إنه جهاز مفيد يستخدم في العديد من مجالات النشاط البشري، من الحياة اليومية إلى الصناعة. في آلات الطحن المختلفة، على الناقلات، وحدات الآلة، أنظمة التهوية الصناعية وأكثر من ذلك. المحرك الكهربائي لديه 3 مخارج، لذلك يمكن إجراء اتصال Star-delta بشبكة أو محول تيار متردد ثلاثي الطور.
تصميم المحرك
توجد اللفات على الجزء الثابت، ويتم تصنيع الدوار بشكل قصير على شكل عجلة سنجابية: حلقات الألومنيوم أو النحاس في الأطراف متصلة ببعضها البعض بواسطة وصلات متوازية. يتم لف الجزء الثابت بطريقة خاصة بعدد معين من الأعمدة، والذي يعتمد على معلمات الطاقة وشبكة الإمداد. تحتوي المراوح المنزلية على قطبين فقط، بينما تحتوي محركات الجر الصناعية على 8 قطبين أو أكثر.
فوائد استخدام غير متزامنالمحركات الكهربائية ذات دائرة التوصيل النجمية أو الدلتا واضحة وهي كما يلي:
طرق الاتصال بالشبكة
الآن دعونا نحاول معرفة ما هو النجم والمثلث، ما هو الفرق بينهما. محرك كهربائي غير متزامن ثلاثي الطوريحتوي على 3 لفات متصلة بطريقة معينة. يمكن توصيلها بشبكة 380 فولت وبجهد متناوب 220 فولت. لذلك يمكن اعتبار المحرك عالميًا، لكن جودة أدائه تعتمد بشكل مباشر على طريقة الاتصال بالشبكة أو محول إمداد منفصل.
على سبيل المثال، في وضع التسارع، عندما يتم توصيله على التوالي بدائرة المحرك لتقليل جهد البداية. يعمل محول التردد على هذا المبدأ، حيث ينظم عزم الدوران الأولي عن طريق تغيير التردد، مما يمنع استهلاك الطاقة من تجاوز أكثر من 10-20%. في وضع التشغيل العادي، يستهلك المحرك غير المتزامن ما يصل إلى 600% من القيمة الاسمية، مما قد يؤدي إلى الإغلاق التلقائي لقواطع دائرة الإدخال.
عادةً، عندما تفتح صندوق الأطراف على المحرك، سترى 3 دبابيس وتطورًا إضافيًا. يشير هذا إلى نوع اتصال اللفات، وهو في هذه الحالة نجم. من خلال فك الوصلة المشتركة، ستحصل على 6 دبابيس، وهي نهايات وبدايات كل من اللفات الثلاثة. لذلك، يصبح من الممكن إجراء اتصال باستخدام مخطط المثلث.
في بعض الأحيان، اعتمادًا على طريقة التحكم وخوارزمية توليد جهد التحكم في محرك الأقراص، يلزم التبديل من النجم إلى الدلتا. ويمكنك القيام بذلك تلقائيًاالوضع، على سبيل المثال أثناء التسارع، بحيث يوفر المحرك الكهربائي عزم دوران عاليًا على الفور. يُستخدم هذا غالبًا في أنظمة التحكم في التردد حيث يلزم التحكم بشكل أكثر إحكامًا في ديناميكيات المحرك والتحكم في سرعة الدوران.
متى وأي مخطط هو الأفضل للاستخدام يعتمد على المتطلبات، ولكن كل طريقة لها خصائصها الخاصة. على سبيل المثال، فهي تتكون من الطاقة المتقدمة والمستهلكة، والفرق في الفولتية الخطية والمرحلة، وبالتالي المؤشرات الديناميكية والكهربائية.
الصيغ الأساسية
قبل أن تتعرف على ميزات كيفية توصيل محرك كهربائي نجم دلتا، يجدر بنا أن نتذكر الصيغ الأساسية لحساب الطاقة ونسبة الفولتية والتيارات بينهما. عند حساب الأجهزة التي تعمل بالطاقةمن شبكة الجهد المتناوب أو محول منفصل، يتم استخدام مفهوم الطاقة الظاهرة. يُشار إليه بالحرف الكبير S ويوجد كمنتج للقيمة الفعالة للجهد والتيار U × I. ومن الممكن أيضًا الحساب بناءً على المجالات الكهرومغناطيسية، حيث S = E × I.
بالإضافة إلى النسخة الكاملة هناك أيضًا:
- نشيط؛
- قوة رد الفعل.
في الحالة الأولى، يتم الإشارة إليه بالحرف P = E × I × cos φ أو P = U × I × cos φ. في الحالة الثانية، Q = E × I × sin φ أو Q = U × I × sin φ. حيث في الصيغ E هي القوة الدافعة الكهربائية، I هي التيار، φ هي الزاوية بين الجهد والتيار الناتجة عن تحول الطور في اللفات.
إذا كانت اللفات الحركية متطابقة مع بعضها البعض من جميع النواحي، فسيتم تحديد جميع أنواع الطاقة كمنتج للتيار والجهد مضروبًا في 3.
اتصال محرك النجم
الأكثر استخدامًا هو التوصيل النجمي، لأنه في هذا الوضع يتم توفير الطاقة اللازمة ويتم ضمان عزم دوران جيد على العمود. ولكن من الجدير أن نفهم أن المحرك الذي تم تحميله بشكل ناقص في شبكة ثلاثية الطور سوف يستهلك طاقة زائدة، لذلك من الأفضل استخدام محرك أقل قوة أو ضبط تردد محول الإمداد أو المحرك، اعتمادًا على مصدر الجهد.
وتحديد المعلمات الكهربائية للشبكةفمن الضروري استخدام العلاقة √3. في البداية، تجدر الإشارة إلى أنه عند توصيل النجم، تكون التيارات الخطية والتيارات الطورية هي نفسها، ويتم تحديد الجهد بالصيغة U = √3 × U f. ليس من الصعب العثور على جهد الطور منه. وعليه يتم تحديد الصلاحيات مع مراعاة هذه النسبة:
S = √3 × U × I
يجب أن نتذكر أنه إذا كان المحول، بالإضافة إلى 3 مراحل، يحتوي أيضًا على طرف رابع من النقطة الوسطى، فيجب توصيله بالمحرك الكهربائي .
ميزات استخدام اتصال النجمة
في المؤسسات، وفي جميع المجالات الأخرى، يكون النوع الرئيسي للاتصال للمحركات ثلاثية الطور هو النجم، ويتم تشغيلها من محطة فرعية مشتركة أو محول منفصل، وبالتالي توفير عزل كلفاني. لا تؤثر دائرة توصيل اللفات بشكل خاص على تشغيل المحرك. إذا كانت متصلة في مثلث، سيكون جهد الخرج أقل بمقدار 1.73 مرة ومن خلال توصيل المحرك بملفاته في دائرة دلتا، يمكنك تحقيق نفس عزم الدوران تقريبًا كما في الوضع العادي.
تيارات الطور عند توصيلها وفقًا لدائرة نجمية متساوية، والجهد الموفر لكل من اللفات أقل بمقدار 1.73 مرة. يكتسب المحرك عزم الدوران على مدى فترة زمنية أطول، لكنه لا يسخن. في هذا الوضع، يتم استخدام المحركات على المراوح والمضخات والمثاقب والوحدات الأخرى. ولكن، إذا كان من الضروري زيادة عزم الدوران وقدرة الجر، فسيتم تحويله لفترة وجيزة إلى مثلث.
في هذه الحالة، يتم توفير جهد التيار الكهربائي الكامل للملفات، وبالتالي زيادة التيار، مما يؤدي إلى إطلاق طاقة إضافية على العمود وتسخين المحرك. يتم استخدام وضع تبديل دلتا لتسريع بدء تشغيل المحرك، وبالتالي إعادة دائرة الاتصال إلى حالتها الأصلية. عملية طويلة الأمد في هذا الوضعسوف يؤدي إلى الفشل السريع.
محتوى:
إن تصميم المحرك الكهربائي ثلاثي الطور عبارة عن آلة كهربائية تتطلب شبكات تيار متردد ثلاثية الطور للتشغيل العادي. الأجزاء الرئيسية لمثل هذا الجهاز هي الجزء الثابت والدوار. تم تجهيز الجزء الثابت بثلاث لفات متباعدة بين بعضها البعض بمقدار 120 درجة. عندما يظهر جهد ثلاثي الطور في اللفات، تتشكل تدفقات مغناطيسية عند أقطابها. بسبب هذه التدفقات، يبدأ دوار المحرك في الدوران.
في الإنتاج الصناعي وفي الحياة اليومية، يتم استخدام المحركات غير المتزامنة ثلاثية الطور على نطاق واسع. يمكن أن تكون أحادية السرعة، عندما تكون ملفات المحرك متصلة بواسطة النجمة والدلتا، أو متعددة السرعات، مع إمكانية التبديل من دائرة إلى أخرى.
اتصال النجمة والدلتا من اللفات
تحتوي جميع المحركات الكهربائية ثلاثية الطور على ملفات متصلة بتكوين نجمي أو دلتا.
عند توصيل اللفات في دائرة نجمية، يتم توصيل نهاياتها عند نقطة واحدة في العقدة الصفرية. ومن ثم، نحصل على ناتج صفري إضافي واحد. ترتبط الأطراف الأخرى للملفات بمراحل شبكة 380 فولت.
يتكون اتصال دلتا من سلسلة من اللفات. يتم توصيل نهاية الملف الأول بنهاية بداية الملف الثاني، وهكذا. في النهاية، نهاية الملف الثالث ستتصل ببداية الملف الأول. يتم توفير جهد ثلاثي الطور لكل عقدة اتصال. يتميز الاتصال المثلث بعدم وجود سلك محايد.
تلقى كلا النوعين من المركبات نفس التوزيع تقريبًا وليس لهما سمات مميزة مهمة.
يوجد أيضًا اتصال مدمج عند استخدام كلا الخيارين. يتم استخدام هذه الطريقة في كثير من الأحيان، وهدفها هو التشغيل السلس للمحرك الكهربائي، وهو ما لا يمكن تحقيقه دائمًا من خلال التوصيلات التقليدية. في لحظة البدء المباشر، تكون اللفات في وضع النجمة. بعد ذلك، يتم استخدام التتابع الذي يوفر التبديل إلى موضع المثلث. نتيجة لهذا ، يتناقص تيار البداية. غالبًا ما يتم استخدام الدائرة المدمجة عند بدء تشغيل المحركات الكهربائية عالية الطاقة. تتطلب هذه المحركات أيضًا تيار تشغيل أعلى بكثير، حوالي سبعة أضعاف القيمة المقدرة.
يمكن توصيل المحركات الكهربائية بطرق أخرى عند استخدام نجمة مزدوجة أو ثلاثية. تستخدم هذه التوصيلات للمحركات ذات السرعتين المتغيرتين أو أكثر.
بدء تشغيل محرك كهربائي ثلاثي الطور مع تبديل دلتا النجمية
يتم استخدام هذه الطريقة لتقليل تيار البدء، والذي يمكن أن يكون حوالي 5-7 أضعاف التيار المقدر للمحرك الكهربائي. تتمتع الوحدات التي تتمتع بقدرة كبيرة جدًا بتيار بدء تنفجر عنده الصمامات بسهولة، وتنطفئ قواطع الدائرة، وبشكل عام، ينخفض الجهد بشكل كبير. مع هذا الانخفاض في الجهد، ينخفض \u200b\u200bتوهج المصابيح، وينخفض \u200b\u200bعزم دوران المحركات الكهربائية الأخرى، ويتم إيقاف تشغيل الموصلات تلقائيًا. لذلك، يتم استخدام طرق مختلفة لتقليل تيار التدفق.
من الشائع في جميع الطرق الحاجة إلى تقليل الجهد في ملفات الجزء الثابت أثناء بدء التشغيل المباشر. لتقليل تيار البدء، يمكن استكمال دائرة الجزء الثابت بخانق أو مقاومة متغيرة أو محول أوتوماتيكي أثناء بدء التشغيل.
الأكثر انتشارًا هو تحويل اللف من وضع النجمة إلى وضع المثلث. في وضع النجمة، يصبح الجهد أقل بمقدار 1.73 مرة من القيمة المقدرة، وبالتالي سيكون التيار أقل من الجهد الكامل. أثناء بدء التشغيل، تزداد سرعة المحرك، ويقلل التيار، وتتحول اللفات إلى وضع الدلتا.
يُسمح بمثل هذا التبديل في المحركات الكهربائية التي تحتوي على وضع بدء خفيف الوزن، حيث يتم تقليل عزم الدوران في البداية بمقدار مرتين تقريبًا. تُستخدم هذه الطريقة لتبديل تلك المحركات التي يمكن توصيلها هيكليًا في مثلث. يجب أن يكون لديهم اللفات قادرة على العمل في .
متى يتم التبديل من المثلث إلى النجمة؟
عندما يكون من الضروري إجراء اتصال نجمي ودلتا لملفات المحرك الكهربائي، يجب أن تتذكر أنه من الممكن التبديل من نوع إلى آخر. الخيار الرئيسي هو دائرة تبديل دلتا النجمية. ومع ذلك، إذا لزم الأمر، فإن الخيار العكسي ممكن أيضًا.
يعلم الجميع أن المحركات الكهربائية غير المحملة بالكامل تعاني من انخفاض في عامل الطاقة. لذلك ينصح باستبدال هذه المحركات بأجهزة ذات طاقة أقل. ومع ذلك، إذا كان الاستبدال مستحيلاً وكان هناك احتياطي طاقة كبير، فسيتم إجراء مفتاح دلتا ستار. يجب ألا يتجاوز التيار في الدائرة الثابتة القيمة الاسمية، وإلا فإن المحرك الكهربائي سوف يسخن.
مخططات اتصال المحرك الكهربائي. نجمة، مثلث، نجمة - مثلث.
المحركات غير المتزامنة، التي تتمتع بعدد من المزايا التي لا يمكن إنكارها مثل الموثوقية في التشغيل والأداء العالي والقدرة على تحمل الأحمال الميكانيكية الكبيرة والبساطة والتكلفة المنخفضة للصيانة والإصلاح بسبب بساطة التصميم، لها بالطبع مميزاتها الخاصة سلبيات.
في الممارسة العملية، يتم استخدام الطرق الرئيسية لتوصيل المحركات الكهربائية ثلاثية الطور بالشبكة: "اتصال النجمة" و"اتصال دلتا".
عند توصيل محرك كهربائي ثلاثي الطور بنجم، يتم توصيل نهايات اللفات الثابتة معًا، ويحدث الاتصال عند نقطة واحدة، ويتم توفير جهد ثلاثي الطور إلى بداية اللفات (الشكل 1).
عند توصيل محرك كهربائي ثلاثي الطور وفقًا لمخطط التوصيل "المثلث"، يتم توصيل اللفات الثابتة للمحرك الكهربائي بشكل متسلسل بحيث يتم توصيل نهاية أحد اللفات ببداية اللفات التالية وهكذا ( الشكل 2).
دون الخوض في الأسس التقنية والنظرية للهندسة الكهربائية، من المعروف أن المحركات الكهربائية ذات الملفات المتصلة بواسطة نجم تعمل بشكل أكثر سلاسة ونعومة من المحركات الكهربائية ذات الملفات المتصلة بواسطة مثلث، تجدر الإشارة إلى أنه عندما تكون الملفات متصلة بواسطة مثلث يا نجم، المحرك الكهربائي لا يمكنه تطوير الطاقة الكاملة. عندما يتم توصيل اللفات وفقًا لدائرة دلتا، يعمل المحرك الكهربائي بكامل طاقته المقدرة (وهي طاقة أكبر بمقدار 1.5 مرة من تلك التي يتم توصيلها بواسطة نجم)، ولكن في نفس الوقت لديه تيارات بدء عالية جدًا.
في هذا الصدد، لتقليل تيارات البدء، من المستحسن (خاصة للمحركات الكهربائية ذات الطاقة الأعلى) الاتصال وفقًا لدائرة دلتا النجمية؛ في البداية، يتم بدء التشغيل وفقًا للدائرة "النجمية"، وبعد ذلك (عندما "يكتسب المحرك الكهربائي السرعة")، يحدث التبديل التلقائي وفقًا للدائرة "المثلث".
دائرة التحكم:
نسخة أخرى من دائرة التحكم في المحرك
قم بتوصيل جهد الإمداد من خلال جهة الاتصال NC (المغلقة عادةً) لمرحل الوقت K1 وجهة الاتصال NC K2 ، في دائرة ملف البداية K3.
بعد تشغيل المبدئ K3، مع جهات الاتصال المغلقة عادة، يفتح دوائر ملف المبدئ K2 مع جهات الاتصال K3 (حظر التبديل العرضي) ويغلق جهة الاتصال K3 في دائرة الطاقة لملف المبدئ المغناطيسي K1، وهو جنبا إلى جنب مع الاتصالات من تتابع الوقت.
عند تشغيل المبدئ K1، يتم إغلاق جهات الاتصال K1 في دائرة الملف للمبدئ المغناطيسي K1 وفي نفس الوقت يتم تشغيل مرحل الوقت، ويتم فتح جهة اتصال مرحل الوقت K1 في دائرة الملف للمبدئ K3، و يتم إغلاق جهة اتصال التتابع K1 في دائرة الملف الخاصة ببادئ التشغيل K2.
عند إيقاف تشغيل ملف البادئ K3، يتم إغلاق جهة الاتصال K3 في دائرة الملف الخاصة بالبادئ المغناطيسي K2. بعد تشغيل المبدئ K2، فإنه يفتح جهات الاتصال الخاصة به K2 في دائرة ملف الطاقة الخاص بالمبدئ K3.
(بداية اللفات الجزء الثابت: U1؛ V1؛ W1. نهايات اللف: U2؛ V2؛ W2. على اللوحة الطرفية، توجد مسامير بداية ونهايات اللفات بتسلسل صارم: W2؛ U2؛ V2؛ تقع تحتها: U1؛ V1؛ W1. عند توصيل المحرك في "مثلث"، يتم توصيل الأزرار بواسطة وصلات العبور: W2-U1؛ U2-V1؛ V2-W1.)
يتم توفير جهد ثلاثي الطور إلى بداية اللفات U1 و V1 و W1 من خلال ملامسات الطاقة للمشغل المغناطيسي K1. عندما يتم تشغيل المبدئ المغناطيسي K3 باستخدام جهات الاتصال الخاصة به K3، تحدث دائرة كهربائية قصيرة، حيث تربط نهايات اللفات U2 و V2 و W2 ببعضها البعض، ويتم توصيل اللفات الحركية بواسطة نجمة.
بعد مرور بعض الوقت، يتم تنشيط مرحل الوقت، جنبًا إلى جنب مع المبدئ K1، وإيقاف تشغيل المبدئ K3 وتشغيل K2 في نفس الوقت، ويتم إغلاق جهات اتصال الطاقة K2 ويتم توفير الجهد إلى نهايات ملفات المحرك U2 و V2 و W2. وهكذا، يتم تشغيل المحرك الكهربائي في نمط المثلث.
لبدء تشغيل المحركات وفقًا لدائرة دلتا النجمية، تنتج الشركات المصنعة المختلفة ما يسمى بمرحلات البدء، وقد يكون لها أسماء مختلفة: "مرحلات وقت البدء"، ومرحلات "بدء دلتا"، وما إلى ذلك، ولكن الغرض منها هو نفسه:
دائرة نموذجية مع مرحل وقت البدء (مرحل نجمي/دلتا) للتحكم في بدء تشغيل محرك غير متزامن ثلاثي الطور:
خاتمة: لتقليل تيارات البدء، يجب تشغيل المحرك بالتسلسل التالي: تشغيله أولاً بتكوين نجمة بسرعات منخفضة، ثم التبديل إلى دلتا.
يؤدي البدء أولاً بمثلث إلى إنشاء أقصى عزم دوران، ثم التبديل إلى النجم (يكون عزم الدوران أقل مرتين) مع مزيد من التشغيل في الوضع الاسمي، عندما "يكتسب المحرك الكهربائي السرعة"، يحدث التحول التلقائي إلى المثلث ، يجدر النظر في ما هو الحمل على العمود قبل البدء، بعد كل شيء، يتم إضعاف عزم الدوران عند النجم، لذلك من غير المرجح أن تكون طريقة البدء هذه مناسبة للمحركات المحملة للغاية وقد تفشل.
عند توصيل ملفات الطور لمصدر تيار ثلاثي الطور (على سبيل المثال، مولد) وفقًا لدائرة "النجم ذو السلك المحايد"، يتم توصيل نهايات اللفات الثلاثة في عقدة مشتركة 0، والتي تسمى نقطة الصفر، أو مصدر محايد(الشكل 206). يتم دمج مستقبلات الطاقة الكهربائية في ثلاث مجموعات Z A وZ B وZ c (مراحل الحمل)، وترتبط نهاياتها أيضًا بعقدة مشتركة 0′ (نقطة الصفر، أو الحمل المحايد). ترتبط ملفات المصدر بمراحل التحميل بأربعة أسلاك. تسمى الأسلاك 1 و 2 و 3 المتصلة ببدايات ملفات الطور (A، B، C) خطي. يتم استدعاء السلك 4 الذي يربط نقطتي الصفر 0 و0′ صفر، أو حيادي. تسمى الفولتية u A و u B و u C بين بدايات ونهايات اللفات لأطوار المصدر الفردية أو مراحل الحمل Z A و Z B و Z c مرحلة. كما أنها تساوي الجهد بين كل من الأسلاك الخطية والسلك المحايد. في حالة عدم وجود فقدان الجهد في ملفات المصدر (عند عدم التحميل)، تكون جهود الطور مساوية لـ e المقابلة. د.س. في هذه اللفات. تيارات الطور i A وi B وic هي التيارات التي تتدفق عبر ملفات المصدر أو مراحل الحمل Z A وZ B وZ c. تسمى الفولتية u AB، u BC، u CA بين الأسلاك الخطية والتيارات التي تمر عبر هذه الأسلاك بالخطية.
دعونا نأخذ بشكل تقليدي الاتجاه الإيجابي للتيارات i A و i B و i c في مراحل المصدر - من نهاية المرحلة المقابلة إلى بدايتها،
في مراحل التحميل - من البداية إلى النهاية، وفي الأسلاك الخطية - من المصدر إلى جهاز الاستقبال. سنعتبر الفولتية u A وu B وu C في مرحلتي المصدر والحمل موجبة إذا كانت موجهة من بداية الأطوار إلى النهايات، وسنعتبر الفولتية الخطية u AB وu BC وu CA - إذا كانت كذلك موجه من المرحلة السابقة إلى التالية.
من الشكل. 206 يتبع ذلك في الدائرة النجمية، التيارات الخطية تساوي تيارات الطور، أي I l = I f، حيث لا توجد فروع عند الانتقال من مرحلة المصدر أو التحميل إلى السلك الخطي. قيم الإجهاد اللحظية حسب قانون كيرشوف الثاني:
ش AB = ش أ - ش ب؛ ش قبل الميلاد = ش ب - ش ج؛ ش CA = ش ج - ش أ.
بالانتقال من قيم الجهد اللحظية إلى متجهاتها، لدينا:
؟ أ ب = ؟ أ - ؟ ب ؛ ؟ قبل الميلاد = ؟ ب - ؟ مع؛ ؟ سا = ؟ مع - ؟ أ.
لذلك، الجهد الخطي يساوي الفرق المتجه لجهود الطور المقابلة. باستخدام المعادلات المتجهة التي تم الحصول عليها، يمكنك إنشاء مخطط متجه (الشكل 207، أ)، والذي يمكن تحويله إلى مخطط (الشكل 207، ب). من هذا الرسم البياني يمكن أن نرى أنه في نظام متماثل ثلاثي الطور، فإن نواقل الجهد الخطية؟ أب،؟ شمس، ؟ جشكل مثلثًا متساوي الأضلاع ABC، بداخله نجمة ثلاثية متماثلة لجهود الطور؟ أ، ؟ في، ؟ ج. في المثلثات المتساوية الساقين AOB وBOC وCOA، القاعدة تساوي U l، والأضلاع الأخرى هي U f والزاوية الحادة بين هذه الأضلاع والقاعدة هي 30°. لذلك،
U l = 2U f cos 30° = 2U ?3 / 2 = ?3 U f
هكذا، في نظام ثلاثي الطور متصل بدائرة "نجم بسلك محايد"، يكون الجهد الخطي أكبر من جهد الطورثلاث مرات. القيمة؟3 = 1.73 هي أساس مقياس جهود التيار المتردد الاسمية: 127، 220، 380 و660 فولت. في هذه السلسلة، كل قيمة جهد لاحقة أكبر بمقدار 1.73 مرة من القيمة السابقة.
يمر تيار i0 عبر السلك المحايد، وقيمته اللحظية تساوي المجموع الجبري للقيم اللحظية للتيارات المارة في المراحل الفردية: i0 = iA+iB+ic.
بالانتقال من القيم اللحظية للتيارات إلى نواقلها، لدينا:
؟ 0 =؟ أ+؟ ب+؟ ج.
المتجهات الحالية؟ أ، ؟ في و؟ هل يتم إزاحة C بالنسبة إلى متجهات الفولتية المقابلة؟ أ، ؟ ب، ؟ من إلى الزوايا؟ أ، ؟ ب، ؟ ج (الشكل 208، أ). تعتمد قيم هذه الزوايا على العلاقة بين النشاط والمفاعلة المضمنة في مرحلة معينة. هل يُظهر هذا الرسم البياني نفسه إضافة المتجهات؟ أ، ؟ في و؟ C لتحديد المتجه الحالي؟ 0 . عادة الحالية؟ 0 تيارات أقل
I A و 1 V و I C في أسلاك الخط، وبالتالي فإن السلك المحايد له مساحة مقطعية تساوي أو حتى أصغر قليلاً من مساحة المقطع العرضي لأسلاك الخط.
في دائرة "النجم ذو السلك المحايد"، يمكن توصيل مستقبلات الطاقة الكهربائية بجهدين: الخطي U l (عند توصيله بسلكين خطيين) والطور U F (عند توصيله بالسلك المحايد وأحد الأسلاك الخطية).
مع حمل موحد أو متماثل لجميع المراحل الثلاث، عندما يتم تضمين نفس المقاومات النشطة والمتفاعلة في جميع المراحل (R A = R B = R C وX A = X B = X C)، ستكون تيارات الطور i A وi B وi C متساوية في القيمة ويتم تحويلها من الفولتية الطورية المقابلة بزوايا متساوية. في هذه الحالة، نحصل على نظام متماثل من التيارات، حيث التيارات i A، i B، i C سيتم إزاحتها في الطور بالنسبة لبعضها البعض بزاوية 120 درجة، والتيار i 0 في السلك المحايد عند أي الوقت هو صفر (الشكل 208، ب ).
من الواضح، مع حمل موحد، يمكنك إزالة السلك المحايد ونقل الطاقة الكهربائية للمصدر إلى جهاز الاستقبال من خلال ثلاثة أسلاك خطية 1 و 2 و 3 (الشكل 209). ويسمى هذا المخطط "نجم بدون سلك محايد". مع نظام ثلاثي الأسلاك لنقل الطاقة الكهربائية، يتدفق التيار في كل لحظة عبر سلك واحد (أو سلكين) من مصدر التيار ثلاثي الطور إلى جهاز الاستقبال، ومن خلال السلكين الآخرين (أو سلك واحد) يتدفق عائداً من جهاز الاستقبال إلى المصدر (الشكل 210). سيكون مخطط الجهد المتجه لدائرة "النجم بدون سلك محايد" مع حمل طور موحد هو نفسه بالنسبة لدائرة "النجم بدون سلك محايد" (انظر الشكل 207). العلاقات بين الطور والتيارات الخطية والفولتية ستكون هي نفسها:
أنا ل = أنا فو U l = ?3 U F
تجدر الإشارة إلى ذلك لا يمكن استخدام دائرة "النجم بدون سلك محايد" إلا مع حمل طور موحد.من الناحية العملية، يحدث هذا فقط عند توصيل المحركات الكهربائية بمصادر تيار ثلاثية الطور، حيث أن كل محرك كهربائي ثلاثي الطور مجهز بثلاث ملفات متماثلة تقوم بتحميل المراحل الثلاث بالتساوي. مع الحمل غير المتساوي، ستكون الفولتية في مراحل الحمل الفردية مختلفة. في بعض المراحل (مع مقاومة أقل)، سينخفض الجهد، وفي مراحل أخرى سيزيد مقارنة بالمعدل الطبيعي، وهو أمر غير مقبول.
يحدث حمل طور غير متساو تقريبًا عندما يتم تزويد المصابيح الكهربائية بتيار ثلاثي الطور، لأنه في هذه الحالة لا يمكن ضمان توزيع التيار بين المراحل الثلاث (يمكن تشغيل وإيقاف المصابيح الفردية بشكل فردي). من الخطير بشكل خاص في دائرة "النجم بدون سلك محايد" حدوث انقطاع أو قصر في إحدى المراحل. يمكن إثبات ذلك من خلال إنشاء المخططات المتجهة المقابلة أنه في حالة حدوث انقطاع في إحدى الطور، فإن الجهد في المرحلتين الأخريين ينخفض إلى نصف الجهد الخطي، ونتيجة لذلك ستحترق المصابيح المضمنة في هذه الطور طاقة غير كافية. إذا كان هناك ماس كهربائى في إحدى المراحل، فإن الجهد في المراحل الأخرى يزيد إلى خطي، أي 3 مرات، وسوف تحترق جميع المصابيح المضاءة في هذه المراحل. لذلك، في دائرة "النجم ذو السلك المحايد"، من أجل تجنب كسر دائرة السلك المحايد، لم يتم تثبيت الصمامات والمفاتيح فيها.
المحرك الكهربائي غير المتزامن هو جهاز كهروميكانيكي يستخدم على نطاق واسع في مختلف مجالات النشاط وبالتالي فهو مألوف لدى الكثيرين. وفي الوقت نفسه، حتى مع الأخذ في الاعتبار العلاقة الوثيقة مع الناس، فإن "الكهربائي" النادر قادر على الكشف عن كل خصوصيات وعموميات هذه الأجهزة. على سبيل المثال، لا يستطيع كل "حامل كماشة" تقديم نصيحة دقيقة: كيفية توصيل لفات محرك كهربائي بـ "مثلث"؟ أو كيفية تثبيت وصلات العبور لمخطط التوصيل النجمي للملفات الحركية؟ دعونا نحاول حل هاتين المسألتين البسيطتين والمعقدتين في نفس الوقت.
وكما قال أنطون بافلوفيتش تشيخوف:
التكرار هو أم التعلم!
من المنطقي أن نبدأ بتكرار موضوع المحركات الكهربائية غير المتزامنة بمراجعة تفصيلية للتصميم. بنيت على أساس العناصر الهيكلية التالية:
- علبة من الألومنيوم مع عناصر تبريد وهيكل تثبيت؛
- الجزء الثابت - ثلاث ملفات ملفوفة بسلك نحاسي على قاعدة حلقية داخل الهيكل وموضعة مقابل بعضها البعض بنصف قطر زاوي قدره 120 درجة؛
- الدوار - قطعة معدنية فارغة، مثبتة بشكل صارم على العمود، يتم إدخالها داخل القاعدة الحلقية للجزء الثابت؛
- محامل الدفع لعمود الدوار - الأمامي والخلفي؛
- أغطية السكن - الأمامي والخلفي، بالإضافة إلى المكره للتبريد؛
- BRNO - الجزء العلوي من الجسم على شكل مكان صغير مستطيل الشكل بغطاء حيث توجد الكتلة الطرفية لتثبيت أسلاك الجزء الثابت.
هنا، في الواقع، هو الهيكل كله. تعد معظم المحركات الكهربائية غير المتزامنة نموذجًا أوليًا لمثل هذا التصميم. صحيح، في بعض الأحيان توجد عينات ذات تكوين مختلف قليلاً. ولكن هذا بالفعل استثناء للقاعدة.
تعيين وأسلاك اللفات الجزء الثابت
هناك أيضًا عدد كبير جدًا من المحركات الكهربائية غير المتزامنة، حيث يتم تحديد اللفات الثابتة وفقًا لمعايير قديمة.
نصت هذه المواصفة القياسية على وضع علامة بالرمز "C" وإضافة رقم إليه - رقم طرف اللف الذي يشير إلى بدايته أو نهايته.
في هذه الحالة، تشير الأرقام 1، 2، 3 دائمًا إلى البداية، والأرقام 4، 5، 6، على التوالي، تشير إلى النهايات. على سبيل المثال، تشير العلامات "C1" و"C4" إلى بداية ونهاية ملف الجزء الثابت الأول.
وضع علامات على الأجزاء النهائية من الموصلات المتصلة بوحدة طرفية BRNO: أ - تسمية قديمة، ولكنها لا تزال موجودة في الممارسة العملية؛ ب - تسمية حديثة، موجودة تقليديًا على علامات موصلات المحركات الجديدة لقد غيرت المعايير الحديثة هذا التصنيف. الآن تم استبدال الرموز المذكورة أعلاه برموز أخرى تتوافق مع المعايير الدولية (U1، V1، W1 - نقاط البداية، U2، V2، W2 - نقاط النهاية) ويتم العثور عليها تقليديًا عند العمل مع محركات غير متزامنة من الجيل الجديد.
يتم توجيه الموصلات المنبعثة من كل من ملفات الجزء الثابت إلى منطقة صندوق الأطراف، والتي تقع على غلاف المحرك ومتصلة بطرف فردي.
في المجموع، عدد المحطات الفردية يساوي عدد الأسلاك الرائدة والنهائية لللف المشترك. عادة ما تكون هذه 6 موصلات ونفس عدد المحطات الطرفية.
هذا ما تبدو عليه الكتلة الطرفية لمحرك التكوين القياسي. يتم توصيل المحطات الستة بوصلات نحاسية (نحاسية) قبل توصيل المحرك بالجهد المناسب وفي الوقت نفسه، هناك أيضًا اختلافات في توصيلات الموصلات (نادرًا ما تكون في المحركات القديمة عادةً)، عندما يتم توجيه 3 أسلاك إلى منطقة BRNO مع وجود 3 أطراف فقط.
كيفية توصيل النجم والدلتا؟
يتم توصيل محرك كهربائي غير متزامن بستة موصلات متصلة بصندوق الأطراف باستخدام الطرق القياسية باستخدام وصلات العبور.
من خلال وضع وصلات العبور بشكل صحيح بين أطراف التوصيل الفردية، يكون من السهل والبسيط إعداد تكوين الدائرة المطلوبة.
لذلك، من أجل إنشاء واجهة للاتصال النجمي، يجب ترك الموصلات الأولية للملفات (U1، V1، W1) مفردة على الأطراف الفردية، وينبغي أن تكون أطراف الموصلات النهائية (U2، V2، W3) تكون متصلا ببعضها البعض مع وصلات العبور.
مخطط اتصال النجمة. تتميز بمتطلبات الجهد العالي. يعطي تشغيلًا سلسًا للدوار في وضع بدء التشغيل إذا كنت بحاجة إلى إنشاء مخطط اتصال "مثلث"، يتغير موضع وصلات العبور. لتوصيل ملفات الجزء الثابت بمثلث، تحتاج إلى توصيل موصلات البداية والنهاية للملفات وفقًا للمخطط التالي:
- الأولي U1 - النهائي W2
- الأولي V1 - النهائي U2
- الأولي W1 - النهائي V2
مخطط اتصال دلتا. السمة المميزة هي تيارات التدفق العالية. لذلك، غالبًا ما يتم تشغيل المحركات وفقًا لهذا المخطط مسبقًا على النجم ثم يتم تحويلها إلى وضع التشغيل من المفترض بالطبع أن يكون الاتصال لكلا المخططين عبارة عن شبكة ثلاثية الطور بجهد 380 فولت. لا يوجد فرق معين عند اختيار خيار واحد أو آخر للدائرة.
ومع ذلك، يجب أن تؤخذ في الاعتبار متطلبات الجهد الأكبر من خط إلى خط للدائرة النجمية. ويظهر هذا الاختلاف في الواقع من خلال العلامة "220/380" الموجودة على اللوحة الفنية للمحركات.
يبدو أن خيار التوصيل من سلسلة ستار-دلتا هو طريقة البدء الأمثل لمحرك تحريضي يعمل بالتيار المتردد ثلاثي الطور. غالبًا ما يستخدم هذا الخيار لبدء تشغيل المحرك بهدوء عند تيارات أولية منخفضة.
في البداية، يتم تنظيم الاتصال وفق مخطط "النجمة". ثم، بعد فترة زمنية معينة، يتم الاتصال بـ "المثلث" عن طريق التبديل الفوري.
الاتصال مع الأخذ في الاعتبار المعلومات التقنية
يتم تجهيز كل محرك كهربائي غير متزامن بالضرورة بلوحة معدنية مثبتة على جانب الهيكل.
هذه اللوحة هي نوع من لوحة تعريف المعدات. جميع المعلومات الضرورية المطلوبة للتثبيت الصحيح للمنتج في شبكة التيار المتردد موجودة هنا.
لوحة فنية على جانب مبيت المحرك. تمت الإشارة هنا إلى جميع المعلمات المهمة المطلوبة لضمان التشغيل الطبيعي للمحرك الكهربائي. لا ينبغي إهمال هذه المعلومات عند تضمين المحرك في دائرة إمداد الطاقة الكهربائية. دائمًا ما تكون انتهاكات الشروط المذكورة على لوحة المعلومات هي الأسباب الأولى لفشل المحرك.
ما هو المشار إليه على اللوحة الفنية للمحرك الكهربائي غير المتزامن؟
- نوع المحرك (في هذه الحالة، غير متزامن).
- عدد المراحل وتردد التشغيل (3F/50 هرتز).
- مخطط اتصال اللف والجهد (دلتا / ستار، 220/380).
- التشغيل الحالي (دلتا / ستار)
- القوة والسرعة (كيلوواط/دورة في الدقيقة).
- الكفاءة وCOS φ (٪ / معامل).
- الوضع وفئة العزل (S1 – S10 / A, B, F, H).
- الشركة المصنعة وسنة الصنع.
عند الرجوع إلى اللوحة الفنية، يعرف الكهربائي مسبقًا الشروط التي يجوز فيها توصيل المحرك بالشبكة.
من وجهة نظر اتصال "نجمة" أو "دلتا"، كقاعدة عامة، تتيح المعلومات الموجودة للكهربائي معرفة أن اتصال "دلتا" بشبكة 220 فولت صحيح، ويجب توصيل محرك كهربائي غير متزامن بشبكة خط "نجمة" على خط 380 فولت.
يجب اختبار المحرك أو تشغيله فقط إذا تم توصيله عبر درع واقي. في هذه الحالة، يجب اختيار الآلة الأوتوماتيكية التي يتم إدخالها في دائرة محرك كهربائي غير متزامن بشكل صحيح وفقًا لتيار القطع.
محرك كهربائي غير متزامن ثلاثي الطور في شبكة 220 فولت
من الناحية النظرية والعملية، يمكن للمحرك الكهربائي غير المتزامن، المصمم ليتم توصيله بالشبكة عبر ثلاث مراحل، أن يعمل في شبكة أحادية الطور بجهد 220 فولت.
كقاعدة عامة، هذا الخيار مناسب فقط للمحركات التي لا تزيد قوتها عن 1.5 كيلو واط. يتم تفسير هذا القيد من خلال النقص العادي في سعة المكثف الإضافي. تتطلب القوى العالية سعة للجهود العالية، تقاس بمئات الميكروفاراد.
باستخدام مكثف، يمكنك تنظيم تشغيل محرك ثلاثي الطور في شبكة 220 فولت. ومع ذلك، في هذه الحالة يتم فقدان ما يقرب من نصف القوة المفيدة. ينخفض مستوى الكفاءة إلى 25-30% في الواقع، أسهل طريقة لبدء تشغيل محرك كهربائي غير متزامن ثلاثي الطور في شبكة أحادية الطور 220-230 فولت هي توصيله من خلال ما يسمى بمكثف البدء.
أي أنه من بين المحطات الثلاث الموجودة، يتم دمج اثنين في واحد عن طريق توصيل مكثف بينهما. يتم توصيل طرفي الشبكة اللذين تم تشكيلهما على هذا النحو بشبكة 220 فولت.
من خلال تبديل كابل الطاقة عند أطراف التوصيل بمكثف متصل، يمكنك تغيير اتجاه دوران عمود المحرك.
عن طريق إدخال مكثف في كتلة طرفية ثلاثية الطور، يتحول مخطط الاتصال إلى مخطط ثنائي الطور. ولكن للتشغيل السليم للمحرك، هناك حاجة إلى مكثف قوي يتم حساب السعة الاسمية للمكثف باستخدام الصيغ:
سيفرت = 2800 * أنا / يو
C tr = 4800 * I / U
حيث: ج – السعة المطلوبة؛ أنا - البدء الحالي؛ يو – الجهد.
ومع ذلك، البساطة تتطلب التضحية. لذلك هو هنا. عند الاقتراب من حل مشكلة البداية باستخدام المكثفات، لوحظ خسارة كبيرة في قوة المحرك.
للتعويض عن الخسائر، عليك العثور على مكثف عالي السعة (50-100 ميكروفاراد) بجهد تشغيل لا يقل عن 400-450 فولت. ولكن حتى في هذه الحالة، من الممكن الحصول على قوة لا تزيد عن 50٪ من القيمة الاسمية.
نظرًا لأن مثل هذه الحلول تُستخدم غالبًا للمحركات الكهربائية غير المتزامنة، والتي من المفترض أن يتم تشغيلها وإيقاف تشغيلها بواسطة، فمن المنطقي استخدام دائرة معدلة قليلاً مقارنة بالنسخة التقليدية المبسطة.
مخطط لتنظيم العمل في شبكة 220 فولت مع مراعاة التشغيل والإيقاف المتكرر. يسمح استخدام العديد من المكثفات، إلى حد ما، بالتعويض عن فقدان الطاقة يتم تحقيق الحد الأدنى من فقدان الطاقة من خلال دائرة توصيل "مثلثة"، على عكس الدائرة "النجمية". في الواقع، تتم الإشارة إلى هذا الخيار أيضًا من خلال المعلومات الفنية الموضوعة على اللوحات الفنية للمحركات غير المتزامنة.
كقاعدة عامة، على العلامة هي الدائرة "المثلث" التي تتوافق مع جهد التشغيل 220 فولت. لذلك، عند اختيار طريقة الاتصال، أولا وقبل كل شيء، يجب عليك إلقاء نظرة على لوحة المعلمات التقنية.
كتل طرفية غير قياسية BRNO
في بعض الأحيان توجد تصميمات لمحركات كهربائية غير متزامنة حيث يحتوي BRNO على كتلة طرفية ذات 3 مخارج. لمثل هذه المحركات، يتم استخدام مخطط الأسلاك الداخلية.
وهذا يعني أن نفس "النجم" أو "المثلث" يصطف بشكل تخطيطي مع وصلات مباشرة في المنطقة التي توجد فيها اللفات الجزء الثابت، حيث يصعب الوصول إليها.
نوع الكتلة الطرفية غير القياسية التي يمكن مواجهتها عمليًا. عند إجراء مثل هذه الأسلاك، يجب أن تسترشد فقط بالمعلومات الموضحة على اللوحة الفنية لا يمكن تكوين مثل هذه المحركات بأي طريقة أخرى في الظروف اليومية. تشير المعلومات الموجودة على اللوحات الفنية للمحركات ذات الكتل الطرفية غير القياسية عادةً إلى مخطط الأسلاك النجمية الداخلية والجهد الذي يُسمح به بتشغيل محرك كهربائي من النوع غير المتزامن.
فيديو تشغيل المحرك من 380 فولت إلى 220 فولت
يوضح الفيديو أدناه كيف يمكن توصيل محرك كهربائي بملف 380 فولت بشبكة 220 فولت (شبكة منزلية). هذه الحاجة أمر شائع في الحياة اليومية.
