חיבור חד פאזי של מנוע תלת פאזי

מנועי אינדוקציה נמצאים בשימוש נרחב בתעשייה בגלל הפשטות היחסית של העיצוב, ביצועים טובים, קלות שליטה.

מכשירים כאלה נופלים לרוב בידי אדון ביתי, ובעזרת הידע של היסודות של הנדסת חשמל הוא מחבר מנוע חשמלי כזה לעבודה מרשת 220 וולט חד-פאזית. לרוב היא משמשת לשמירה, לעיבוד עץ, לטחינת תבואה ולעבודות פשוטות אחרות.

אפילו במכונות תעשייתיות בודדות ומנגנונים עם כוננים יש דוגמאות של מנועים שונים שיכולים לפעול בשלבים אחד או שלושה.

לרוב הם משתמשים בתחילת קבלים, כפשוטה ומקובלת ביותר, אם כי זו אינה השיטה היחידה המוכרת לחשמלאים המוסמכים ביותר.

עקרון הפעולה של מנוע תלת פאזי

ניתן להשיג מכשירים חשמליים אסינכרוניים תעשייתיים במערכות 0.4 קילוואט עם שלושה פיתולי סטטור. מתח מוחל עליהם, מועבר בזווית של 120 מעלות וגורם לזרמים בעלי צורה דומה.

כדי להפעיל את המנוע החשמלי, הזרמים מכוונים בצורה כזו שהם יוצרים שדה אלקטרומגנטי מסתובב כולל הפועל בצורה אופטימלית על הרוטור.

עיצוב הסטטור המשמש למטרות אלה מיוצג על ידי:

1. דיור;

2. ליבה מגנטית עם שלוש פיתולים מונחים בתוכה;

3. חיבורי מסוף.

בגרסה הרגילה, החוטים המבודדים של הפיתולים מורכבים על פי מערך הכוכבים עקב התקנת מגשרים בין ברגי המסוף. בנוסף לשיטה זו, יש גם חיבור הנקרא משולש.

בשני המקרים מוקצה כיוון הפיתולים: ההתחלה והסיום הקשורים לשיטת ההתקנה - סלילה במהלך הייצור.

הפיתולים ממוספרים בספרות ערבית 1, 2, 3. קצוותיהם מסומנים על ידי K1, K2, K3, וההתחלה - H1, H2, H3. עבור סוגים מסוימים של מנועים ניתן לשנות את שיטת הסימון הזו, לדוגמה, C1, C2, C3 ו- C4, C5, C6 או סמלים אחרים או שאינם משתמשים כלל.

סימון שהוחל כהלכה מפשט את חיבור חוטי החשמל. בעת יצירת סידור מתח סימטרי על הסיבובים, מובטחת יצירת זרמים מדורגים המבטיחים הפעלה אופטימלית של המנוע החשמלי. במקרה זה, צורתם בהתפתלות מתאימה לחלוטין למתח המופעל, חוזר עליו ללא עיוות כלשהו.

באופן טבעי יש להבין שמדובר באמירה תיאורטית גרידא, מכיוון שבפועל הזרמים מתגברים על התנגדות שונות, סוטים מעט.

התפיסה החזותית של התהליכים מסייעת לדימוי של כמויות וקטוריות במישור המורכב. עבור מנוע תלת פאזי, הזרמים בהתפתלות שנוצרו על ידי המתח הסימטרי המופעל מתוארים כדלקמן.

כאשר המנוע החשמלי מופעל על ידי מערכת מתחים עם שלוש זוויות מרוחקות באופן אחיד ושווים בווקטורים בעוצמה, אותם זרמים סימטריים זורמים בתוך הפיתולים.

כל אחד מהם יוצר שדה אלקטרומגנטי, שכוח ההשראה שלו משרה שדה מגנטי משלו בסיבוב הרוטור. כתוצאה מהאינטראקציה המורכבת של שלושת שדות הסטטור עם שדה הרוטור, נוצרת תנועת הסיבוב של האחרון, ויצירת כוח מכני מרבי המסובב את הרוטור מובטחת.

עקרונות חיבור מתח חד פאזי למנוע תלת פאזי

לחיבור מלא לשלושה פיתולי סטטור זהים, המופרדים בזווית של 120 מעלות, חסרים שני ווקטורי מתח, יש רק אחד מהם.

אתה יכול ליישם אותו במתפתל אחד בלבד ולגרום לסיבוב הרוטור. אבל, לשימוש יעיל במנוע כזה לא יעבוד.יהיה לו פלט נמוך מאוד על הפיר.

לפיכך, מתעוררת הבעיה של חיבור שלב זה כך שהוא יוצר מערכת סימטרית של זרמים בסיבובים שונים. במילים אחרות, יש צורך בממיר מתח חד-פאזי עד שלוש-פאזי. בעיה דומה נפתרת בשיטות שונות.

אם נשליך את התוכניות המורכבות של התקנות מהפך מודרניות, נוכל ליישם את השיטות הנפוצות הבאות:

1. שימוש בתחילת קבלים;

2. שימוש בחונקים, התנגדות אינדוקטיבית;

3. יצירת כיווני זרמים שונים בפיתולים;

4. שיטה משולבת עם השוואת התנגדות פאזית ליצירת אותם משרעות בזרמים.

בחן בקצרה את העקרונות הללו.

סטייה נוכחית כאשר עוברים קיבול

שיגור הקבלים המקובל ביותר, המאפשר להסיט את הזרם באחד הפיתולים על ידי חיבור התנגדות קיבולית, כאשר נוצר זרם לפני הזרם מהווקטור של המתח המופעל ב 90 מעלות.

כקבלים משתמשים בדרך כלל במבני נייר מתכת מסדרות MBGO, MBGP, KBG וכדומה. אלקטרוליטים אינם מתאימים להעברת זרם חילופין, מתפוצצים במהירות, והתוכניות לשימושם מורכבות ואמינות נמוכה.

במעגל זה הזרם שונה בזווית מהערך הנקוב. זה סוטה רק 90 מעלות ולא מגיע ל 30^בערך (120-90=30).

סטייה נוכחית בעת מעבר בהשראות

המצב דומה לקודמו. רק כאן הזרם מפגר את המתח באותה 90 מעלות, ושלושים חסרים. בנוסף, עיצוב המשרן אינו פשוט כמו זה של קבל. יש לחשב אותו, להרכיב אותו, להתאים אותו לתנאים פרטניים. שיטה זו אינה נפוצה.

בעת שימוש בקבלים או חונקים, הזרמים במפתולי המנוע אינם מגיעים לזווית הנדרשת בגזרת השלושים מעלות, המוצגת באדום בתמונה, שכבר יוצרת הפסדי אנרגיה מוגברים. אבל אתה צריך להשלים איתם.

הם מתערבים ביצירת חלוקה אחידה של כוחות האינדוקציה ויוצרים אפקט מעכב. קשה להעריך במדויק את השפעתו, אך בגישה פשוטה לחלוקת הזוויות מתקבל הפסד (25/120 = 1/4) של 25%. עם זאת, האם ניתן לחשוב כך?

סטייה נוכחית על ידי הפעלת מתח קוטביות הפוך

במעגל הכוכבים נהוג לחבר חוט מתח פאזי לכניסה של המתפתל, וחוט ניטרלי לקצהו.

אם שניים מופרדים על ידי 120^בערך שלב להחלת אותו מתח, אך כדי להפריד ביניהם, ובשנייה להפוך את הקוטביות, הזרמים ישתנו בזווית יחסית זה לזה. הם יוצרים שדות אלקטרומגנטיים מכיוונים שונים ומשפיעים על הכוח הנוצר.

רק בשיטה זו מתקבלת סטיית הזווית של זרמים בערך קטן - 30^בערך.

בשיטה זו משתמשים במקרים בודדים.

שיטות לשימוש מורכב בקבלים, השראות, היפוך קוטביות של פיתולים

שלוש השיטות הראשונות המפורטות אינן מאפשרות ליצור סטייה סימטרית אופטימלית של זרמים בסבבים. תמיד יש מוטה בזווית ביחס למעגל הנייח המסופק לאספקת חשמל תלת פאזית גבוהה. בשל כך, היווצרות רגעים מנוגדים המעכבים את הקידום, מפחיתים את היעילות.

לכן, החוקרים ערכו ניסויים רבים המבוססים על שילובים שונים של שיטות אלה במטרה ליצור ממיר המספק את היעילות הגבוהה ביותר של המנוע התלת-פאזי. תוכניות אלה עם ניתוח מפורט של תהליכים חשמליים ניתנות בספרות חינוכית מיוחדת. המחקר שלהם מעלה את רמת הידע התיאורטי, אך לרוב הם כמעט ולא מיושמים באופן מעשי.

תמונה טובה של חלוקת הזרמים נוצרת במעגל כאשר:

1. שלב מפותל ישיר מוחל על סלילה אחת;

2. המתח מחובר לסיבובי השני והשלישי דרך קבל ומשרן בהתאמה;

3. בתוך מעגל הממירים משווים את אמפליטודות הזרמים על ידי בחירת ריאקציות עם פיצוי חוסר איזון על ידי נגדים פעילים.

ברצוני לשים לב לנקודה השלישית, אליה חשמלאים רבים אינם מייחסים חשיבות. פשוט התבונן בתמונה הבאה וקבע מסקנה לגבי האפשרות לסיבוב אחיד של הרוטור בעזרת יישום סימטרי של כוחות זהים ושונים בעוצמתם אליו.

השיטה המורכבת מאפשרת לך ליצור סכמה מורכבת למדי. לעתים רחוקות הוא מיושם בפועל. אחת האפשרויות ליישום שלה עבור מנוע חשמלי 1 קילוואט מוצגת להלן.

כדי להפוך את הממיר, אתה צריך ליצור מצערת מסובכת. זה מצריך זמן ומשאבים חומריים.

כמו כן, יתעוררו קשיים בעת חיפוש אחר הנגד R1, שיעבוד עם זרמים העולים על 3 אמפר. עליו:

• יש הספק העולה על 700 וואט;

• מגניב היטב;

• לבודד באופן אמין מחלקים חיים.

ישנם עוד כמה קשיים טכניים שיהיה עליהם להתגבר על מנת ליצור ממיר מתח תלת פאזי שכזה. עם זאת, הוא די תכליתי, מאפשר לך לחבר מנועים בהספק של עד 2.5 קילוואט, מבטיח את פעולתם היציבה.

אז, הבעיה הטכנית של חיבור מנוע אסינכרוני תלת פאזי לרשת חד פאזית נפתרת על ידי יצירת מעגל ממירים מורכב. אבל, הוא לא מצא יישום מעשי מסיבה אחת פשוטה שאי אפשר להיפטר ממנו - צריכת חשמל מוגזמת על ידי הממיר עצמו.

הכוח שמושקע ביצירת מעגל מתח תלת פאזי עם תכנון כזה עולה על לפחות פעם וחצי מצרכי המנוע החשמלי עצמו. במקביל, העומסים הכוללים שנוצרו על ידי חיווט אספקת החשמל דומים לעבודה של מכונות ריתוך ישנות.

מד החשמל, לשמחתם של מוכרי חשמל, מתחיל מהר מאוד להעביר כסף מארנק הבית של החשבון לחשבון של הארגון המספק אנרגיה, והבעלים לא אוהבים את זה בכלל. כתוצאה מכך, הפיתרון הטכני המסובך ליצירת ממיר מתח טוב התברר כמיותר לשימוש מעשי במשק הבית, וגם במפעלים תעשייתיים.

4 מסקנות אחרונות

1. מבחינה טכנית ניתן להשתמש בחיבור חד פאזי של מנוע תלת פאזי. לשם כך, יצרו המון מעגלים שונים עם בסיס אלמנטרי שונה.

2. ליישם שיטה זו באופן תפעולי להפעלה ארוכת טווח של כוננים במכונות ומנגנונים תעשייתיים אינו מעשי בגלל האובדן הגדול של צריכת אנרגיה הנוצרת בתהליכים זרים המוביל ליעילות מערכת נמוכה ועלויות חומרים מוגברות.

3. בבית ניתן להשתמש בתכנית לביצוע עבודה לטווח קצר על מנגנונים שאינם מגיבים. מכשירים כאלה יכולים לעבוד זמן רב, אך יחד עם זאת התשלום עבור חשמל עולה משמעותית, וכוחו של כונן עובד אינו מסופק.

4. להפעלה יעילה של מנוע אינדוקציה עדיף להשתמש ברשת אספקת חשמל תלת-פאזית מלאה. אם זה לא אפשרי, עדיף לנטוש את המיזם הזה ולרכוש מנוע חשמלי חד פאזי מיוחד כוח מתאים.

ראה גם בנושא זה:סכמות אופייניות לחיבור תלת פאזי לרשת חד פאזית

Comments

[#1]

יש שגיאה בתרשים "סוגי חיבורים ...". הפיתולים בין הטרמינלים אינם מוצגים כראוי, אם מסתכלים על דיאגרמה זו וצופים בהתקנת מגשרים, לא ברור היכן נמצאים המגשרים, ואיפה הפיתולים עצמם