مكثف في دائرة كهربائية. ما هو المكثف في الواقع؟

الجدل حول ما إذا كانت هناك حاجة إلى مكثف في صوت السيارة أم لا لا يهدأ وربما لن يهدأ أبدًا. قبل 12 عامًا ، عندما كنت قد بدأت للتو في العمل على صوت السيارة ، كان يُعتقد أن هذا هو عمليًا الجزء الأكثر أهمية في نظام الصوت ، وأنه بدون "محرك" ، تنفد البطارية بسرعة كبيرة ، وبه يمكنك الاستماع إلى الموسيقى في الطبيعة لمدة ساعتين على الأقل أو حتى أكثر ، ثم تبدأ السيارة بدون مشاكل ويمكنك الذهاب.

أي أنه كان يعتقد أن المكثف يشبه بطارية إضافية. الآن ، بالطبع ، يعلم الجميع أن هذه خرافة وأن سعة المكثف أقل بعدة مرات من سعة البطارية. في الوقت الحالي ، يُعتقد أن المكثف غير ضروري بشكل عام وغير مجدي ولا يعمل إلا على أخذ المال بشكل قانوني من السكان ، والآن هذه هي وجهة النظر الأكثر شيوعًا بفضل مراجعات الفيديو المعروفة على YouTube. في هذه الأثناء ، ظل المكثف الموجود في دوائر الطاقة لأنظمة الصوت القوية ، نظرًا لأنه كان مرشحًا بسيطًا للتمليس عاديًا ، كما هو. السعة المتصلة بالتوازي مع الحمل ، من حيث المبدأ ، لا يمكن أن تكون أي شيء آخر.
سواء كان المكثف مطلوبًا في النظام أم لا ، فالجميع يقرر بنفسه. ولكن من أجل القيام بذلك ، من الضروري فهم الوظيفة التي تؤديها في النظام ، وكذلك معايير اختيار قدرتها.

وظائف مكثف

لذا ، أولاً عن الوظيفة. كما ذكرنا أعلاه ، يعمل المكثف كمرشح ناعم في دائرة إمداد الطاقة لمكبرات الصوت ، ومثل أي مرشح طاقة ، له مهمة واحدة - لتحسين صوت النظام. إذا كان هناك أي تداخل في مصدر الطاقة ، فسيظهر بالتأكيد عند خرج مكبر الصوت ، بغض النظر عن مدى روعته وبغض النظر عن أي شيء. طرق فعالةلم يتم تطبيق مكافحة التدخل في مخططه. يريد صوت جيد- طعام نظيف ، إنها بديهية. يعد استخدام المرشح السعوي أبسط الحلول وأكثرها فعالية في مكافحة التداخل. تعتمد كفاءة مرشح التنعيم إلى حد كبير على كل من سعة المكثف وقوة الحمل - فكلما زادت قوة النظام ، زادت السعة المطلوبة لتقليل تموج جهد الإمداد إلى مستوى مقبول.
في هذه المرحلة ، السؤال الذي يطرح نفسه عادة: أي نوع من النبضات؟ لدينا جهد ثابت في السيارة. هذا ليس صحيحا تماما عند تشغيل المولد ، توجد نبضات في أي حال ، ويرجع ذلك إلى مبدأ تشغيل المعدل في المولد. يتم تثبيت مرشح تنعيم في المولد على شكل مكثف لا سعة كبيرة، والتي تتواءم بشكل فعال فقط مع التموجات عالية التردد وفقط عند الأحمال الصغيرة. في ظل الأحمال الثقيلة ، تنخفض كفاءة عملها كثيرًا ويمكن أن يمر التداخل من المولد عبر مصدر الطاقة ويفسد الصوت بشكل كبير. إذا لم يعمل المولد (تم إيقاف تشغيل المحرك) ، فلا توجد تموجات عالية التردد ، ولكن هناك قطرات جهد "مفضلة" في النظام - "انخفاضات". تظهر في لحظة هجوم الباص. بغض النظر عن البطارية الموجودة في السيارة وبغض النظر عن الكابل الذي تتصل به مكبرات الصوت ، لا يزال هناك انخفاض - كبير أو صغير جدًا ، والذي لا يملك الفولتميتر وقتًا لالتقاطه ، لكنه كذلك. إذا كنت تستمع إلى موسيقى إيقاعية ، قل بإيقاع 4/4 - أربعة أرباع (4 دقات في الثانية) ، فسيظهر التراجع أيضًا بفواصل ربع ثانية ، أي تظهر التموجات في مصدر طاقة النظام بتردد 4 هرتز والسعة في مكان ما 0.5 - 1.5 فولت ، من لديه مثل. أي أن النظام نفسه يصبح مصدرًا للتداخل مع الأحجام الكبيرة والموسيقى الإيقاعية. من أجل إخماد هذه التموجات القوية والمنخفضة التردد ، يتم استخدام مكثف كبير - "المركب" ، "سعة المخزن المؤقت" ، وما إلى ذلك ، يمكن أن يكون هناك العديد من الأسماء. إذا كنت تستمع إلى أقل درجات اللون الأسود وأكثرها رعباً ، فإن تموجات الطاقة تحدث بشكل أقل تكرارًا أو لا تحدث على الإطلاق ، لأن هؤلاء الرجال غالبًا ما يستخدمون إشارات ثابتة تقريبًا ، عندما يمكن أن تصدر نغمة الجهير لعدة ثوانٍ دون تغيير.

اختيار مكثف

الآن حول اختيار السعة. يمكن دراسة طريقة اختيار مكثف التنعيم بالتفصيل من خلال النقر على هذا الرابط - http://www.meanders.ru/sglazg_filters.shtml.
عند اختيار سعة مكثف ، من المعتاد استخدام القاعدة الأساسية - 1F لكل 1 كيلو وات من استهلاك الطاقة. من
التقنية التي أشرت إليها سابقًا ، نعلم أن مرشح التنعيم يعمل بشكل فعال إذا كانت عدم المساواة صحيحة: 1 / (2pi * F * C) "R حيث
R هي مقاومة حمل المرشح ، في حالتنا بعض معاوقة الإدخال المعممة لنظام الصوت بأكمله ،
و- تردد النبضات التي يجب التعامل معها يعتمد على طبيعة الإشارة الموسيقية
C هي سعة مكثف التنعيم. العلامة "" تعني "أقل بكثير" ، المفهوم ليس محددًا تمامًا ، فهذا يعني أن قيمة واحدة يجب أن تكون أقل من الأخرى بترتيب من حيث الحجم ، إذا لم أكن مخطئًا.
بالطبع ، لا يمكن قياس المقاومة المعممة R ، ولكن يمكن تقديرها: إذا كان النظام يستهلك 1 كيلو واط ، فإن المصدر "يرى" حمولة قدرها 0.15 أوم. يمكنك تقدير المقاومة إذا كنت تعرف الرسم الحالي.
لكي لا تقلق بشأن تقدير المقاومة وإذا كانت قوة النظام معروفة ، يمكنك تحويل التعبير إلى الشكل C »P / (2pi * F * U 2) حيث

ش - الجهد شبكة على متن الطائرة
P هي قوة النظام. وفقًا للصيغة الأخيرة ، يمكنك اختيار سعة المكثف ، والتي ستعمل في نظام قوي على تحييد التأثير السلبي لـ "التراجع" على جودة الصوت.
على سبيل المثال ، بالنسبة لنظام بقوة 1 كيلو واط (P = 1000 واط) ، بجهد كهربائي في الشبكة الداخلية يبلغ 12 فولت (U = 12V) ، إذا استمعنا إلى الموسيقى بإيقاع رباعي (4 دقات) في الثانية ، F = 4Hz) ، ثم للقضاء على التأثير السلبي على صوت عمليات السحب الناشئة ، نحتاج إلى مكثف بسعة C "0.27F. يُعتقد أن سعة 1F كافية ، لكنني شخصياً أعتقد أن 2.5-3F تفي بالشرط.

الاستنتاجات

هناك بعض النقاط البارزة من كل هذا:
1. المكثف ضروري للتعامل مع التداخل الناتج عن "انخفاض" جهد الإمداد ،
تم إنشاؤها بواسطة النظام نفسه أثناء التشغيل. لا يزيل المكثف بأي شكل من الأشكال "التراجع" ولا يثبّت الجهد ولا يزيد من قدرة البطارية.
2. إذا كان النظام يعيد إنتاج إشارة ثابتة ، على سبيل المثال ، شبيه الجيب أثناء قياس الضغط ، فلا يوجد تموج جهد الإمداد ، وبالتالي ، يكون المكثف عديم الفائدة في مثل هذه الأوضاع.
3. إذا كان نظام الصوت مدعومًا بمصدر يتكون من مولد قوي جدًا وعدة بطاريات AGM متصلة بالتوازي ، فإن هذا المصدر له مقاومة خرج منخفضة جدًا ، ونتيجة لذلك يمكن أن يكون "السحب" في النظام ضئيلة. في هذه الحالات ، لن يؤدي استخدام المكثف أيضًا إلى نتيجة ملحوظة.

31 pїЅpїЅpїЅpїЅ 2014

لماذا نحتاج إلى مكثف؟

الغرض الوحيد من استخدام المكثفات في أنظمة صوت السيارة هو مكافحة انخفاض الجهد ، أي استقرار الجهد.

هل تقتل قطرات الجهد الصوت؟ اشحن المكثف!

أرز. 1. المكثفات - مقذوفات بالكهرباء.

ما هو الخطأ في انخفاض الجهد؟

تُظهر مكبرات الصوت أفضل جودة صوت وأقصى طاقة بجهد ثابت من 13.5 - 14 فولت. ولكن في الممارسة العملية ، بدون استخدام المكثفات ، يكون الجهد في نظام الطاقة بعيدًا عن المثالية ، والأهم من ذلك أنه غير مستقر تمامًا وغير مستقر تمامًا. يتدلى تقريبًا على إيقاع الموسيقى. في الوقت نفسه ، يقلل أي مضخم صوت بشكل كبير من الكفاءة وجودة الصوت والطاقة.

كفاءة العمل ، أي يعتمد مستوى الطاقة وتشويه الصوت لأي مضخم صوت بشكل مباشر على الجهد في أطراف الإمداد.

لماذا يحدث انخفاض الجهد؟

أولاً ، منتظم بطارية السيارةغير قادر على العطاء التيارات العاليةسريع بما فيه الكفاية بسبب مقاومته الداخلية الكبيرة (من 30 مΩ). نتيجة لذلك ، بدلاً من 13.5 - 14 فولت ، حتى مع تشغيل المحرك ، خاصة في لحظات ذروة الطاقة ، مثل قرع الطبول أو نبضات الجهير الأخرى ، يمكن أن ينخفض ​​الجهد بعدة فولتات. يؤدي هذا الانخفاض في الجهد بشكل لا لبس فيه إلى انخفاض كبير في الطاقة وظهور تشوهات في الصوت يمكن إدراكها عن طريق الأذن حتى للمستمع عديم الخبرة.

ثانيًا ، يتطلب البعد الكبير للبطارية من مكبرات الصوت استخدامًا طويلًا إلى حد ما اسلاك الطاقة. أي كابل ، حتى لو كان مصنوعًا من النحاس والمقطع الأنسب ، له مقاومته الخاصة ، وإن كانت صغيرة. كلما زاد طول الكابل ، زادت مقاومته ، زاد منعه للانتقال الفوري للتيارات الكبيرة.

ثالثا ، في دائرة كهربائيةهناك العديد من عناصر التوصيل: حاملات الصمامات ، مقسمات الطاقة ، المحطات ، إلخ. كل عنصر من هذه العناصر يربط معادن مختلفة ، مما يخلق ما يسمى مقاومة التلامس. بالطبع ، الموصلات النحاسية عالية الجودة لها تأثير ضئيل على انخفاض الجهد الكلي. ومع ذلك ، كقاعدة عامة ، في السعي وراء السعر ، يستخدم الكثيرون عناصر ربط مصنوعة من سبائك منخفضة الجودة قائمة على الزنك. هذا يؤدي إلى فقدان الطاقة في هذه الأقسام من الدائرة.

كيف يحل المكثف هذه المشكلة؟

المكثف أو التخزين هو مصدر طاقة له معدل عائد فوري للكهرباء. عندما لا يتوفر للبطارية العادية والكابلات الوقت الكافي لتوفير الجزء التالي من الطاقة ، يستقبلها مكبر الصوت على الفور من المكثف. بعد التخلي عن شحنته جزئيًا أو كليًا ، يتم أيضًا شحن المكثف على الفور. وبالتالي ، يقوم المكثف بتثبيت الجهد في نظام الطاقة.

لنرسم تشبيهًا. دعونا نتخيل ذلك كهرباء- هذا ماء. تحتاج مكبرات الصوت إلى الكثير من الطاقة لتعمل بأكبر قدر ممكن من الكفاءة ، أي ماء. ثم البطارية العادية عبارة عن زجاجة كبيرة ذات رقبة ضيقة. لا يمكن أن يتدفق الكثير من الماء عبر الرقبة مرة واحدة ، وهو ما تتطلبه مكبرات الصوت لمعالجة إشارة قوية عريضة النطاق أو نبضة جهير. في هذه الحالة ، يكون المكثف دلوًا. يمكن تجريف الدلو وسكبه بسرعة عدد كبير منماء. وبالتالي ، يستسلم المكثف على الفور ويستقبل شحنته مرة أخرى ، مما يؤدي إلى استقرار الجهد على كبلات الطاقة الخاصة بالمضخم.

أرز. 2. مكثفات وبطارية عادية مثل دلو وزجاجة.

مكثف إلى مكثف - خلاف!

لا تستطيع الغالبية العظمى من أنظمة الصوت في السيارة الوصول إلى إمكاناتها نظرًا لنقص المكثفات في نظام الطاقة. ومع ذلك ، لماذا هناك الكثير من الخلافات والأساطير حول الحاجة لاستخدامها؟ لسوء الحظ ، ينتج عدد كبير من الشركات مكثفات منخفضة الجودة لا تحتوي على السعات المعلنة وحتى مقاومة أقل. هذه المكثفات لا تقلل من انخفاض الجهد ، ولكن لديها حزمة جميلة وسعر منخفض. دائمًا ما تصبح السلع ذات الأسعار المعقولة ضخمة. ومن هنا جاء جيش غير الراضين الذين يعتقدون أن المكثفات لا فائدة منها. اقرأ المزيد عن "الدمى" التي طغت على سوق caraudio في المقالة.

غالبًا ما يجد العديد من المالكين أنفسهم في موقف يحتاجون فيه إلى توصيل جهاز مثل ثلاث مراحل محرك غير متزامنلمختلف المعدات ، والتي يمكن أن تكون آلة صنفرة أو آلة حفر. هذا يثير مشكلة ، لأن المصدر مصمم للجهد أحادي الطور. ماذا تفعل هنا؟ في الواقع ، من السهل جدًا حل هذه المشكلة عن طريق توصيل الوحدة وفقًا للمخططات المستخدمة للمكثفات. لتحقيق هذه الخطة ، ستحتاج إلى جهاز عمل وبدء ، وغالبًا ما يشار إليه باسم مبدلات الطور.

لضمان التشغيل الصحيح للمحرك الكهربائي ، يجب حساب معلمات معينة.

لتشغيل مكثف

لتحديد السعة الفعالة للجهاز ، من الضروري إجراء العمليات الحسابية باستخدام الصيغة:

• I1 هو التيار الاسمي للجزء الثابت ، حيث يتم استخدام المشابك الخاصة ؛
• Unetwork - جهد التيار الكهربائي بمرحلة واحدة ، (V).

بعد إجراء الحسابات ، سيتم الحصول على سعة مكثف العمل في ميكروفاراد.

قد يكون من الصعب على شخص ما حساب هذه المعلمة باستخدام الصيغة أعلاه. ومع ذلك ، في هذه الحالة ، يمكنك استخدام مخطط آخر لحساب السعة ، حيث لا تحتاج إلى تنفيذ مثل هذا عمليات معقدة. تسمح لك هذه الطريقة بتحديد المعلمة المطلوبة بناءً على قوة المحرك غير المتزامن فقط.

يكفي أن نتذكر هنا أن 100 واط من الطاقة لوحدة ثلاثية الطور يجب أن تتوافق مع حوالي 7 ميكروفاراد من سعة مكثف العمل.

عند الحساب ، تحتاج إلى مراقبة التيار الذي يتدفق إلى لف طور الجزء الثابت في الوضع المحدد. يعتبر غير مقبول إذا كان التيار كذلك قيمة أكبرمن القيمة الاسمية.

لبدء مكثف

هناك حالات يجب فيها تشغيل المحرك الكهربائي في ظل ظروف حمل كبير على العمود. عندئذٍ لن يكون مكثف عمل واحدًا كافيًا ، لذلك سيتعين عليك إضافة مكثف بدء إليه. ومن مميزات عمله أنه سيعمل فقط خلال فترة بدء تشغيل الجهاز لمدة لا تزيد عن 3 ثوانٍ ، حيث يستخدم مفتاح SA. عندما يصل الدوار إلى مستوى السرعة المقدرة ، يتم إيقاف تشغيل الجهاز.

إذا ترك المالك ، بسبب سهو ، أجهزة البدء قيد التشغيل ، فسيؤدي ذلك إلى تكوين خلل كبير في التيارات في المراحل. في مثل هذه الحالات ، يكون احتمال ارتفاع درجة حرارة المحرك مرتفعًا. عند تحديد السعة ، يجب على المرء أن ينطلق من حقيقة أن قيمة هذه المعلمة يجب أن تكون 2.5-3 مراتتتجاوز قدرة مكثف العمل. من خلال العمل بهذه الطريقة ، من الممكن التأكد من وصول عزم دوران المحرك إلى القيمة الاسمية ، ونتيجة لذلك لا توجد مضاعفات أثناء بدء تشغيله.

لإنشاء السعة المطلوبة ، يمكن توصيل المكثفات بالتوازي والتسلسل. يجب أن يؤخذ في الاعتبار أنه يُسمح بتشغيل وحدات ثلاثية الطور بقوة لا تزيد عن 1 كيلو واط إذا كانت متصلة بـ شبكة أحادية الطوربالجهاز المناسب. وهنا يمكنك الاستغناء عنه مكثف البدء.

نوع من

بعد الحسابات ، تحتاج إلى تحديد نوع المكثف الذي يمكن استخدامه للدائرة المختارة.

الخيار الأفضل هو عند استخدام نفس النوع لكلا المكثفات. عادة ما تعمل ثلاث مراحل المحركتوفير مكثفات بدء تشغيل الورق ، مغطاة بعلبة فولاذية محكمة الغلق مثل MPGO أو MBGP أو KBP أو MBGO.

تصنع معظم هذه الأجهزة على شكل مستطيل. إذا نظرت إلى الحالة ، فهناك خصائصها:

• السعة (uF) ؛
• جهد التشغيل (V).

تطبيق الأجهزة الإلكتروليتية

عند استخدام مكثفات بدء تشغيل الورق ، عليك أن تتذكر النقطة السلبية التالية: لديهم تمامًا أحجام كبيرةمع توفير سعة صغيرة. لهذا السبب ، من أجل التشغيل الفعال لمحرك ثلاثي الطور بطاقة صغيرة ، من الضروري استخدام عدد كبير من المكثفات. إذا رغبت في ذلك ، يمكن استبدال الورق بأخرى إلكتروليتية. في هذه الحالة ، يجب أن تكون متصلاً بطريقة مختلفة قليلاً ، حيث يجب أن تكون العناصر الإضافية موجودة ، ممثلة بالثنائيات والمقاومات.

ومع ذلك ، لا ينصح الخبراء باستخدام مكثفات البدء الإلكتروليتية. هذا بسبب وجود عيب خطير فيها ، والذي يتجلى في ما يلي: إذا لم يتعامل الصمام الثنائي مع مهمته ، فسيتم بيع التيار المتردد للجهاز ، وهذا محفوف بالفعل بالتسخين والانفجار اللاحق .

سبب آخر هو أن هناك قاذفات محسنة من مادة البولي بروبيلين المطلية بالمعدن في السوق اليوم. التيار المتناوبنوع SVV.

غالبًا ما يتم تصميمها للعمل بجهد 400-450 فولت. يجب إعطاء الأفضلية لها ، نظرًا لأنها أظهرت نفسها مرارًا وتكرارًا في الجانب الجيد.

الجهد االكهربى

مع مراعاة أنواع مختلفةمقومات البدء لمحرك ثلاثي الطور متصل بشبكة أحادية الطور ، مثل المعلمة مثل جهد التشغيل.

سيكون من الخطأ استخدام مقوم يتجاوز معدل جهده المعدل المطلوب بترتيب من حيث الحجم. بالإضافة إلى التكلفة العالية لاقتنائها ، سيتعين عليك تخصيص مساحة أكبر لها نظرًا لأبعادها الكبيرة.

في الوقت نفسه ، يجب ألا تفكر في النماذج التي يكون فيها الجهد الكهربائي أقل من جهد التيار الكهربائي. لن تتمكن الأجهزة التي تتمتع بهذه الخصائص من أداء وظائفها بفعالية وستفشل قريبًا.

من أجل عدم ارتكاب خطأ عند اختيار جهد التشغيل ، يجب اتباع مخطط الحساب التالي: يجب أن تتوافق المعلمة النهائية مع ناتج جهد التيار الكهربائي الفعلي وعامل 1.15 ، بينما يجب أن تكون القيمة المحسوبة 300 فولت على الأقل .

في حالة اختيار مقومات الورق للتشغيل في شبكة جهد متناوب ، فيجب تقسيم جهد التشغيل على 1.5-2. لذلك ، فإن جهد التشغيل لمكثف ورقي ، والذي أشارت الشركة المصنعة له إلى جهد 180 فولت ، في ظل ظروف التشغيل في شبكة تيار متناوب ، سيكون 90-120 فولت.

من أجل فهم كيفية تنفيذ فكرة توصيل محرك كهربائي ثلاثي الطور بشبكة أحادية الطور عمليًا ، دعنا نجري تجربة باستخدام وحدة AOL 22-4 بقوة 400 (W). المهمة الرئيسية التي يتعين حلها هي بدء تشغيل المحرك من شبكة أحادية الطور بجهد 220 فولت.

المحرك المستخدم له الخصائص التالية:

مع الأخذ في الاعتبار أن المحرك الكهربائي المستخدم لديه طاقة صغيرة ، عند توصيله بشبكة أحادية الطور ، يمكنك فقط شراء مكثف عامل.

حساب قدرة مقوم العمل:

باستخدام الصيغ أعلاه ، نأخذ 25 uF كمتوسط ​​قيمة سعة مقوم العمل. تم اختيار سعة أكبر قليلاً من 10 uF هنا. لذلك سنحاول معرفة كيف يؤثر هذا التغيير على إطلاق الجهاز.

الآن نحن بحاجة إلى شراء مقومات ؛ سيتم استخدام المكثفات من نوع MBGO كآخر. علاوة على ذلك ، على أساس المعدلات المعدة ، يتم تجميع السعة المطلوبة.

في عملية العمل ، يجب أن نتذكر أن كل مقوم من هذا القبيل له سعة 10 ميكروفاراد.

إذا كنت تأخذ مكثفين وتوصيلهما ببعضهما البعض التوصيل بالتوازي، فإن السعة الكلية ستكون 20 فرنك. في هذه الحالة ، سيكون مؤشر جهد التشغيل مساويًا لـ 160 فولت. لتحقيق المستوى المطلوب 320 فولت ، من الضروري أخذ هذين المعدلين وربطهما بنفس زوج المكثفات المتصلة بالتوازي ، ولكن باستخدام دائرة تسلسلية بالفعل. نتيجة لذلك ، ستكون السعة الكلية 10 ميكروفاراد. عندما تكون بطارية المكثفات العاملة جاهزة ، نقوم بتوصيلها بالمحرك. ثم يبقى فقط لتشغيله في شبكة أحادية الطور.

في عملية تجربة توصيل المحرك بشبكة أحادية الطور ، تطلب العمل وقتًا وجهدًا أقل. باستخدام وحدة مماثلة مع بطارية محددة من المقومات ، تجدر الإشارة إلى أن قوتها المفيدة ستكون على مستوى يصل إلى 70-80 ٪ من الطاقة المقدرة ، بينما تتوافق سرعة الدوار مع القيمة الاسمية.

هام: إذا كان المحرك المستخدم مصممًا لشبكة 380/220 فولت ، فعند الاتصال بالشبكة ، استخدم دائرة "المثلث".

انتبه لمحتويات العلامة: يحدث وجود صورة لنجم بجهد 380 فولت. في هذه الحالة ، يمكن ضمان التشغيل الصحيح للمحرك في الشبكة من خلال استيفاء الشروط التالية. أولاً ، سيتعين عليك "تحديد" نجم مشترك ، ثم توصيل 6 أطراف بالكتلة الطرفية. ابحث عن نقطة مشتركة يجب أن تكون في الجزء الأمامي من المحرك.

فيديو: توصيل محرك أحادي الطور بشبكة أحادية الطور

يجب اتخاذ قرار استخدام مكثف البدء بناءً على ظروف محددة ، وغالبًا ما يكون مكثف العمل كافياً. ومع ذلك ، إذا تعرض المحرك المستخدم لحمل متزايد ، فمن المستحسن إيقاف التشغيل. في هذه الحالة ، من الضروري تحديد السعة المطلوبة للجهاز بشكل صحيح لضمان التشغيل الفعال للوحدة.

أسهل طريقة لتوصيل محرك كهربائي ثلاثي الطور بشبكة أحادية الطور هي باستخدام مكثف أحادي الطور. على هذا النحو ، يجب استخدام المكثفات غير القطبية فقط ، وليس المجال (الإلكتروليتي).

مكثف تحويل الطور.

عند توصيل محرك كهربائي ثلاثي الطور بشبكة ثلاثية الطور ، يتم توفير البدء عن طريق التيار المتردد حقل مغناطيسي. وعندما يكون المحرك متصلاً بشبكة أحادية الطور ، لا يتم إنشاء تحول كافٍ في المجال المغناطيسي ، لذلك يجب استخدام مكثف تحويل الطور.

يجب حساب سعة مكثف تحويل الطور على النحو التالي:

• للاتصال "مثلث": SF = 4800 I / U ؛
• للاتصال "نجمة":SF = 2800 أنا / يو.

تعرف على المزيد حول هذه الأنواع من الاتصالات. :

في هذه الصيغ: Cf هي سعة مكثف تحويل الطور ، μF ؛ أنا- التصنيف الحالي، لكن؛ جهد التيار الكهربائي ، V.

في هذه الصيغة ، توجد اختصارات من هذا القبيل: P هي قوة المحرك الكهربائي ، بالضرورة بالكيلوواط ؛ cosph هو عامل القدرة. ن هي كفاءة المحرك.

يشار إلى عامل القدرة أو إزاحة التيار إلى الجهد ، وكذلك كفاءة المحرك الكهربائي ، في جواز السفر أو على اللوحة (لوحة الاسم) الموجودة على المحرك. غالبًا ما تكون قيم هذين المؤشرين هي نفسها وغالبًا ما تساوي 0.8-0.9.

تقريبًا ، يمكنك تحديد سعة مكثف تحويل الطور على النحو التالي: Cf \ u003d 70 P. اتضح أنه لكل 100 واط تحتاج إلى 7 ميكروفاراد من سعة المكثف ، لكن هذا ليس دقيقًا.

في النهاية ، ستظهر صحة تحديد سعة المكثف تشغيل المحرك الكهربائي. إذا لم يبدأ المحرك ، تكون السعة منخفضة. في حالة ارتفاع درجة حرارة المحرك أثناء التشغيل ، فهذا يعني أن هناك سعة كبيرة.

مكثف العمل.

إن سعة مكثف تحويل الطور الموجود في الصيغ المقترحة كافية فقط لبدء تشغيل محرك كهربائي ثلاثي الطور غير محمل. أي عندما لا توجد تروس ميكانيكية على عمود المحرك.

سيضمن المكثف المحسوب تشغيل المحرك الكهربائي حتى عندما يصل إلى سرعة التشغيل ، لذلك يُطلق على هذا المكثف أيضًا اسم مكثف العمل.

بدء مكثف.

لقد قيل سابقًا أنه يمكن تشغيل محرك كهربائي غير محمل ، أي مروحة صغيرة ، آلة طحن من مكثف واحد لتغيير الطور. ولكن لبدء تشغيل آلة حفر ، منشار دائري ، لم يعد من الممكن تشغيل مضخة مياه من مكثف واحد.

لبدء تشغيل محرك كهربائي محمل ، تحتاج إلى إضافة السعة لفترة وجيزة إلى مكثف تحويل الطور الحالي. على وجه التحديد ، من الضروري توصيل مكثف آخر لتغيير الطور بالتوازي مع مكثف العمل المتصل. ولكن فقط لفترة قصيرة من 2-3 ثوان. لأنه عندما يلتقط المحرك الكهربائي سرعات عالية ، فإن تيارًا مبالغًا فيه سوف يتدفق عبر الملف الذي يتصل به مكثفان متحولان في الطور. سيؤدي التيار العالي إلى تسخين لف المحرك وتدمير عزله.

يسمى المكثف المتصل بشكل إضافي وبالتوازي مع مكثف تحويل الطور (العامل) الحالي مكثف البدء.

لمحركات المروحة الخفيفة التحميل ، مناشير دائرية، آلات الحفر ، يتم تحديد سعة مكثف البدء مساوية لسعة مكثف العمل.

للمحركات المحملة لمضخات المياه ، المناشير الدائرية ، تحتاج إلى اختيار سعة مكثف البدء ضعف قدرة العامل.

من المريح جدًا تجميع بطارية من المكثفات المتصلة بالتوازي لتحديد السعات المطلوبة بدقة لمكثفات تبديل الطور (التشغيل والبدء). يجب أن تؤخذ المكثفات المتصلة ببعضها البعض بسعات صغيرة 2 ، 4 ، 10 ، 15 ميكروفاراد.

عند اختيار الجهد لأي مكثف ، تحتاج إلى استخدام القاعدة العامة. يجب أن يكون الجهد المصمم من أجله المكثف أعلى بمقدار 1.5 مرة من الجهد الذي سيتم توصيله به.

إذا نظرت داخل علبة أي جهاز كهربائي ، يمكنك رؤية العديد من المكونات المختلفة المستخدمة في الدوائر الحديثة. من الصعب جدًا معرفة كيفية عمل كل هذه المقاومات والترانزستورات والثنائيات والدوائر الدقيقة في نظام واحد. ومع ذلك ، من أجل فهم سبب الحاجة إلى مكثف في الدوائر الكهربائية ، فإن معرفة دورة الفيزياء المدرسية كافية.

جهاز المكثف وخصائصه

يتكون المكثف من قطبين أو أكثر - ألواح توضع بينهما طبقة عازلة. هذا التصميم لديه القدرة على تجميع شحنة كهربائية عند توصيله بمصدر جهد. يمكن استخدام الهواء أو المواد الصلبة كعزل كهربائي: الورق ، والميكا ، والسيراميك ، وأغشية الأكسيد.

السمة الرئيسية للمكثف - ثابت أو متغير السعة الكهربائية، تقاس بالفاراد. يعتمد ذلك على مساحة الألواح والفجوة بينها ونوع العازل الكهربائي. تحدد سعة المكثف أهم خاصيتين له: القدرة على تخزين الطاقة واعتماد الموصلية على تردد الإشارة المرسلة ، بسبب استخدام هذا المكون على نطاق واسع في الدوائر الكهربائية.

تخزين الطاقة

إذا قمت بتوصيل مكثف مسطح بمصدر الجهد المستمر، الشحنات السالبة سوف تتراكم تدريجيًا على أحد أقطابها ، والشحنات الموجبة على الآخر. تظهر هذه العملية ، المسماة الشحن ، في الشكل. مدتها تعتمد على قيم السعة و مقاومة نشطةعناصر السلسلة.

إن وجود عازل بين الألواح يمنع تدفق الجسيمات المشحونة داخل الجهاز. لكن في الدائرة نفسها في هذا الوقت ، سيظل التيار الكهربائي موجودًا حتى تصبح الفولتية على المكثف والمصدر متساويتين. الآن ، إذا قمت بفصل البطارية عن الخزان ، فستكون في حد ذاتها نوعًا من البطاريات قادرة على توصيل الطاقة إذا تم توصيل حمولة.

المقاومة مقابل التردد الحالي

سيتم إعادة شحن المكثف المتصل بدائرة تيار متردد بشكل دوري وفقًا للتغير في قطبية جهد الإمداد. وبالتالي ، فإن المكون الإلكتروني المدروس ، إلى جانب المقاومات والمحثات ، يخلق مقاومة Rс = 1 / (2πfC) ، حيث f هو التردد ، C هي السعة.

كما يتضح من الاعتماد المقدم ، فإن المكثف لديه موصلية عالية فيما يتعلق بإشارات التردد العالي وينفذ إشارات منخفضة التردد بشكل ضعيف. مقاومة العنصر السعوي في الدائرة التيار المباشرسيكون كبيرًا إلى ما لا نهاية ، وهو ما يعادل تمزقه.

بعد دراسة هذه الخصائص ، يمكنك التفكير في سبب الحاجة إلى مكثف ومكان استخدامه.

أين تستخدم المكثفات؟

• المرشحات هي أجهزة في الأنظمة الإلكترونية اللاسلكية والطاقة والصوتية وغيرها من الأنظمة المصممة لنقل الإشارات في نطاقات تردد معينة. على سبيل المثال ، في المعتاد شاحنإلى عن على هاتف محمولتستخدم المكثفات لتنعيم الجهد عن طريق قمع المكونات عالية التردد.
• ملامح التذبذب للمعدات الإلكترونية. يعتمد عملهم على حقيقة أنه عند تشغيل المكثفات بالاقتران مع محث ، تنشأ الفولتية والتيارات الدورية في الدائرة.
• صائغي النبضات وأجهزة توقيت وأجهزة الحوسبة التناظرية. في تشغيل هذه الأنظمة ، يتم استخدام اعتماد وقت شحن المكثف على قيمة السعة.
• مقومات مضاعفة الجهد ، تستخدم ، من بين أشياء أخرى ، في تركيبات الأشعة السينية ، والليزر ، ومسرعات الجسيمات. هنا يتم لعب الدور الأكثر أهمية من خلال خاصية المكون السعوي لتجميع الطاقة وتخزينها والتخلي عنها.

بالطبع ، هذه ليست سوى الأجهزة الأكثر شيوعًا حيث يتم استخدام المكثفات. لا يمكن لأي معدات منزلية أو سيارات أو صناعية أو اتصالات أو معدات إلكترونية للطاقة الاستغناء عنها.