توصيل محرك ثلاثي الطور بشبكة أحادية الطور دون فقد الطاقة
كما تعلم ، عندما يتم توصيل محرك غير متزامن ثلاثي الطور بشبكة أحادية الطور ، وفقًا لدارات المكثف الشائعة: "مثلث" أو "نجم" ، يتم استخدام طاقة المحرك بمقدار النصف فقط (اعتمادًا على المحرك المستخدم).
بالإضافة إلى ذلك ، من الصعب بدء تشغيل المحرك تحت الحمل.
توضح المقالة المقترحة طريقة توصيل المحرك دون فقد الطاقة.
في العديد من الآلات والأجهزة الكهروميكانيكية للهواة ، غالبًا ما تستخدم محركات غير متزامنة ثلاثية الطور مع دوار قفص السنجاب. لسوء الحظ ، تعد الشبكة ثلاثية الطور في الحياة اليومية ظاهرة نادرة للغاية ، لذلك يستخدم الهواة مكثفًا لتغيير الطور لتشغيلهم من شبكة كهربائية تقليدية ، والتي لا تسمح بإدراك خصائص الطاقة وبدء تشغيل المحرك بشكل كامل. تعمل أجهزة "تحويل الطور" الحالية على تقليل الطاقة على عمود المحرك.
يظهر متغير من الرسم التخطيطي لجهاز لبدء تشغيل محرك كهربائي ثلاثي الطور دون فقد الطاقة أرز. واحد.
يتم توصيل لفات المحرك 220/380 فولت في مثلث ، ويتم توصيل المكثف C1 ، كالعادة ، بالتوازي مع أحدهما. يتم مساعدة المكثف بواسطة المحرِّض L1 ، المتصل بالتوازي مع ملف آخر. مع نسبة معينة من السعة للمكثف C1 ، ومحاثة الحث L1 وقوة الحمل ، من الممكن الحصول على تحول طور بين الفولتية على الفروع الثلاثة للحمل ، يساوي بالضبط 120 درجة.
على ال أرز. 2مخطط الجهد المتجه للجهاز الموضح في الشكل. 1 ، مع حمل مقاوم بحت R في كل فرع. التيار الخطي Il في شكل متجه يساوي الفرق بين التيارات Iz و Ia ، وفي القيمة المطلقة يتوافق مع القيمة If√3 ، حيث If = I1 = I2 = I3 = Ul / R هو تيار حمل الطور ، Ul = U1 = U2 = U3 = 220 فولت - جهد خط الشبكة. 
يتم تطبيق الجهد Uc1 = U2 على المكثف C1 ، والتيار من خلاله يساوي Ic1 ويتقدم على الجهد بمقدار 90 درجة في الطور.
وبالمثل ، يتم تطبيق الجهد UL1 = U3 على المحث L1 ، والتيار من خلاله يتخلف IL1 عن الجهد بمقدار 90 درجة.
إذا كانت القيم المطلقة للتيارات Ic1 و IL1 متساوية ، فإن فرق المتجه ، مع الاختيار الصحيح للسعة والحث ، يمكن أن يكون مساويًا لـ Il.
إن إنزياح الطور بين التيارات Ic1 و IL1 هو 60 درجة ، لذا فإن مثلث المتجهات Il و Ic1 و IL1 متساوي الأضلاع ، وقيمتها المطلقة هي Ic1 = IL1 = Il = If√3. بدوره ، تيار تحميل المرحلة إذا \ u003d P / ZUL ، حيث P هي إجمالي قوة التحميل.
بمعنى آخر ، إذا تم اختيار سعة المكثف C1 ومحاثة المحرِّض L1 بحيث عند تطبيق جهد 220 فولت عليهما ، فإن التيار من خلالها سيكون مساويًا لـ Ic1 = IL1 = P / (√3 ⋅Ul) = P / 380 ، كما هو موضح في أرز. واحدستوفر دائرة L1C1 جهدًا ثلاثي الطور للحمل مع مراعاة تغير الطور بدقة.
الجدول 1
| ف ، دبليو | IC1 = IL1، A | C1 ، uF | L1، H |
|---|---|---|---|
| 100 | 0.26 | 3.8 | 2.66 |
| 200 | 0.53 | 7.6 | 1.33 |
| 300 | 0.79 | 11.4 | 0.89 |
| 400 | 1.05 | 15.2 | 0.67 |
| 500 | 1.32 | 19.0 | 0.53 |
| 600 | 1.58 | 22.9 | 0.44 |
| 700 | 1.84 | 26.7 | 0.38 |
| 800 | 2.11 | 30.5 | 0.33 |
| 900 | 2.37 | 34.3 | 0.30 |
| 1000 | 2.63 | 38.1 | 0.27 |
| 1100 | 2.89 | 41.9 | 0.24 |
| 1200 | 3.16 | 45.7 | 0.22 |
| 1300 | 3.42 | 49.5 | 0.20 |
| 1400 | 3.68 | 53.3 | 0.19 |
| 1500 | 3.95 | 57.1 | 0.18 |
في التبويب. واحدالقيم الحالية Ic1 = IL1 معطاة. سعة المكثف C1 ومحاثة المحرِّض L1 لقيم مختلفة من الطاقة الإجمالية للحمل النشط البحت.
يحتوي الحمل الحقيقي على شكل محرك كهربائي على مكون استقرائي مهم. نتيجة لذلك ، يتأخر التيار الخطي في الطور مع تيار الحمل النشط بزاوية ما φ بترتيب 20 ... 40 درجة.
على لوحات أسماء المحركات الكهربائية ، لا يتم عادةً تحديد الزاوية ، ولكن جيب التمام - cosφ المعروف جيدًا ، يساوي نسبة المكون النشط للتيار الخطي إلى قيمته الكاملة.
المكون الاستقرائي للتيار المتدفق من خلال حمل الجهاز الموضح في أرز. واحد، يمكن تمثيلها كتيارات تمر عبر بعض المحاثات Ln متصلة بالتوازي مع المقاومة النشطة للحمل (الشكل 3 أ)، أو على نحو مكافئ ، بالتوازي مع C1 و L1 وأسلاك الشبكة.
من أرز. 3 بيمكن ملاحظة أنه نظرًا لأن التيار عبر المحرِّض هو طور مضاد للتيار عبر السعة ، فإن المحاثات LH تقلل التيار من خلال الفرع السعوي لدائرة تحويل الطور وتزيده من خلال الدائرة الحثية. لذلك ، من أجل الحفاظ على طور الجهد عند خرج دائرة تحويل الطور ، يجب زيادة التيار عبر المكثف C1 وتقليله من خلال الملف
يصبح الرسم البياني المتجه للحمل ذي المكون الاستقرائي أكثر تعقيدًا. جزءها ، الذي يسمح بإجراء الحسابات اللازمة ، مُدرج في أرز. أربعة.
يتحلل التيار الخطي الكلي Il هنا إلى مكونين: Ilcosφ النشط و Ilsinφ التفاعلي.
كنتيجة لحل نظام المعادلات لتحديد القيم المطلوبة للتيارات من خلال المكثف C1 والملف L1:
IC1sin30 ° + IL1sin30 ° = Ilcosφ، IC1cos30 ° - IL1cos30 ° = Ilsinφ ، 
نحصل على القيم التالية لهذه التيارات:
IC1 = 2 / √3⋅Ilsin (φ + 60 درجة) ، IL1 = 2 / √3⋅Ilcos (φ + 30 درجة).
مع وجود حمل نشط بحت (φ = 0) ، تعطي الصيغ النتيجة التي تم الحصول عليها مسبقًا Ic1 = IL1 = Il.
على ال أرز. 5يتم إعطاء تبعيات نسب التيارات Ic1 و IL1 إلى Il على cosφ ، محسوبة باستخدام هذه الصيغ
يمكن استخدام نفس النسب بدرجة جيدة من الدقة للقيم النموذجية لـ cosφ تساوي 0.85 ... 0.9.
الجدول 2
| ف ، دبليو | IC1 ، أ | IL1 ، أ | C1 ، uF | L1، H |
|---|---|---|---|---|
| 100 | 0.35 | 0.18 | 5.1 | 3.99 |
| 200 | 0.70 | 0.35 | 10.2 | 2.00 |
| 300 | 1.05 | 0.53 | 15.2 | 1.33 |
| 400 | 1.40 | 0.70 | 20.3 | 1.00 |
| 500 | 1.75 | 0.88 | 25.4 | 0.80 |
| 600 | 2.11 | 1.05 | 30.5 | 0.67 |
| 700 | 2.46 | 1.23 | 35.6 | 0.57 |
| 800 | 2.81 | 1.40 | 40.6 | 0.50 |
| 900 | 3.16 | 1.58 | 45.7 | 0.44 |
| 1000 | 3.51 | 1.75 | 50.8 | 0.40 |
| 1100 | 3.86 | 1.93 | 55.9 | 0.36 |
| 1200 | 4.21 | 2.11 | 61.0 | 0.33 |
| 1300 | 4.56 | 2.28 | 66.0 | 0.31 |
| 1400 | 4.91 | 2.46 | 71.1 | 0.29 |
| 1500 | 5.26 | 2.63 | 76.2 | 0.27 |
في التبويب. 2يتم إعطاء قيم التيارات IC1 و IL1 المتدفقة عبر المكثف C1 والمحث L1 بقيم مختلفة من إجمالي قدرة الحمل ، والتي لها القيمة أعلاه cosφ = √3 / 2.
بالنسبة لدائرة تحويل الطور هذه ، يتم استخدام المكثفات MBGO و MBGP و MBGT و K42-4 لجهد تشغيل لا يقل عن 600 فولت أو MBGCH و K42-19 لجهد لا يقل عن 250 فولت.
من الأسهل صنع الخانق من محول طاقة على شكل قضيب من تلفزيون أنبوب قديم. عادة لا يتجاوز تيار عدم التحميل للملف الأولي لمثل هذا المحول بجهد 220 فولت 100 مللي أمبير وله اعتماد غير خطي على الجهد المطبق.
إذا تم إدخال فجوة بمقدار 0.2 ... 1 مم في الدائرة المغناطيسية ، سيزداد التيار بشكل كبير ، وسيصبح اعتماده على الجهد خطيًا.
يمكن توصيل اللفات الرئيسية لمحولات TC بحيث يكون الجهد المقدر عليها 220 فولت (وصلة بين المسامير 2 و 2 ") ، 237 فولت (وصلة بين المسامير 2 و 3") أو 254 فولت (وصلة بين المسامير 3 و 3) غالبًا ما يتم تطبيق جهد التيار الكهربائي على المسامير 1 و 1 ". اعتمادًا على نوع الاتصال ، يتغير الحث والتيار لللف.
في التبويب. 3يتم إعطاء قيم التيار في الملف الأولي للمحول TC-200-2 عندما يتم تطبيق جهد 220 فولت عليه عند فجوات مختلفة في الدائرة المغناطيسية وتشغيل مختلف لأقسام اللف.
تعيين البيانات التبويب. 3 و 2يسمح لنا باستنتاج أن المحول المحدد يمكن تركيبه في دائرة محرك متغير الطور بقوة تتراوح من 300 إلى 800 واط تقريبًا ، وباختيار الفجوة ودائرة تبديل اللف ، نحصل على القيمة الحالية المطلوبة.
يختلف الحث أيضًا اعتمادًا على اتصال الشبكة في الطور أو الطور المضاد واللفائف ذات الجهد المنخفض (على سبيل المثال ، المتوهجة) للمحول.
قد يتجاوز الحد الأقصى الحالي قليلاً التيار المقدر قيد التشغيل. في هذه الحالة ، لتسهيل النظام الحراري ، يُنصح بإزالة جميع اللفات الثانوية من المحول ، ويمكن استخدام جزء من اللفات ذات الجهد المنخفض لتشغيل دوائر التشغيل الآلي للجهاز الذي يعمل فيه المحرك الكهربائي.
الجدول 3
| فجوة في دائرة مغناطيسية ، مم |
التيار في لف الشبكة ، A ، عند توصيل يؤدي إلى الجهد ، V. |
||
|---|---|---|---|
| 220 | 237 | 254 | |
| 0.2 | 0.63 | 0.54 | 0.46 |
| 0.5 | 1.26 | 1.06 | 0.93 |
| 1 | - | 2.05 | 1.75 |
في التبويب. أربعةيجب حساب القيم الاسمية لتيارات اللفات الأولية لمحولات أجهزة التلفاز المختلفة والقيم التقريبية لقوة المحرك التي يُنصح باستخدام دارة LC المتغيرة الطور بها لأقصى حمل ممكن من المحرك الكهربائي.
الجدول 4
| محول | اسمى، صورى شكلى، بالاسم فقط التيار ، أ |
قوة المحرك ، دبليو |
|---|---|---|
| TS-360M | 1.8 | 600...1500 |
| TS-330K-1 | 1.6 | 500...1350 |
| ST-320 | 1.6 | 500...1350 |
| ST-310 | 1.5 | 470...1250 |
| TSA-270-1 ، TSA-270-2 ، TSA-270-3 |
1.25 | 400...1250 |
| TS-250 ، TS-250-1 ، TS-250-2 ، TS-250-2M ، TS-250-2P |
1.1 | 350...900 |
| TS-200K | 1 | 330...850 |
| TS-200-2 | 0.95 | 300...800 |
| TS-180 ، TS-180-2 ، TS-180-4 ، TS-180-2V |
0.87 | 275...700 |
مع حمولة أصغر ، لن يتم الحفاظ على تغيير الطور الضروري ، ولكن أداء البدء سيتحسن مقارنة باستخدام مكثف واحد.
تم إجراء التحقق التجريبي بحمل نشط محض وبمحرك كهربائي.
تم تنفيذ وظائف الحمل النشط بواسطة مصباحين متصلين متوازيين بقوة 60 و 75 واط ، متضمنين في كل دائرة تحميل للجهاز. (انظر الشكل 1)، والتي تتوافق مع قوة إجمالية قدرها 400 واط وفقًا لـ التبويب. واحدسعة المكثف C1 كانت 15 ميكروفاراد.تم اختيار الفجوة في الدائرة المغناطيسية للمحول TS-200-2 (0.5 مم) ونظام توصيل اللف (لـ 237 فولت) لأسباب توفير التيار المطلوب 1.05 أ.
اختلفت الفولتية U1 و U2 و U3 المقاسة على دوائر الحمل عن بعضها البعض بمقدار 2 ... 3 فولت ، مما أكد التناظر العالي للجهد ثلاثي الطور.
تم إجراء التجارب أيضًا باستخدام محرك غير متزامن ثلاثي الأطوار مع دوار من نوع قفص السنجاب AOL22-43F بقوة 400 وات. لقد عمل مع مكثف C1 بسعة 20 ميكروفاراد (بالمناسبة ، كما هو الحال عندما كان المحرك يعمل بمكثف واحد فقط لتغيير الطور) ومع محول ، تم اختيار الفجوة وتوصيل اللفات من شرط الحصول على تيار 0.7 أ.
نتيجة لذلك ، كان من الممكن بدء تشغيل المحرك بسرعة بدون مكثف بدء وزيادة عزم الدوران بشكل كبير عند كبح البكرة على عمود المحرك.
لسوء الحظ ، من الصعب إجراء فحص أكثر موضوعية ، لأنه في ظروف الهواة يكاد يكون من المستحيل توفير حمل ميكانيكي طبيعي على المحرك.
يجب أن نتذكر أن دائرة تحويل الطور عبارة عن دائرة تذبذبية متسلسلة يتم ضبطها على تردد 50 هرتز (لخيار التحميل النشط البحت) ، ولا يمكن توصيل هذه الدائرة بالشبكة بدون تحميل. 