمحركات ثلاثية الطور.

تحتوي المحركات أحادية الطور على دوار قفص السنجاب ، ويمكن تصنيع لف الجزء الثابت في إصدارات مختلفة. في أغلب الأحيان ، يتم وضع ملف عمل يملأ ثلثي الفتحات وملف بدء يملأ الثلث المتبقي من الفتحات على الجزء الثابت. يتم حساب ملف التشغيل للتشغيل المستمر ويتم حساب ملف البدء فقط لفترة البداية. لذلك ، فهي مصنوعة من سلك بمقطع عرضي صغير وتحتوي على عدد كبير من المنعطفات. لإنشاء عزم بدء التشغيل ، يتضمن لف البداية عناصر تغيير الطور - مقاومات أو مكثفات.

يمكن أن تكون المحركات غير المتزامنة ذات الطاقة المنخفضة على مرحلتين عندما يكون لف العمل الموجود على الجزء الثابت مرحلتين مختلطين في الفضاء بمقدار 90 درجة. في إحدى المراحل ، يتم تضمين عنصر تحويل الطور باستمرار - مكثف أو مقاوم علوي ، مما يوفر تحولًا معينًا في الطور بين تيارات الملف.

عادة ما يطلق عليه محرك مع مكثف متصل بشكل دائم بإحدى المراحل مكثف... قد تكون سعة مكثف إزاحة الطور ثابتة ، ولكن في بعض الحالات قد تكون قيمة السعة مختلفة لبدء التشغيل ووضع التشغيل.

الميزة المميزة للمحركات غير المتزامنة أحادية الطور هي القدرة على تدوير الدوار في اتجاهات مختلفة. يتم تحديد اتجاه الدوران من خلال اتجاه عزم الدوران الأولي.

عند مقاومة الدوار المنخفضة (Ccr <1) ، لا يمكن لمحرك أحادي الطور أن يعمل في الوضع العكسي. يتوافق وضع المحرك مع دورات الدوار 0 <n <nc عند سرعة أعلى يحدث وضع المولد.

من خصائص المحركات أحادية الطور أن عزم الدوران الأقصى يعتمد على مقاومة الدوار. مع زيادة المقاومة النشطة للعضو الدوار ، ينخفض ​​الحد الأقصى لعزم الدوران ومع قيم مقاومة كبيرة Skr> 1 يصبح سالبًا.

عند اختيار نوع المحرك الكهربائي لقيادة جهاز أو آلية ، من الضروري معرفة خصائصه ، أهمها خصائص عزم الدوران (عزم بدء التشغيل الأولي ، عزم الدوران الأقصى ، الحد الأدنى لعزم الدوران) ، تردد الدوران ، الخصائص الصوتية الاهتزازية. في بعض الحالات ، تكون خصائص الطاقة والوزن مطلوبة أيضًا.

كمثال ، يتم حساب خصائص المحرك أحادي الطور بالمعلمات التالية:

• عدد المراحل - 1 ؛

• تردد التيار - 50 هرتز ؛

• جهد التيار الكهربائي - 220 فولت ؛

• المقاومة النشطة لفائف الجزء الثابت - 5 أوم ؛

• المقاومة الاستقرائية لفائف الجزء الثابت - 9.42 أوم ؛

• المقاومة الاستقرائية لملف الدوار - 5.6 أوم ؛

• الطول المحوري للآلة - 0.1 م ؛

• عدد الدورات في لف الجزء الثابت -320 ؛

• نصف قطر ثقب الجزء الثابت - 0.0382 م ؛

• عدد القنوات - 48 ؛

• فجوة هوائية - 1.0 × 103 م.

• عامل الحث الدوار 1.036.

يملأ الملف أحادي الطور ثلثي فتحات الجزء الثابت.

في التين. يوضح الشكل 1 تبعيات تيار المحرك الكهربائي أحادي الطور وعزم الانزلاق الكهرومغناطيسي. في وضع الخمول المثالي ، فإن تيار المحرك الذي تستهلكه الشبكة ، بشكل أساسي لإنشاء مجال مغناطيسي ، له قيمة كبيرة نسبيًا.

بالنسبة لمحرك مقلد ، يكون حجم تيار المغنطة حوالي 30٪ من التيار الأولي ، لمحركات ثلاثية الطور بنفس القوة - 10-15٪.تحتوي اللحظة الكهرومغناطيسية في وضع الخمول المثالي على قيمة سالبة تزداد مع زيادة مقاومة الدائرة الدوارة. في الانزلاق C = 1 ، العزم الكهرومغناطيسي هو صفر ، مما يؤكد التشغيل الصحيح للنموذج.

تين. 1. مغلفات الجهد المتجه والحث المغناطيسي في فجوة المحرك أثناء الانزلاق s = 1

أرز. 2. الاعتماد على عزم الدوران الحالي والعزم الكهرومغناطيسي لمحرك غير متزامن أحادي الطور على الانزلاق

تبعيات الطاقة المفيدة والمستهلكة على الانزلاق (الشكل 3) لها طابع تقليدي. كفاءة المحرك في وضع التباطؤ المثالي لها إشارة سلبية تقابل عزم الدوران السلبي ، وعامل القدرة في هذا الوضع منخفض جدًا (0.125 للمحرك المحاكى).

تفسر القيمة المنخفضة لعامل القدرة مقارنة بالمحركات ثلاثية الطور بالحجم الكبير لتيار المغنطة. مع زيادة الحمل ، تزداد قيمة عامل القدرة وتصبح قابلة للمقارنة مع المحركات ثلاثية الطور (الشكل 4).

أرز. 3. الاعتماد على الطاقة المفيدة والمستهلكة لمحرك غير متزامن أحادي الطور عند الانزلاق

أرز. 4. الاعتماد على معامل الفعل المفيد والطاقة لمحرك غير متزامن أحادي الطور عند الانزلاق

مع زيادة المقاومة النشطة للدوار ، يتناقص حجم العزم الكهرومغناطيسي ، وعند الانزلاق الحرج فوق الوحدة ، يصبح سالبًا.

في التين. يوضح الشكل 5 اعتماد العزم الكهرومغناطيسي لمحرك منزلق أحادي الطور لقيم مختلفة من التوصيل الكهربائي للوسيط الثانوي للمحرك.

أرز. 5.الاعتماد على العزم الكهرومغناطيسي لمحرك منزلق أحادي الطور بمقاومات دوار مختلفة (1 - 17 × 106 سم / م ، 2 - 1.7 × 106 سم / م)

تحتوي محركات المكثف على لفتين متصلتين بشكل دائم بالشبكة. واحد منهم متصل مباشرة بالشبكة ، والثاني متصل على التوالي بمكثف يوفر التحول الطور الضروري.

كلا الملفين يشغلان نفس عدد الفتحات الموجودة على الجزء الثابت ، ويتم حساب عدد دوراتهما وسعة المكثف بطريقة يتم فيها توفير مجال مغناطيسي دائري دائري مع بعض الانزلاق. في أغلب الأحيان ، يتم قبول القسيمة الاسمية على هذا النحو. في هذه الحالة ، يتضح أن العزم الأولي أصغر بكثير من العزم الاسمي.

المجال المغناطيسي في الوضع الأولي بيضاوي الشكل ؛ يتأثر تأثير المكونات المضادة للحركة في المجال المغناطيسي بشكل كبير. إذا زادت سعة المكثف باختياره من حالة الحصول على حقل دائري عند بدء التشغيل ، فسيحدث انخفاض في عزم الدوران و انخفاض في مؤشرات الطاقة عند الانزلاق الاسمي.

هناك متغير ثالث ممكن أيضًا ، عندما يقابل الحقل الدائري انزلاقًا بحجم أكبر مما هو عليه في الوضع الاسمي. لكن هذا المسار ليس هو الأمثل أيضًا ، لأن الزيادة في عزم الدوران مصحوبة بزيادة كبيرة في الخسائر. يمكن تحقيق زيادة في عزم بدء التشغيل لمحرك مكثف عن طريق زيادة المقاومة النشطة للدوار. تؤدي هذه الطريقة إلى زيادة الخسائر مع كل انزلاق ، مما يؤدي إلى انخفاض كفاءة المحرك.

أرز. 6.الاعتماد على تيارات محرك مكثف الانزلاق (Azp.o - ملف التشغيل الحالي ، Azk.o - تيار ملف المكثف ، تيار المحرك E)

أرز. 7. الاعتماد على P1 المستهلك وقوة الانزلاق P2 المفيدة للمكثف

أرز. 8. اعتماد معامل الحركة المفيدة والقوة والعزم الكهرومغناطيسي لمحرك مكثف الانزلاق

يتميز المحرك المكثف بأداء طاقة مرضٍ تمامًا ، وعامل قدرة مرتفع ، تتجاوز قيمته عامل القدرة لمحرك ثلاثي الطور ، ومع زيادة مقاومة الدوار وقدرة كبيرة ، وعزم دوران مرتفع. في نفس الوقت ، كما هو مذكور أعلاه ، فإن المحرك له قيمة كفاءة منخفضة.

أرز. 9. مخطط متجه لمحرك مكثف عند الانزلاق s = 0.1

يوضح الرسم البياني المتجه (الشكل 9) أنه عند القيمة المحددة لسعة المكثف ، فإن تيار ملف المكثف يؤدي بالنسبة إلى جهد الشبكة ، ويكون تيار ملف العمل متخلفًا. يوضح الرسم البياني أيضًا أنه عند الانزلاق بالقرب من الاسمية ، يكون المجال المغناطيسي للمحرك بيضاوي الشكل. للحصول على حقل دائري ، يجب تقليل قيمة السعة للمكثف بحيث تكون التيارات في الملفين متساوية في الحجم.

راجع أيضًا حول هذا الموضوع:محركات مكثف أحادية الطور متعددة السرعات