Принцип на работа на асинхронен двигател. Двуфазна електрическа мрежа

Ако осигурите статора на двигателя само с един еднофазна намотка(Фиг. 14.33), тогава променливият ток в него ще възбуди в машината, докато нейният ротор е неподвижен, променливо магнитно поле, чиято ос също е неподвижна. Това поле ще предизвика ЕМП в намотката на ротора, под въздействието на което в него ще възникнат токове. Взаимодействие на роторните токове с магнитно полестатор ще създаде електромагнитни сили f, противоположно насочени в дясната и лявата половина на ротора. В резултат на това резултантният въртящ момент, действащ върху ротора, ще бъде равен на нула. Следователно, ако има една намотка, началният пусков момент на еднофазен двигател е нула, т.е. такъв двигател не може да стартира сам.

За създаване на начален пусков момент в двигатели, свързани към една фаза на мрежата, се използват два метода, според които тези двигатели се разделят на двуфазни и еднофазни.

Двуфазен асинхронни двигатели . Двуфазните двигатели, в допълнение към намотката, свързана директно към мрежовото напрежение, са оборудвани с втора намотка, свързана последователно с едно или друго устройство за изместване на фазата (кондензатор, индуктор). Най-изгодният от тях е кондензаторът (фиг. 14.34), а съответните двигатели се наричат кондензатор.В слотовете на статора на такива двигатели има две фазови намотки, всяка от които заема половината от всички слотове. По този начин се изпълнява условието за получаване на въртящ момент чрез индукционен механизъм (виж § 12.9): наличието на два променливи магнитни потока, изместени в пространството и извън фаза един спрямо друг.

Най-изгодно е кръгово въртящо се магнитно поле. Може да се реализира в двуфазен двигател. В този случай обаче е необходимо да се изберат условията, при които е за предпочитане да се получи кръгово поле, а следователно и най-голям въртящ момент - при работещ двигател или при номинално натоварване.

Наистина, ако токовете в намотките на статора 1 и 2 имат равни ефективни стойности и са изместени една спрямо друга във фаза с ъгъл /2, тогава възбуденото от тях магнитно поле има компонентите B xИ в y,определени от изрази (14.2) и (14.3). Полученото магнитно поле в този случай е кръгово въртящо се поле.

Ако капацитетът на кондензатора е избран по такъв начин, че да се създаде кръгово магнитно поле при стартиране на двигателя, тогава при номинално натоварване промяната в тока на втората намотка ще доведе до промяна в спада на напрежението в кондензатора, и, следователно, напрежението на втората намотка в стойност и фаза. В резултат на това въртящото се магнитно поле ще стане елиптично (потокът ще пулсира по време на въртене), което ще доведе до намаляване на въртящия момент.

С цената на усложняване на инсталацията - чрез изключване на някои от кондензаторите по време на прехода от пускови условия към работни условия (пунктирани връзки на фиг. 14.34) този недостатък може да бъде отстранен. Това намаляване на капацитета на кондензатора може да се извърши автоматично чрез центробежен превключвател, който се задейства, когато скоростта на двигателя достигне 75-80% от номиналната скорост, или чрез действието на реле за време.

Двуфазните двигатели се използват и в автоматични устройства като управлявани двигатели: тяхната скорост на въртене или въртящ момент се контролира чрез промяна ефективна стойностили фаза на напрежението на една от намотките. Такива двигатели, вместо конвенционален ротор с катерица, са оборудвани с ротор под формата на кух тънкостенен алуминиев цилиндър („чаша“), въртящ се в тясна въздушна междина между статора и неподвижно централно сърцевина от листова стомана ( вътрешен статор). Това двигатели с кух роторимат незначителна инерция, което на практика е много важно при регулиране на определени производствени процеси. На фиг. Фигура 14.35 показва графика на скоростта на въртене на такъв двигател в зависимост от напрежението на управляващата намотка.

Еднофазните асинхронни двигатели не се развиват първоначално начален въртящ момент. Но ако роторът монофазен двигателвъртене във всяка посока с помощта на външна сила, тогава в бъдеще този ротор ще се върти независимо и може да развие значителен въртящ момент.

Подобни условия се създават за трифазен двигател, когато предпазител изгори в една от фазите. При такива условия на еднофазно захранване трифазният двигател ще продължи да работи. Само за да се избегне прегряване на двете намотки, които остават включени, е необходимо натоварването на двигателя да не надвишава 50-60% от номиналното.

Работата на еднофазен двигател може да се обясни въз основа на това, че променливото магнитно поле може да се разглежда като резултат от суперпозицията на две магнитни полета, въртящи се в противоположни посоки с постоянна ъглова скорост /Р.Амплитудни стойности на магнитните потоци на тези полета F 1tИ Е IIm са еднакви и равни на половината от амплитудата на магнитния поток на променливото поле на машината:

F 1t=Е IIm = Е m/2

Проста графична конструкция (фиг. 14.36) показва как в резултат на събирането на два еднакви магнитни потока Ф 1 m и Ф II t, въртящи се в противоположни посоки, се получава магнитен поток, който се променя по синусоидален закон: Ф = Ф t sin t.

При монофазен двигател тази позиция е валидна само докато роторът е неподвижен. Разглеждайки при тези условия променливото поле като сума от две въртящи се полета, можем да заключим, че под въздействието на двете полета ще има равни токове в намотката на ротора. Роторните токове, взаимодействайки с въртящите се полета, създават два еднакви въртящи се момента, насочени в противоположни посоки и взаимно балансиращи се.

Това равенство на два момента се нарушава, ако роторът се завърти във всяка посока. При тези условия въртящият момент, създаден от директно въртящо се поле (накратко, директно поле), т.е. поле, въртящо се в същата посока като ротора, става значително по-голям от въртящия момент, развит от обратно въртящо се поле (накратко, обратно поле), благодарение на което роторът може не само да се върти независимо, но и да накара всеки механизъм да се върти.

Отслабването на противодействащия момент, когато роторът се върти, се дължи на отслабване на обратното поле. Спрямо това поле, въртящо се срещу посоката на въртене на ротора, приплъзването на ротора е равно на:

s II = = = 2-и 1

където s I е приплъзването на ротора спрямо директното поле.

Изразът (14.36) показва, че честотата на токовете, индуцирани в ротора от обратното поле, е относително висока - близо до два пъти честотата на мрежата. За токове с такава висока честота индуктивното съпротивление на ротора е многократно по-голямо от него активно съпротивление, в резултат на което токовете, предизвикани от обратното поле, стават почти чисто реактивни. Според фиг. 14.21 полето на тези токове има силен демагнетизиращ ефект върху полето, което ги инактивира, следователно, върху обратното поле на двигателя. Благодарение на това, с малки фишове s lполученото магнитно поле на машината става почти кръгло въртящо се поле и противодействащият въртящ момент на обратното поле е малък при тези условия.

Ориз. 14.36.

За всяко от полетата можем да приложим кривите на въртящ момент срещу приплъзване, познати ни за конвенционален трифазен асинхронен двигател и да определим получения въртящ момент Мкато разликата между директните M I и обратните M II моменти (фиг. 14.37). Съществена характеристика на еднофазния двигател е наличието на малък отрицателен въртящ момент М 0при синхронна скорост на ротора по отношение на директното поле.

Увеличаването на приплъзването s I, с увеличаване на натоварването, причинява в еднофазен двигател не само увеличаване на тока I 1, индуциран от директното поле, но също така и увеличаване на спирачния момент на обратното поле, като в резултат на което работата на еднофазен двигател е много по-малко стабилна от трифазния
фаза, а максималният му въртящ момент е значително по-малък. Поради редица допълнителни загуби ефективността на монофазния двигател е значително по-ниска от тази на трифазния двигател.

Задачата за стартиране на еднофазен двигател се решава с помощта на едно или друго пусково устройство. Най-често това допълнителна намотка, подобно на втората намотка двуфазен двигател, но се изключва в края на старта, тъй като се изчислява само за краткотраен текущ товар. Едно или друго устройство за фазово изместване е свързано последователно с тази намотка.

Индукционни двигатели със засенчен полюс. Стартовото устройство в еднофазен асинхронен двигател може да остане включено по време на нормална работа на двигателя. Това се случва в асинхронни двигатели със засенчен полюс. Такива двигатели могат да се считат за междинни между еднофазни и двуфазни асинхронни двигатели (фиг. 14.38). Този двигател е оборудван с намотка с късо съединение, която покрива част от изпъкналия полюс, върху който е разположена основната (първична) намотка 1 . Текущ аз 1в намотката 1 , свързан към мрежата, възбужда магнитен поток F 1. Част от последното, навиване на намотката wK,индуцира ток I 2 в него, значително изоставащ във фаза от аз 1. Този ток възбужда втория магнитен поток на двигателя. По този начин в двигателя се създава система от два редуващи се магнитни потока, които не са комбинирани пространствено и изместени във фаза, т.е. създават се условия, подобни на тези в индукционните електрически измервателни уреди (виж фиг. 12.23), следователно възниква въртящо се магнитно поле , който, действайки върху ротора с катерица 2, създава съответния въртящ момент. Тези двигатели се произвеждат миниатюрни (с мощност от 0,5-30 W) и се използват широко за различни цели - главно като задвижване на изпълнителни механизми.

В системите за автоматизация система често се използва за захранване на изпълнителни асинхронни микромотори двуфазен ток. Удобно е да се получи двуфазен ток от трифазен ток чрез използване на специални трансформаторни вериги. Най-широко използваната схема е тази, състояща се от два неравномерни еднофазни трансформатора. азИ II(фиг. 1.5 А).В тази схема точка 0 разделя навивките на първичната намотка на трансформатора IIна две равни части. Напрежения на намотките на трансформатора азИ IIизместен с една четвърт период. Първични напрежения на трансформатори азИ IIили (фиг. 1.5, b).

Ориз. 1.5. Преобразуване на трифазен ток в двуфазен:

А– трансформаторна верига; b – векторна диаграмастрес
първични намотки

1.3.2. Трифазен преобразувател на мощност
в шест и дванадесет фази

В някои случаи е необходимо да се преобразува трифазен ток в шест и дванадесет фази. За преобразуване в шестфазен ток се използва трансформатор с три пръта, на всеки прът от който са поставени една фаза на първичната намотка и две еднакви фази на вторичната намотка. Вторичните намотки могат да бъдат свързани в две звезди (фиг. 1.6), в затворен многоъгълник или в зигзаг.

А– схема на свързване на намотките на трансформатора;

b– векторна диаграма на ЕМП на първичната намотка;

V– векторна диаграма на ЕМП на вторичната намотка

За да се преобразува в дванадесетфазен ток, вторичните намотки са свързани в двоен зигзаг (фиг. 1.7). В този случай броят на завоите в клона на шестфазната част трябва да бъде 2,75 пъти по-голям, отколкото в дванадесетфазната част. В случай на симетрично натоварване токът в шестфазна зона е 1,93 пъти по-голям от този в дванадесетфазна зона. Дванадесетфазен ток може да се получи и с помощта на два трансформатора трифазен ток, превръщайки се в шестфазен, единият от които има първична намотка, свързана със звезда, а другата с триъгълник.

Удължаването на ноктите е изключително популярно в съвременната модна индустрия. Това позволява на момичетата да не се страхуват от счупени нокти и спокойно да изпълняват всякакви домашна работа. В същото време няма нужда постоянно да покривате собствените си нокти с лак, който се изтрива много бързо, когато активна работаръце. Нокътната плочка на естествените нокти не се мокри, не се лющи и не изисква постоянно овлажняване и грижа с масла и лечебни лакове. Ноктите не попиват вредни вещества, както при лакиране, а също така не пожълтяват, както се случва при използване на ярко оцветени лакове.

Процедурата за разширение позволява на капитана да създава перфектна формаи дължина на ноктите, укрепване на естествената нокътна плочка, възстановяване на счупен нокът. Под слой твърдо покритие вашите собствени нокти растат много бързо и не са подложени на механични и химическо излаганеотвън.

Как протича процедурата за удължаване на ноктите?

Има няколко техники за удължаване на ноктите. Това се отнася както за използваните материали, така и за методите на тяхното приложение. Например, някои майстори все още използват удължаване на ноктите с помощта на съвети - когато върху естествен нокът е залепено пластмасово покритие, върху което е нанесен строителен гел. в повечето случаи майсторите вече са се отдалечили от този метод, тъй като може сериозно да нарани нокътната плоча. Но въпреки това трябва да прибягвате до удължаване с помощта на накрайници в случаите, когато собственият ви нокът няма свободен ръб, тоест е твърде къс или има неправилна форма(деформиран, счупен).

Най-често срещаната техника за удължаване е разширения на формуляри. При този метод под естествения нокът се поставя твърда форма, върху която се нанася гел, който при втвърдяване оформя формата на изкуствен нокът.

Обикновено растежът протича на няколко етапа:

1. Маникюр и подготовка на ноктите. На този етап майсторът премахва кожичките, ноктите, птеригиума, изрязва формата на естествения нокът и скъсява дължината му, ако е необходимо. След това майсторът премахва лъскавия филм на естествения нокът с мека пила, за да осигури максимална адхезия на гел покритието към естествения нокът.
2. Обезмасляване. На този етап повърхността на всеки нокът се третира със специален обезмасляващ агент (понякога се използва лакочистител или алкохол). След това нокътят се третира с грунд (праймер) за задържане на гела върху нокътната плочка.
3. Директно удължаване.

Видове гел

Различните фризьори са свикнали с различни техники за удължаване. Някои хора предпочитат да използват еднофазен гел, докато други са свикнали с трифазна система. Какво са те?

е метод, при който образуването на изкуствен нокът става с помощта на едно вещество. Той е едновременно база, изграждащ гел и топ лак за себе си. Това е удобно за маникюриста и ви позволява да отделите по-малко време за такава продължителна процедура като удължаване на ноктите.

е система, при която оформянето на изкуствен нокът протича в три етапа: нанасяне на базов гел, нанасяне на конструктор гел и нанасяне на топ гел.

Плюсове и минуси на монофазни и трифазни системи

Еднофазната система има предимства по-малко разходи за труд и материали. Този метод на разширяване е удобен за начинаещи и прави цената на предоставените услуги по-достъпна за всички. голямо количествоклиенти. Но междувременно такава система не гарантира дълготрайно износване на ноктите. Това се дължи на факта, че при еднофазни разширения по правило не се предвижда използването на грунд, което означава, че съединителят изкуствена тревас естествена нокътна плочка ще бъде малко по-слаба.

Също така, покритието може да бъде слабо изсушено поради един, но достатъчно дебел слой. Тази опция е подходяща, ако няма нужда да носите нокти дълго време и се правят за еднократно появяване: на сватба, парти, представление, състезание.



Трифазната система е най-търсена сред професионалните занаятчии. Използването на няколко вида материали, всеки от които изпълнява своята функция, увеличава времето за износване на изкуствената трева и осигурява по-голяма гаранция. За майстора, както и за клиента, тази техника изисква големи материални разходи. Тази процедура отнема повече време от еднофазното разширение. Под основен пластизползва се грунд, това подобрява сцеплението между гела и нокътя. След изсъхване на основния слой се нанася изграждащ гел. нанася се в такъв слой, че в зоната на стрес (крайната зона на естествения нокът) дебелината на гела да е достатъчна, за да го предпази от счупване.

След това майсторът нанася цветен гел върху изкуствения нокът. Удължаването завършва с нанасяне на завършващ слой, който осигурява огледален блясък на ноктите и максимално закрепва всички предишни слоеве.

Удължаването на ноктите трябва да се извършва както с монофазна система, така и с трифазна система квалифициран специалисткато се вземе предвид спазването на техниката на удължаване. Клиентът има право да поиска от майстора да удължи ноктите си с еднофазен гел или с основа и топ лак. Консумативитрябва да бъде с високо качество и свеж, тогава рискът от раздробяване и подуване на изкуствената трева е почти елиминиран.

Двуфазни електрически мрежиизползвани в началото на 20 век в електрически разпределителни мрежи променлив ток. Те използваха две вериги, напреженията в които бяха фазово изместенедин спрямо друг на или 90 градуса. Обикновено във веригите се използват четири линии - по две за всяка фаза. Единият е използван по-рядко общ проводник, който имаше по-голям диаметър от другите два проводника. Някои от най-ранните двуфазни генераторивсеки имаше два пълноценни ротора с намотки, физически завъртяни на 90 градуса.

За първи път идеята за използване на двуфазен ток за създаване въртящ моментбяха изразени Доминик Араго V 1827 . Практическа употребабеше описано Никола Теслав патентите си от 1888 г, приблизително по същото време той разработва дизайн двуфазен електродвигател. След това тези патенти бяха продадени на компанията Уестингхаус, която започна да развива двуфазни мрежи със САЩ. По-късно тези мрежи бяха изместени от трифазни мрежи, чиято теория е разработена от руски инженер Михаил Осипович Доливо-Доброволски, който е работил в Германия във фирмата AEG. Въпреки това, поради факта, че патентите на Тесла съдържат общи идеиизползване на многофазни вериги, компанията Westinghouse успя да задържи тяхното развитие за известно време чрез патентни съдебни спорове.

Предимството на двуфазните мрежи е, че те позволяват лесно, меко стартиране на електрически двигатели. В ранните дни на електротехниката тези мрежи с две отделни фази бяха по-лесни за анализ и проектиране. Все още не е създаден метод на симетричните компоненти(изобретен е през 1918 г.), който впоследствие даде на инженерите удобни математически инструменти за анализиране на асиметрични условия на натоварване на многофазни електрически системи.

Двуфазните вериги обикновено използват две отделни двойки проводници, носещи ток. Могат да се използват три проводника, но векторната сума на фазовите токове протича през общия проводник и следователно общият проводник трябва да има по-голям диаметър. За разлика от това, в трифазни мрежипри симетрично натоварване векторната сума на фазовите токове е нула и следователно в тези мрежи е възможно да се използват три линии с еднакъв диаметър. За електрически разпределителни мрежи изискването за три проводникови линии е по-добро от изискването за четири, тъй като това води до значителни спестявания в цената на проводниковите линии и в разходите за монтаж.

Двуфазно напрежение може да се получи от трифазен източник чрез свързване на еднофазни трансформатори съгласно така наречената схема на Скот. Симетрично натоварванепо такъв трифазна систематочно еквивалентен на симетричен трифазен товар.

Енциклопедичен YouTube

1 / 3

Наука 2.0 Енергия. Електричество на мрежата

Електроинженерство. Трифазни веригичаст 1

Връзка трифазен двигателДа се еднофазна мрежа (220)

субтитри

Двуфазен електрически ток

Двуфазен токов ударе набор от два еднофазни тока, изместени във фаза един спрямо друг под ъгъл π 2 (\displaystyle (\frac (\pi )(2))), или 90°:

I 1 = I m sin ⁡ ω t (\displaystyle i_(1)=I_(m)\sin \omega t);

I 2 = I m sin ⁡ (ω t − π 2) (\displaystyle i_(2)=I_(m)\sin(\omega t-(\frac (\pi )(2)))).

Φ 1 = Φ m sin ⁡ ω t (\displaystyle \Phi _(1)=\Phi _(m)\sin \omega t);

Φ 2 = Φ m sin ⁡ (ω t − π 2) (\displaystyle \Phi _(2)=\Phi _(m)\sin(\omega t-(\frac (\pi )(2)))).

Тъй като магнитните потоци са разположени пространствено под ъгъл от 90° един спрямо друг, резултантният магнитен поток ще бъде равен на тяхната геометрична сума:

Φ 0 = Φ m sin ⁡ (ω t) 2 + Φ m sin ⁡ (ω t − π 2) 2 (\displaystyle \Phi _(0)=(\sqrt (\Phi _(m)\sin(\omega t)^(2)+\Phi _(m)\sin(\omega t-(\frac (\pi )(2)))^(2)))).

Но Φ m sin ⁡ (ω t − π 2) = − Φ m cos ⁡ ω t (\displaystyle \Phi _(m)\sin(\omega t-(\frac (\pi )(2)))=-\ Phi_(m)\cos\omega t), Ето защо Φ 0 = Φ m sin ⁡ (ω t) 2 + (− Φ m sin ⁡ (ω t − π 2) 2) (\displaystyle \Phi _(0)=(\sqrt (\Phi _(m)\sin (\omega t)^(2)+(-\Phi _(m)\sin(\omega t-(\frac (\pi )(2)))^(2))))), или Φ 0 = Φ m (\displaystyle \Phi _(0)=\Phi _(m))