מנועים אסינכרוניים. תכנית, תיאור

אינציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל
ספרייה חינם / חַשׁמַלַאי

מנועים חשמליים. מנועים אסינכרוניים. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

ספריה טכנית בחינם

אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / מנועים חשמליים

מנועים אסינכרוניים נקראות מכונות חשמליות שיש להן לפחות שתי פיתולים שבהם מתחי החילופין מוזזים בפאזה ביחס זה לזה.

עקרון הפעולה

במערכות אסינכרוניות, ניתן ליצור שדה מגנטי מסתובב במכשיר נייח מכני. סליל המחובר למקור זרם חילופין יוצר שדה מגנטי פועם, כלומר שדה מגנטי המשתנה בערכו ובכיווןו.

מנועים אסינכרוניים
אורז. 16.6. חיבור סלילי מנוע למקור מתח תלת פאזי

מנועים אסינכרוניים
אורז. 16.7. גרף של שינויים בזרמים של מערכת תלת פאזית

בצילינדר בקוטר פנימי D, מונחים שלושה סלילים על פני השטח, בעקירה מרחבית זה לזה ב-120°. הסלילים מחוברים למקור מתח תלת פאזי (איור 16.6). באיור. איור 16.7 מציג גרף של שינויים בזרמים מיידיים היוצרים מערכת תלת פאזית.

כל אחד מהסלילים יוצר שדה מגנטי פועם. השדות המגנטיים של הסלילים, המקיימים אינטראקציה זה עם זה, יוצרים שדה מגנטי מסתובב שנוצר, המאופיין בוקטור של האינדוקציה המגנטית המתקבלת .

באיור. 16.8 מציג את וקטורי האינדוקציה המגנטיים של כל פאזה ואת הווקטור שנוצר , שנבנה לשלושה רגעי זמן t₁t,₂t,₃. הכיוונים החיוביים של צירי הסליל מסומנים +1, +2, +3.

כרגע t = t₁ הזרם והאינדוקציה המגנטית בסליל A-X הם חיוביים ומקסימליים, בסלילים BY ו-CZ הם זהים ושליליים. הווקטור של האינדוקציה המגנטית המתקבלת שווה לסכום הגיאומטרי של הוקטורים של ההשראה המגנטית של הסלילים וחופף לציר הסליל A-X. ברגע t = t₂ הזרמים בסלילים A-X ו-CZ שווים בגודלם ומנוגדים בכיוון. הזרם בשלב ב' הוא אפס. וקטור האינדוקציה המגנטי המתקבל מסתובב עם כיוון השעון ב-30°.

מנועים אסינכרוניים
אורז. 16.8. וקטורים של אינדוקציה מגנטית לשלושה רגעי זמן

כרגע t = t₃ הזרמים בסלילים A-X ו-BY שווים בגודלם וחיוביים, הזרם בשלב CZ הוא מקסימלי ושלילי, הווקטור של השדה המגנטי המתקבל ממוקם בכיוון השלילי של הציר של סליל ה-CZ. במהלך תקופת זרם החילופין, הווקטור של השדה המגנטי שנוצר יסתובב 360 מעלות. מהירות תנועה לינארית של וקטור האינדוקציה המגנטי

איפה - תדירות של מתח חילופין; T - תקופה של זרם סינוסואידי; pg - תדר סיבוב שדה מגנטי או תדר סיבוב סינכרוני. במהלך תקופה T, השדה המגנטי נע למרחק איפה

- חלוקת קוטב או מרחק בין הקטבים של מגנטי

שדה לאורך היקף גליל בקוטר D.

מהירות קו מהיכן

איפה נ₁ - תדר סיבוב סינכרוני של שדה מגנטי רב קוטבי עם מספר זוגות הקטבים P.

הסלילים המוצגים באיור. 16.6, ליצור שדה מגנטי דו-קוטבי, עם מספר הקטבים 2P = 2. תדירות סיבוב השדה היא 3000 סל"ד. כדי להשיג שדה מגנטי בעל ארבעה קוטבים, יש צורך למקם שישה סלילים בתוך גליל בקוטר D, שניים לכל שלב. לאחר מכן, לפי הנוסחה (16.7), השדה המגנטי יסתובב איטי פי שניים, עם n₁ = 1500 סל"ד.

כדי לקבל שדה מגנטי מסתובב, יש לעמוד בשני תנאים:

תנאי 1 - שיהיו לפחות שני סלילים שנעקרו במרחב.
תנאי 2 - חבר זרמים מחוץ לפאזה לסלילים.

בנייה

למנוע אינדוקציה יש חלק נייח שנקרא סטאטור וחלק מסתובב הנקרא רוטור. הסטטור מכיל פיתול היוצרת שדה מגנטי מסתובב. ישנם מנועים אסינכרוניים עם כלוב סנאי ורוטור פצע. מוטות אלומיניום או נחושת ממוקמים בחריצים של הרוטור הקצר. קצוות המוטות סגורים בטבעות אלומיניום או נחושת. הסטטור והרוטור עשויים מיריעות פלדה חשמליות להפחתת הפסדי זרם מערבולת. לרוטור הפאזה יש פיתול תלת פאזי (עבור מנוע תלת פאזי). קצוות השלבים מחוברים ליחידה משותפת, ואת ההתחלות מוציאים לשלוש טבעות החלקה המונחות על הפיר. מברשות מגע קבועות מונחות על הטבעות. ריאוסטט התחלתי מחובר למברשות. לאחר התנעת המנוע, ההתנגדות של ריאוסטט ההתנעה מצטמצמת בהדרגה לאפס.

עקרון הפעולה של מנוע אינדוקציה

בואו נסתכל על עקרון הפעולה של מנוע אסינכרוני באמצעות הדגם המוצג באיור. 16.9.

הבה נדמיין את השדה המגנטי המסתובב של הסטטור בצורה של מגנט קבוע המסתובב במהירות סיבוב סינכרוני. זרמים מושרים במוליכי סלילה הרוטור הסגור. הקטבים של המגנט נעים בכיוון השעון. למתבונן המונח על מגנט מסתובב, נראה שהמגנט נייח, ומוליכי פיתול הרוטור נעים נגד כיוון השעון. הכיוונים של זרמי הרוטור שנקבעו על ידי הכלל הימני מוצגים באיור. 16.9.

מנועים אסינכרוניים
אורז. 16.9. דגם מנוע אינדוקציה

באמצעות כלל יד שמאל, אנו מוצאים את כיוון הכוחות האלקטרומגנטיים הפועלים על הרוטור וגורמים לו להסתובב. רוטור המנוע יסתובב במהירות n₁ בכיוון הסיבוב של שדה הסטטור. הרוטור מסתובב באופן אסינכרוני, כלומר תדירות הסיבוב שלו היא n₂ פחות מתדירות סיבוב שדה הסטטור w. ההבדל היחסי במהירויות של שדות הסטטור והרוטור נקרא החלקה:

ההחלקה לא יכולה להיות שווה לאפס, שכן באותן מהירויות של השדה והרוטור תיפסק אינדוקציה של זרמים ברוטור, ולכן לא יהיה מומנט אלקטרומגנטי.

המומנט האלקטרומגנטי מאוזן על ידי מומנט הבלימה המנוגד ככל שהעומס על גל המנוע גדל, מומנט הבלימה הופך להיות גדול יותר מהמומנט המסתובב, וההחלקה גדלה. כתוצאה מכך, ה-EMF והזרמים המושרים בפיתול הרוטור גדלים. המומנט גדל והופך שווה למומנט הבלימה. המומנט יכול לעלות עם ההחלקה הגוברת עד לערך מרבי מסוים, ולאחר מכן, עם עלייה נוספת במומנט הבלימה, המומנט יורד בחדות והמנוע עוצר.

אם ההחלקה של מנוע שנתקע שווה לאחד, אומרים שהמנוע פועל במצב קצר חשמלי. מהירות מנוע אסינכרוני לא עמוס n₂ שווה בערך לתדר הסינכרוני n₁.

אם החלקה של מנוע לא עמוס היא S = 0, אזי המנוע אמור לפעול במצב סרק.

החלקה של מכונה אסינכרונית הפועלת במצב מנוע משתנה מאפס לאחד. מכונה אסינכרונית יכולה לפעול במצב גנרטור. לשם כך, יש לסובב את הרוטור שלו על ידי מנוע צד שלישי בכיוון הסיבוב של השדה המגנטי של הסטטור בתדר n₂ > נ₁. החלקה של המחולל האסינכרוני S < 0.

מכונה אסינכרונית יכולה לפעול במצב בלם מכונה חשמלית. כדי לעשות זאת, יש צורך לסובב את הרוטור שלו בכיוון המנוגד לכיוון הסיבוב של השדה המגנטי של הסטטור. במצב זה S > 1.

בדרך כלל, מכונות אסינכרוניות משמשות במצב מנוע. מנוע האינדוקציה הוא סוג המנוע הנפוץ ביותר בתעשייה. תדר סיבוב השדה במנוע אסינכרוני קשור אך ורק לתדר הרשת f₁ ומספר זוגות עמודי הסטטור.

בתדר f₁ = 50 הרץ יש את הדבר הבא טווח מהירות (P n₁, סל"ד):

1 - 3000;

2 - 1500;

3 -1000;

4 - 750.

מנוסחה (16.7) אנו מקבלים

מהירות שדה הסטטור ביחס לרוטור נקראת מהירות החלקה

תדר זרם ו-EMF בפיתול הרוטור

מכונה אסינכרונית עם רוטור נעול עובדת כמו שנאי. השטף המגנטי העיקרי גורם ל-emf E בפיתולי הסטטור והרוטור הנייחים₁ ו-E_2K:

שבו F_m - הערך המרבי של השטף המגנטי הראשי המצורף לפיתולי הסטטור והרוטור; W₁ו-W₂ - מספר הסיבובים של פיתולי הסטטור והרוטור; - תדר מתח ברשת; ל₀₁ וק₀₂ - מקדמי סלילה של פיתולי הסטטור והרוטור.

כדי להשיג חלוקה נוחה יותר של אינדוקציה מגנטית במרווח האוויר בין הסטטור לרוטור, פיתולי הסטטור והרוטור אינם מרוכזים בתוך קוטב אחד, אלא מפוזרים לאורך היקפי הסטטור והרוטור. ה-emf של הפיתול המבוזר קטן מה-emf של הפיתול המרוכז. עובדה זו נלקחת בחשבון על ידי הכנסת מקדמי פיתול לנוסחאות הקובעות את גודל הכוחות האלקטרו-מוטוריים של הפיתולים. הערכים של מקדמי הפיתול הם מעט פחות מאחדות. EMF בפיתול של רוטור מסתובב

זרם רוטור של מכונה פועלת

שבו ר₂ - התנגדות אקטיבית של מתפתל הרוטור; איקס₂ - התנגדות אינדוקטיבית של פיתול הרוטור,

, כאשר x_2K - תגובה אינדוקטיבית של הרוטור הנעול. לאחר מכן

למנוע חד פאזי יש סלילה אחת הממוקמת על הסטטור. פיתול חד פאזי המסופק בזרם חילופין תיצור שדה מגנטי פועם. הבה נמקם רוטור עם פיתול קצר במעגל זה. הרוטור לא יסתובב. אם תסובב את הרוטור על ידי כוח מכני חיצוני לכל כיוון, המנוע יפעל ביציבות. ניתן להסביר זאת באופן הבא.

ניתן להחליף את השדה המגנטי הפועם בשני שדות מגנטיים המסתובבים בכיוונים מנוגדים בתדר סינכרוני n1 ובעלי אמפליטודות שטף מגנטי השווה למחצית משרעת השטף המגנטי של השדה הפועם. אחד מהשדות המגנטיים נקרא סיבוב קדימה, השני נקרא סיבוב לאחור. כל אחד מהשדות המגנטיים גורם לזרמי מערבולת בפיתול הרוטור. כאשר זרמי מערבולת מקיימים אינטראקציה עם שדות מגנטיים, נוצרים מומנטים המכוונים זה לזה. באיור. איור 16.10 מציג את התלות של הרגע בשדה הקדמי M', הרגע בשדה ההפוך M" והמומנט M שנוצר בפונקציית ההחלקה M = M' - M".

מנועים אסינכרוניים
אורז. 16.10. תלות של מומנט שדה קדימה, מומנט שדה הפוך ומומנט כתוצאה מהחלקה

צירי ההזזה מכוונים זה מול זה. במצב ההתנעה, הרוטור נתון למומנטים שווים בגודלם ומנוגדים בכיוון. הבה נסובב את הרוטור בכוח חיצוני בכיוון השדה המגנטי המסתובב קדימה. יופיע מומנט עודף (כתוצאה מכך), המאיץ את הרוטור למהירות קרובה לסינכרונית. במקרה זה, החלקה של המנוע ביחס לשדה המגנטי המסתובב ישירות

החלקת מנוע ביחס לשדה מגנטי מסתובב לאחור

בהתחשב במאפיין המתקבל, אנו יכולים להסיק את המסקנות הבאות.

מסקנה 1. למנוע חד פאזי אין מומנט התנעה. הוא יסתובב בכיוון שבו הוא מסתובב על ידי כוח חיצוני.

מסקנה 2. בשל אפקט הבלימה של שדה הסיבוב ההפוך, הביצועים של מנוע חד פאזי גרועים יותר מאלו של מנוע תלת פאזי.

כדי ליצור מומנט התחלתי, מנועים חד-פאזיים מצוידים בפיתול התחלה המוזז במרחב ביחס לסלילה הראשית, הפועל ב-90 מעלות. מתפתלת ההתחלה מחוברת לרשת באמצעות אלמנטים מעבירים פאזה: קבל או התנגדות אקטיבית.

איור 16.11 מציג את דיאגרמת המעגל להפעלת פיתולי המנוע, כאשר P הוא פיתול העבודה, P הוא פיתול ההתחלה. הקיבולת של אלמנט הסטת הפאזה C נבחרה כך שהזרמים בפיתולי העבודה וההתחלות נבדלים בשלב זה ב-90 מעלות. מנוע אסינכרוני תלת פאזי יכול לפעול מרשת חד פאזית אם הפיתולים שלו מחוברים לפי התרשימים הבאים (איור 16.12).

בתרשים המוצג באיור. 16.12, ופיתולי הסטטור מחוברים בכוכב, ובמעגל שבאיור. 16.12, ב - משולש. ערך קיבול C ~ 60 µF לכל 1 קילוואט של הספק.

מנועים אסינכרוניים
אורז. 16.11. תוכנית הפעלת הפיתולים של מנוע חד פאזי

מנועים אסינכרוניים
אורז. 16.12. ערכות לחיבור הפיתולים של מנוע תלת פאזי לשלב אחד: א - אפשרות ראשונה; ב - אפשרות שנייה

מחבר: Koryakin-Chernyak S.L.

ראה מאמרים אחרים סעיף מנועים חשמליים.

תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה.

<< חזרה

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

עור מלאכותי לחיקוי מגע 15.04.2024

בעולם טכנולוגי מודרני בו המרחק הופך להיות נפוץ יותר ויותר, חשוב לשמור על קשר ותחושת קרבה. ההתפתחויות האחרונות בעור מלאכותי על ידי מדענים גרמנים מאוניברסיטת Saarland מייצגים עידן חדש באינטראקציות וירטואליות. חוקרים גרמנים מאוניברסיטת Saarland פיתחו סרטים דקים במיוחד שיכולים להעביר את תחושת המגע למרחקים. טכנולוגיה חדשנית זו מספקת הזדמנויות חדשות לתקשורת וירטואלית, במיוחד עבור אלה שמוצאים את עצמם רחוקים מיקיריהם. הסרטים הדקים במיוחד שפיתחו החוקרים, בעובי של 50 מיקרומטר בלבד, ניתנים לשילוב בטקסטיל וללבוש כמו עור שני. סרטים אלה פועלים כחיישנים המזהים אותות מישוש מאמא או אבא, וכמפעילים המשדרים את התנועות הללו לתינוק. הורים הנוגעים בבד מפעילים חיישנים המגיבים ללחץ ומעוותים את הסרט הדק במיוחד. זֶה ... >>

פסולת חתולים של Petgugu Global 15.04.2024

טיפול בחיות מחמד יכול להיות לעתים קרובות אתגר, במיוחד כשמדובר בשמירה על ניקיון הבית שלך. הוצג פתרון מעניין חדש של הסטארטאפ Petgugu Global, שיקל על בעלי החתולים ויעזור להם לשמור על ביתם נקי ומסודר בצורה מושלמת. הסטארט-אפ Petgugu Global חשפה אסלת חתולים ייחודית שיכולה לשטוף צואה אוטומטית, ולשמור על הבית שלכם נקי ורענן. מכשיר חדשני זה מצויד בחיישנים חכמים שונים המנטרים את פעילות האסלה של חיית המחמד שלכם ופועלים לניקוי אוטומטי לאחר השימוש. המכשיר מתחבר למערכת הביוב ומבטיח פינוי פסולת יעיל ללא צורך בהתערבות של הבעלים. בנוסף, לאסלה קיבולת אחסון גדולה הניתנת לשטיפה, מה שהופך אותה לאידיאלית עבור משקי בית מרובי חתולים. קערת המלטה לחתולים של Petgugu מיועדת לשימוש עם המלטה מסיסת במים ומציעה מגוון זרמים נוספים ... >>

האטרקטיביות של גברים אכפתיים 14.04.2024

הסטריאוטיפ שנשים מעדיפות "בנים רעים" כבר מזמן נפוץ. עם זאת, מחקר עדכני שנערך על ידי מדענים בריטים מאוניברסיטת מונאש מציע נקודת מבט חדשה בנושא זה. הם בדקו כיצד נשים הגיבו לאחריות הרגשית של גברים ולנכונותם לעזור לאחרים. ממצאי המחקר עשויים לשנות את ההבנה שלנו לגבי מה הופך גברים לאטרקטיביים לנשים. מחקר שנערך על ידי מדענים מאוניברסיטת מונאש מוביל לממצאים חדשים לגבי האטרקטיביות של גברים לנשים. בניסוי הראו לנשים תצלומים של גברים עם סיפורים קצרים על התנהגותם במצבים שונים, כולל תגובתם למפגש עם חסר בית. חלק מהגברים התעלמו מההומלס, בעוד שאחרים עזרו לו, כמו לקנות לו אוכל. מחקר מצא שגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב היו מושכים יותר לנשים בהשוואה לגברים שהפגינו אמפתיה וטוב לב. ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

אינטל Cyclone 10 שדה מערכי שערים הניתנים לתכנות 14.02.2017

אינטל הציגה את מערכי השערים הניתנים לתכנות שדה Cyclone 10. לפי היצרן, השחרור שלהם היה תגובה למספר הולך וגדל של יישומי האינטרנט של הדברים. המערכים מיועדים לספק עיבוד נתונים מהיר ויעיל באנרגיה, ומיועדים ליישומים רבים לרבות רכב, אלקטרוניקה תעשייתית, ציוד שמע ווידאו מקצועי.

המשפחה כוללת את ה-Cyclone 10 GX ו-Cyclone 10 LP FPGAs. בראשון, היצרן מציין את התמיכה ב-10G ואת הנוכחות של DSP בנקודה צפה. הביצועים של מטריצות אלו פי שניים מאלו של קודמותיהן. הם יכולים למצוא יישומים במערכות ראייה תעשייתיות ויישומי עיר חכמה, כולל ניטור חניונים, כבישים וגשרים. בנוסף, רכיבי Cyclone 10 GX FPGA מתאימים היטב לציוד הזרמת וידאו, מערכות בקרת מנועים תעשייתיים, מכונות CNC, כלים חשמליים ורובוטים.

באשר ל-Intel Cyclone 10 LP, FPGAs אלה מיועדים ליישומים מונעי עלות והספק שבהם מספיקים שערים לוגיים של 75K, כולל חיבורים תוך-מערכתיים והרחבת מעבד I/O. בנוסף, Cyclone 10 LP יכול לשמש בכלי רכב לעיבוד נתונים ממצלמות אחוריות וחיישנים.

משלוחים של FPGA Cyclone 10 יחלו במחצית השנייה של השנה. ערכות היכרות ולוחות פיתוח יהיו זמינים גם הם באותו זמן.

עוד חדשות מעניינות:

▪ דבורים מגן

▪ 7 דולר טאבלט יונדאי A80: 1,5GHz, אנדרואיד 4.0

▪ הרובוט הראשון בעולם עם אזרחות

▪ חומרי נפץ ישפרו את בטיחות המכוניות החשמליות

▪ פנאומוטורקס בדיסקוטק

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ קטע אתר התקני מחשב. בחירת מאמרים

▪ מאמר חממה פשוטה. טיפים למאסטר הבית

▪ מאמר האם סוס ים זכר יכול להביא תינוקות? תשובה מפורטת

▪ אוקי מאמר. אגדות, טיפוח, שיטות יישום

▪ מאמר ממסר אקוסטי. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

▪ מאמר Box kite. ניסוי פיזי

השאר את תגובתך למאמר זה:

כל השפות של דף זה

בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר