المحرك الكهربائي هو مكثف غير متزامن. محركات مكثف - الجهاز ، مبدأ التشغيل ، التطبيق
يحتوي محرك مكثف غير متزامن على ملفين على الجزء الثابت ، يشغلان نفس عدد الفتحات ويتم إزاحتهما في الفراغ بالنسبة لبعضهما البعض بمقدار 90 إيل. درجة. واحدة من اللفات - الرئيسية - متصلة مباشرة بـ شبكة أحادية الطور، والآخر - المساعد - مدرج في نفس الشبكة ، ولكن من خلال مكثف عامل C pa6 (الشكل 16.7 ، أ).
على عكس المحرك غير المتزامن أحادي الطور الذي تم اعتباره سابقًا في محرك مكثف ، لا يتم إيقاف تشغيل الملف الإضافي بعد بدء التشغيل ويظل قيد التشغيل خلال فترة التشغيل بأكملها ، بينما يخلق الرقيق C السعة تحولًا في الطور بين التيارات و.
وهكذا ، إذا كانت أحادية الطور محرك غير متزامنفي نهاية عملية البدء ، يعمل مع الجزء الثابت النابض MMF ، ثم محرك مكثف - مع محرك دوار. لذلك ، فإن محركات المكثف في خصائصها قريبة من المحركات ثلاثية الطور.
السعة المطلوبة للحصول على حقل دوار دائري (µF)
العبد C \ u003d 1.6 10 5 I A sin φ A / (f 1 U A k 2) ،(16.4)
في هذه الحالة ، يجب أن تكون نسبة الفولتية على U A الرئيسي وعلى اللفات U B المساعدة
U A / U B = tg φ A ≠ 1.
هنا φ A هي زاوية الطور بين التيار والجهد في مجال دائري ؛ ك = ω ب ك ب / ( ثالملقب ب ) - نسبة التحويل وهي النسبة
أرز. 16.7. محرك مكثف:
أ - مع القدرة على العمل ، ب - بقدرات العمل والبدء ، ج - الخصائص الميكانيكية؛ 1 - بسعة العمل ، 2 - بقدرات التشغيل والبدء
العدد الفعال لللفات المساعدة والملفات الرئيسية ؛ ك أ و ك ب - معاملات لف لفات الجزء الثابت.
يوضح التحليل (16.4) أنه بالنسبة لنسبة تحويل معينة k ونسبة الجهد U A / U B ، توفر السعة C pa6 مجالًا دائريًا دائريًا فقط في وضع واحد محدد جيدًا لتشغيل المحرك. إذا تغير الوضع (الحمل) ، فإن كلا من التيار I A وزاوية الطور φ A سيتغيران ، وبالتالي ، C slave ، المقابل للحقل الدائري. وبالتالي ، إذا كان حمل المحرك يختلف عن الحمولة المحسوبة ، فإن مجال دوران المحرك يصبح بيضاوي الشكل ويتدهور أداء المحرك. عادة ، يتم حساب الرقيق C للحمل المقنن أو بالقرب منه.
تمتلك محركات المكثف كفاءة عالية نسبيًا وعامل قدرة (cos 1 = 0.80 ÷ 0.95) ، فإن محركات المكثف لها خصائص بدء غير مرضية ، نظرًا لأن السعة C التابعة توفر حقلاً دائريًا فقط عند الحمل المحسوب ، وعند بدء تشغيل المحرك ، يكون حقل الجزء الثابت بيضاوي الشكل . في هذه الحالة ، لا يتجاوز عزم البداية عادة 0.5M NOM.
لزيادة عزم البداية ، بالتوازي مع السعة C التابعة ، قم بتضمين بداية السعة C ، التي تسمى البداية (الشكل 16.7 ، ب) . يتم اختيار قيمة البداية C بناءً على شرط الحصول على حقل الجزء الثابت الدائري عند بدء تشغيل المحرك ، أي الحصول على أعلى عزم دوران لبدء التشغيل. في نهاية البداية ، يجب إيقاف تشغيل السعة C ، لأنه مع وجود انزلاقات صغيرة في دائرة لف الجزء الثابت تحتوي على السعة C ، فإن المحاثة L , رنين الجهد ممكن ، بسببه يمكن أن يكون الجهد على الملف وعلى المكثف أعلى بمرتين إلى ثلاث مرات من جهد التيار الكهربائي.
عند اختيار نوع المكثف ، يجب أن نتذكر أن جهد التشغيل الخاص به يتم تحديده من خلال قيمة السعة للجهد الجيبي المطبق على المكثف U c. مع حقل دوار دائري ، يتجاوز هذا الجهد (V) جهد التيار الكهربائي U 1 ويتم تحديده من خلال التعبير
ش ج \ u003d ش 1 
(16.5)
الشكل 16.8. مخططات لتشغيل محرك ثنائي الطور في شبكة ثلاثية الطور
يشار أحيانًا إلى محركات المكثف على أنها محركات ثنائية الطور. , لأن لف الجزء الثابت لهذا المحرك يحتوي على مرحلتين. يمكن أن تعمل المحركات ثنائية الطور أيضًا بدون مكثف أو كهروضوئي آخر إذا تم تطبيق نظام جهد ثنائي الطور على مراحل لف الجزء الثابت (جهدان متماثلان في القيمة والتردد ، ولكن تم إزاحتهما في الطور بالنسبة لبعضهما البعض بواسطة 90 درجة). للحصول على نظام جهد ثنائي الطور ، يمكنك استخدام خط ثلاثي الطور بسلك محايد عن طريق تشغيل لفات الجزء الثابت كما هو موضح في الشكل. 16.8 ، أ : ملف واحد - إلى الجهد الخطي U AB ، والآخر - إلى جهد الطور Uc من خلال المحول الذاتي AT (لمعادلة قيمة الجهد على ملفات الطور للمحرك). من الممكن تشغيل المحرك بدون سلك محايد (الشكل 16.8 ، ب ), ولكن في هذه الحالة ، سيتم إزاحة الفولتية على ملفات المحرك بمقدار 120 درجة ، مما سيؤدي إلى بعض التدهور في أداء المحرك.
موجود مخططات مختلفةالوصلات ، المزيد من الخيارات للمحركات ثلاثية الطور ، تختلف في طريقة توصيل لفات المحرك وتكوين عناصر إضافية ، لكن الحد الأدنى للدائرة العملية يحتوي على مكثف واحد ، يأتي منه الاسم.
عادةً ، يتم تغذية إحدى اللفات ("الطور الحركي") مباشرةً من شبكة أحادية الطور ، بينما يتم تغذية الملفات الأخرى من خلال مكثف كهربائي ، والذي يغير طور تيار الإدخال بمقدار +90 درجة تقريبًا ، أو من خلال مغو ، يغير الطور بمقدار -90 درجة تقريبًا. لمنع المجال المغناطيسي الدوار الناتج من أن يكون بيضاويًا ، يتم توصيل المقاوم السلكي المتغير في سلسلة مع المكثف ، والذي يتم من خلاله تحقيق مجال مغناطيسي دائري دائري.
طلب
تعتمد محركات المكثف الصناعي عادةً على محرك ثنائي الطور (مخطط التصنيع والتوصيل أبسط). يتم تحويل المحركات ثلاثية الطور إلى شبكة أحادية الطور ، وعادة ما تكون في إنتاج خاص أو صغير الحجم بسبب الطابع الكتلي لهذه الأنواع من المحركات والشبكات ، مع الاختيار بين تعقيد الدائرة وقلة استخدام طاقة المحرك.
تستخدم هذه المحركات بشكل رئيسي في الأجهزة المنزلية. طاقة منخفضة: المنشط غسالة ملابس، وآليات مسجلات الكاسيت الثابتة والبكرة ، والأقراص الدوارة الرخيصة ، والمراوح وغيرها من المعدات المماثلة.
أيضًا ، تُستخدم هذه المحركات في مضخات الدوران لأنظمة السباكة والتدفئة (على سبيل المثال ، الشركات جراندفوس) ، وفي المنافيخ وسفاطات الدخان لوحدات التدفئة وتسخين المياه (على سبيل المثال بودروس).
ثلاث مراحل غير متزامنة في مرحلة واحدة الشبكة الكهربائيةمتصل من خلال مكثف متغير الطور.
يتم توصيل خرج ملف واحد للمحرك الكهربائي بسلك "الطور" ، ويتم توصيل خرج الملف الثاني بالسلك المحايد. يتم توصيل خرج الملف الثالث من خلال مكثف ، يتم تحديد سعته وفقًا للصيغ ، اعتمادًا على كيفية توصيل لفات المحرك - "نجمة" أو "مثلث".
إذا كانت اللفات متصلة بواسطة "نجمة" ، فيجب أن تكون سعة المكثف "العامل"
سلطعون . Z V E Z D A = 2800 I U (\ displaystyle C_ (RAB.ZVEZDA) = 2800 (\ frac (I) (U))).
إذا كانت اللفات متصلة بواسطة "مثلث" ، فيجب أن تكون سعة المكثف "العامل"
سلطعون . T R E U G O L N I K = 4800 I U (displaystyle C_ (RAB.TREUGOLNIK) = 4800 (frac (I) (U)))، أين
يو (displaystyle U)- جهد الشبكة ، فولت ؛
أنا (displaystyle I)- تيار التشغيل للمحرك ، أمبير ؛
ج (displaystyle C)- السعة الكهربائية ، ميكروفاراد.
عند بدء تشغيل المحرك بالزر ، يتم توصيل مكثف البدء C P U S K (displaystyle C_ (PUSK))يجب أن تكون سعتها ضعف قدرة العامل. بمجرد أن يرفع المحرك السرعة المطلوبة ، يتم تحرير زر "ابدأ".
يُحوّل ب 2 (displaystyle B_ (2))يسمح لك بتغيير اتجاه دوران المحرك. يُحوّل ب 1 (displaystyle B_ (1))يوقف المحرك.
باستخدام بيانات جواز السفر للمحرك الكهربائي ، يمكنك تحديد تيار التشغيل الخاص به أنا (displaystyle I)حسب الصيغة:
أنا = الفوسفور 1، 73 U η cos (displaystyle I = (frac (P) (1 (،) 73 ~ U ~ eta ~ cos varphi)))، أين
في هذه المقالة ، سنتحدث عن محركات المكثف ، وهي في الأساس محركات غير متزامنة عادية ، تختلف فقط في طريقة اتصالها بالشبكة. سنتطرق إلى موضوع اختيار المكثفات ، وسنحلل أسباب الحاجة إلى اختيار دقيق للسعة. نلاحظ الصيغ الأساسية التي ستساعد في التقييم التقريبي للقدرة المطلوبة.
يُطلق على محرك مكثف ، في الدائرة الثابتة ، يتم تضمين سعة إضافية من أجل إنشاء تحول طور للتيار في لفات الجزء الثابت. غالبًا ما ينطبق هذا على الدوائر أحادية الطور عند استخدام محركات غير متزامنة ثلاثية الطور أو مرحلتين.
يتم إزاحة لفات الجزء الثابت للمحرك التعريفي بشكل مادي بالنسبة لبعضها البعض ، ويتم توصيل إحداها مباشرة بالشبكة ، بينما يتم توصيل الثانية أو الثانية والثالثة بالشبكة من خلال مكثف. يتم تحديد سعة المكثف بحيث يكون إنزياح الطور للتيارات بين الملفات مساويًا أو على الأقل قريبًا من 90 درجة ، ثم يتم توفير أقصى عزم للدوران.
في هذه الحالة ، يجب أن تكون وحدات الحث المغناطيسي للملفات هي نفسها بحيث المجالات المغناطيسيةسيتم إزاحة لفات الجزء الثابت بالنسبة لبعضها البعض بحيث يدور الحقل الكلي في دائرة ، وليس في شكل بيضاوي ، مما يؤدي إلى سحب الجزء المتحرك معه بأكبر قدر من الكفاءة.
من الواضح أن التيار ومرحلته في الملف المتصل عبر المكثف مرتبطان بكل من سعة المكثف والمقاومة الفعالة للملف ، والتي تعتمد بدورها على سرعة دوران الجزء المتحرك.
عند بدء تشغيل المحرك ، يتم تحديد مقاومة اللف فقط من خلال محاثة و مقاومة نشطة، لذلك فهي صغيرة نسبيًا في وقت البدء ، وهناك حاجة إلى مكثف هنا سعة أكبرلضمان بداية مثالية.
عندما يتسارع الدوار إلى السرعة الاسمية ، فإن المجال المغناطيسي للعضو المتحرك سيحفز EMF في لفات الجزء الثابت ، والذي سيتم توجيهه ضد الجهد الذي يمد الملف باللف - تزداد المقاومة الفعالة للملف الآن ، وتنخفض السعة المطلوبة .
مع السعة المختارة على النحو الأمثل في كل وضع (وضع التشغيل ، وضع التشغيل) ، سيكون المجال المغناطيسي دائريًا ، وهنا تعتبر كل من سرعة الدوار والجهد وعدد لفات اللف والسعة المتصلة حاليًا مهمين. في حالة انتهاك القيمة المثلى لأي معلمة ، يصبح الحقل بيضاوي الشكل ، وينخفض أداء المحرك وفقًا لذلك.
للمحركات ذات الأغراض المختلفة ، تختلف مخططات التوصيل للحاويات. عند الحاجة إلى عزم بدء كبير ، يتم استخدام مكثف أكبر لضمان التيار والمرحلة المثلى في لحظة البدء. إذا لم يكن عزم دوران البداية مهمًا بشكل خاص ، فعندئذٍ يتم الانتباه فقط إلى الإنشاء الظروف المثلىيتم تحديد وضع التشغيل ، بالسرعة المقدرة ، والسعة للسرعة المقدرة.
في كثير من الأحيان ، يتم استخدام مكثف البدء لبدء التشغيل عالي الجودة ، والذي يتم توصيله بالتوازي مع مكثف عامل بسعة صغيرة نسبيًا لوقت البدء ، بحيث يكون المجال المغناطيسي الدوار دائريًا أثناء بدء التشغيل ، ثم مكثف البدء يتم إيقاف تشغيل المحرك ، ويستمر المحرك في العمل فقط مع مكثف يعمل. في حالات خاصة ، لجأ إلى مجموعة من المكثفات مع القدرة على التبديل لأحمال مختلفة.
إذا لم يتم فصل مكثف البدء عن طريق الخطأ بعد أن يصل المحرك إلى السرعة المقدرة ، فسوف ينخفض تحول الطور في اللفات ، ولن يكون هو الأمثل ، وسيصبح المجال المغناطيسي للجزء الثابت بيضاويًا ، مما سيؤدي إلى تدهور أداء المحرك. من المهم للغاية اختيار قدرات التشغيل والتشغيل الصحيحة حتى يعمل المحرك بكفاءة.
يوضح الشكل الدوائر النموذجية لتشغيل المحركات المكثفة المستخدمة في الممارسة. على سبيل المثال ، ضع في اعتبارك محركًا ثنائي الطور مع دوار قفص السنجاب، يحتوي الجزء الثابت على ملفين لإمداد الطاقة في مرحلتين أ و ب.
يتم تضمين مكثف C في دائرة طور الجزء الثابت الإضافي ، وبالتالي يتدفق التياران IA و IB في كلتا ملفي الجزء الثابت على مرحلتين. من خلال وجود السعة ، يتم تحقيق تحول طور للتيارات IA و IB بمقدار 90 درجة.
يوضح الرسم البياني المتجه أن التيار الكلي للشبكة يتكون من المجموع الهندسي للتيارات في كل من المرحلتين IA و IB. عن طريق اختيار السعة C ، يتحقق هذا الدمج مع محاثة اللفات بحيث يكون انزياح طور التيارات بالضبط 90 درجة.
IA الحالية متخلفة بالنسبة للتطبيق أنابيب الجهد UA بالزاوية φA والتيار IB - بالزاوية φB بالنسبة للجهد UB المطبق على أطراف الملف الثاني في الوقت الحالي. الزاوية بين جهد التيار الكهربائي والجهد المطبق على الملف الثاني هي 90 درجة. يشكل الجهد عبر المكثف UC زاوية 90 درجة مع IB الحالي.
يوضح الرسم البياني أن التعويض الكامل لتحول الطور عند φ = 0 يتحقق عندما تكون الطاقة التفاعلية التي يستهلكها المحرك من الشبكة مساوية لـ قوة رد الفعلمكثف ج. بالقرب من الشكل يظهر الدوائر النموذجية لتشغيل المحركات ثلاثية الطور ذات المكثفات في دوائر لف الجزء الثابت.
تنتج الصناعة اليوم محركات مكثفة تعتمد على محركات ثنائية الطور. يمكن تعديل ثلاث مراحل بسهولة يدويًا لتزويد الطاقة من شبكة أحادية الطور. هناك أيضا نطاق صغير ثلاث مراحل التعديلات، تم تحسينه بالفعل باستخدام مكثف لشبكة أحادية الطور.
غالبًا ما يمكن العثور على مثل هذه الحلول في الأجهزة المنزلية مثل غسالات الصحون ومراوح الغرفة. غالبًا ما تستخدم مضخات الدوران الصناعية والمنافخ وعادم الدخان محركات مكثف في عملهم. إذا كنت تريد تمكين ثلاث مراحل المحركإلى شبكة أحادية الطور - يتم استخدام مكثف تبديل الطور ، أي مرة أخرى ، يتم تحويل المحرك إلى مكثف.
من أجل حساب تقريبي لسعة المكثف ، يتم استخدام الصيغ المعروفة ، والتي تكفي لاستبدال جهد الإمداد وتيار التشغيل للمحرك ، ومن السهل حساب السعة المطلوبة لـ.
للعثور على تيار التشغيل للمحرك ، يكفي قراءة البيانات الموجودة على لوحة الاسم (الطاقة ، الكفاءة ، جيب التمام) ، وكذلك استبدالها في الصيغة. كما مكثف البدءمن المعتاد تركيب مكثف ضعف حجم المكثف العامل.
مزايا المحركات المكثفة ، في الواقع - غير المتزامن ، تتضمن بشكل أساسي شيئًا واحدًا - القدرة على تشغيل محرك ثلاثي الطور في شبكة أحادية الطور. من بين العيوب الحاجة إلى السعة المثلى لحمل معين ، وعدم مقبولية مصدر الطاقة من المحولات ذات الموجة الجيبية المعدلة.
نأمل أن تكون هذه المقالة مفيدة لك ، والآن أنت تفهم ما هي المكثفات لمحركات الحث وكيفية تحديد سعتها.