Princip rada asinhronog motora. Dvofazna električna mreža

Ako nabavite stator motora sa samo jednim jednofazni namotaj(Sl. 14.33), tada će naizmjenična struja u njemu pobuđivati ​​u mašini, dok je njen rotor nepomičan, naizmjenično magnetsko polje, čija je osa također nepokretna. Ovo polje će inducirati EMF u namotu rotora, pod čijim će utjecajem u njemu nastati struje. Interakcija struja rotora sa magnetsko polje stator će stvoriti elektromagnetne sile f, suprotno usmjerene u desnoj i lijevoj polovini rotora. Kao rezultat toga, rezultirajući moment koji djeluje na rotor bit će jednak nuli. Slijedom toga, ako postoji jedan namotaj, početni moment pokretanja jednofaznog motora je nula, tj. takav motor se ne može sam pokrenuti.

Za stvaranje početnog startnog momenta u motorima spojenim na jednu fazu mreže koriste se dvije metode, prema kojima se ovi motori dijele na dvofazne i jednofazne.

Dvofazni asinhroni motori . Dvofazni motori, pored namota spojenog direktno na mrežni napon, opremljeni su i drugim namotom povezanim serijski s jednim ili drugim uređajem za pomicanje faze (kondenzator, induktor). Najpovoljniji od njih je kondenzator (slika 14.34), a odgovarajući motori se nazivaju kondenzator. U utorima statora takvih motora nalaze se dva fazna namotaja, od kojih svaki zauzima polovinu svih utora. Na ovaj način je ispunjen uslov za dobijanje obrtnog momenta putem indukcionog mehanizma (videti § 12.9): prisustvo dva promenljiva magnetna fluksa, izmeštena u prostoru i van faze jedan u odnosu na drugi.

Najpovoljnije je kružno rotirajuće magnetno polje. Može se implementirati u dvofazni motor. U ovom slučaju, međutim, potrebno je izabrati uslove pod kojima je poželjno dobiti kružno polje, a samim tim i najveći obrtni moment – ​​kada motor radi ili pri nazivnom opterećenju.

Zaista, ako su struje u namotajima statora 1 i 2 imaju jednake efektivne vrijednosti i pomaknute su jedna u odnosu na drugu u fazi za ugao /2, tada magnetno polje koje pobuđuju imaju komponente B x I u y, definisan izrazima (14.2) i (14.3). Rezultirajuće magnetno polje u ovom slučaju je kružno rotirajuće polje.

Ako je kapacitivnost kondenzatora odabrana na takav način da se prilikom pokretanja motora stvara kružno magnetsko polje, tada će pri nazivnom opterećenju promjena struje drugog namota uzrokovati promjenu pada napona na kondenzatoru, i, posljedično, napon na drugom namotu u vrijednosti i fazi. Kao rezultat toga, rotirajuće magnetsko polje će postati eliptično (tok će pulsirati tijekom rotacije), što će uzrokovati smanjenje momenta.

Po cenu komplikovanja instalacije - isključivanjem nekih kondenzatora tokom prelaska iz početnih uslova u radne uslove (priključci sa crtom na slici 14.34) ovaj nedostatak se može eliminisati. Ovo smanjenje kapaciteta kondenzatora može se izvesti automatski centrifugalnim prekidačem, koji se aktivira kada brzina motora dostigne 75-80% nazivne brzine, ili djelovanjem vremenskog releja.

Dvofazni motori se također koriste u automatskim uređajima kao kontrolirani motori: njihova brzina rotacije ili moment se kontrolira promjenom efektivna vrijednost ili faza napona na jednom od namotaja. Takvi motori, umjesto konvencionalnog kaveznog rotora, opremljeni su rotorom u obliku šupljeg aluminijskog cilindra tankih stijenki („čaša“) koji se okreće u uskom zračnom procjepu između statora i stacionarnog središnjeg čeličnog jezgra ( unutrašnji stator). Ovo motori sa šupljim rotorom imaju zanemarljivu inerciju, što je praktično veoma važno pri regulisanju određenih proizvodni procesi. Na sl. Na slici 14.35 prikazan je grafikon brzine rotacije takvog motora u zavisnosti od napona na kontrolnom namotu.

Monofazni asinhroni motori ne razvijaju početni startni moment. Ali ako je rotor jednofazni motor okretati u bilo kojem smjeru koristeći vanjsku silu, tada će se u budućnosti ovaj rotor rotirati nezavisno i može razviti značajan moment.

Slični uslovi se stvaraju i za trofazni motor kada u jednoj od faza pregori osigurač. U takvim uslovima jednofaznog napajanja, trofazni motor će nastaviti da radi. Samo da bi se izbjeglo pregrijavanje dva namota koja ostaju uključena, potrebno je da opterećenje motora ne prelazi 50-60% nazivnog.

Rad jednofaznog motora može se objasniti na osnovu toga da se naizmjenično magnetsko polje može smatrati rezultatom superpozicije dva magnetna polja koja rotiraju u suprotnim smjerovima konstantnom kutnom brzinom. /R. Amplitudne vrijednosti magnetnih tokova ovih polja F 1t I F IIm su identični i jednaki su polovini amplitude magnetskog fluksa naizmjeničnog polja mašine:

F 1t=F IIm = F m/2

Jednostavna grafička konstrukcija (Sl. 14.36) pokazuje kako se kao rezultat sabiranja dva identična magnetna fluksa F 1 m i F II t, rotirajući u suprotnim smjerovima, dobija magnetni tok koji varira prema sinusoidalnom zakonu: F = F t sin t.

Kod jednofaznog motora ovaj položaj vrijedi samo dok je rotor nepomičan. Uzimajući u obzir pod ovim uslovima naizmenično polje kao zbir dva rotirajuća polja, možemo zaključiti da će pod uticajem oba ova polja postojati jednake struje u namotu rotora. Struje rotora, u interakciji s rotirajućim poljima, stvaraju dva identična rotirajuća momenta, usmjerena u suprotnim smjerovima i balansirajući jedni druge.

Ova jednakost dva momenta je narušena ako se rotor rotira u bilo kojem smjeru. Pod ovim uslovima, obrtni moment koji stvara direktno rotirajuće polje (ukratko, direktno polje), tj. polje koje rotira u istom smeru kao i rotor, postaje znatno veći od obrtnog momenta koji razvija obrnuto rotaciono polje (ukratko, obrnuto polje), zahvaljujući čemu rotor ne može samo da se okreće nezavisno, već i da izazove rotaciju bilo kog mehanizma.

Slabljenje suprotnog momenta kada se rotor okreće uzrokovano je slabljenjem obrnutog polja. U odnosu na ovo polje koje se okreće protiv smjera rotacije rotora, klizanje rotora je jednako:

s II = = = 2-s 1

gdje je s I klizanje rotora u odnosu na direktno polje.

Izraz (14.36) pokazuje da je frekvencija struja indukovanih u rotoru obrnutim poljem relativno visoka - blizu dvostruke frekvencije mreže. Za struje tako visoke frekvencije, induktivna reaktancija rotora je mnogo puta veća od nje aktivni otpor, zbog čega struje inducirane obrnutim poljem postaju gotovo čisto reaktivne. Prema sl. 14.21 polje ovih struja ima snažan demagnetizirajući učinak na polje, što ih deaktivira, dakle, na obrnuto polje motora. Zahvaljujući tome, sa malim lapsusima s l Rezultirajuće magnetno polje mašine postaje gotovo kružno rotirajuće polje, a suprotni moment obrnutog polja je mali pod ovim uslovima.

Rice. 14.36.

Za svako od polja možemo primijeniti krivulje momenta u odnosu na klizanje koje su nam poznate za konvencionalni trofazni asinhroni motor i odrediti rezultujući moment M kao razlika između direktnog M I i obrnutog M II momenata (slika 14.37). Bitna karakteristika jednofaznog motora je prisustvo malog negativnog momenta M 0 pri sinhronoj brzini rotora u odnosu na direktno polje.

Povećanje klizanja s I, s povećanjem opterećenja, uzrokuje u jednofaznom motoru ne samo povećanje struje I 1 izazvane direktnim poljem, već i povećanje kočionog momenta obrnutog polja, kao zbog čega je rad jednofaznog motora mnogo manje stabilan od trofaznog
faza, a njen maksimalni obrtni moment je znatno manji. Zbog niza dodatnih gubitaka, efikasnost jednofaznog motora je znatno niža od one kod trofaznog motora.

Zadatak pokretanja jednofaznog motora rješava se korištenjem jednog ili drugog uređaja za pokretanje. Najčešće ovo dodatni namotaj, slično drugom namotaju dvofazni motor, ali se isključuje na kraju starta, jer se računa samo za kratkotrajno strujno opterećenje. Jedan ili drugi uređaj za pomicanje faze povezan je serijski s ovim namotom.

Indukcijski motori sa zasjenjenim polovima. Uređaj za pokretanje u jednofaznom asinhronom motoru može ostati uključen tokom normalnog rada motora. To se događa kod indukcionih motora sa zasjenjenim polovima. Takvi motori se mogu smatrati srednjim između jednofaznih i dvofaznih asinhronih motora (slika 14.38). Ovaj motor je opremljen kratkospojnim namotom, koji pokriva dio istaknutog pola na kojem se nalazi glavni (primarni) namotaj 1 . Current I 1 u namotaju 1 , priključen na mrežu, pobuđuje magnetni tok F 1. Dio potonjeg, navijanje namotaja wK, indukuje struju I 2 u njemu, značajno kasni u fazi od I 1. Ova struja pobuđuje drugi magnetni tok motora. Tako se u motoru stvara sistem dva naizmjenična magnetna fluksa, koji nisu prostorno kombinovani i pomaknuti u fazi, odnosno stvaraju se uslovi slični onima u indukcijskim električnim mjernim instrumentima (vidi sliku 12.23), pa nastaje rotirajuće magnetsko polje , koji djeluje na kavezni rotor 2, stvara odgovarajući obrtni moment. Ovi motori se proizvode minijaturni (snage 0,5-30 W) i naširoko se koriste u razne svrhe – uglavnom kao pogon za aktuatore.

U sistemima automatizacije, sistem se često koristi za napajanje izvršnih asinhronih mikromotora dvofazna struja. Pogodno je dobiti dvofaznu struju iz trofazne struje korištenjem posebnih transformatorskih kola. Najrasprostranjeniji krug je onaj koji se sastoji od dva nejednaka jednofazna transformatora. I I II(Sl. 1.5 A U ovom krugu, točka 0 dijeli zavoje primarnog namota transformatora II na dva jednaka dela. Naponi namotaja transformatora I I II pomaknut za četvrtinu perioda. Primarni naponi transformatora I I II ili (slika 1.5, b).

Rice. 1.5. Pretvaranje trofazne struje u dvofaznu:

A– transformatorsko kolo; b – vektorski dijagram stres
primarni namotaji

1.3.2. Trofazni pretvarač struje
u šest i dvanaest faza

U nekim slučajevima potrebno je trofaznu struju pretvoriti u šesto- i dvanaestfaznu. Za pretvaranje u šestofaznu struju koristi se transformator sa tri šipke, na čiju se šipku postavlja jedna faza primarnog namota i dvije identične faze sekundarnog namota. Sekundarni namotaji mogu biti povezani u dvije zvijezde (slika 1.6), u zatvoreni poligon ili u cik-cak.

A– dijagram povezivanja namotaja transformatora;

b– vektorski dijagram EMF primarnog namotaja;

V– vektorski dijagram EMF sekundarnog namotaja

Za pretvaranje u dvanaestfaznu struju, sekundarni namotaji su povezani u dvostruki cik-cak (slika 1.7). U tom slučaju, broj zavoja u grani šestofaznog dijela trebao bi biti 2,75 puta veći nego u dvanaestfaznom dijelu. U slučaju simetričnog opterećenja, struja u šestofaznoj zoni je 1,93 puta veća nego u dvanaestfaznoj zoni. Dvanaestfazna struja se može dobiti i pomoću dva transformatora trofazna struja, pretvarajući se u šestofazni, od kojih jedan ima primarni namotaj povezan zvijezdom, a drugi trokut.

Nadogradnja noktiju izuzetno je popularna u modernoj modnoj industriji. To omogućava djevojkama da se ne boje slomljenih noktiju i da ih mirno izvode zadaća. Istovremeno, nema potrebe da svoje nokte stalno prekrivate lakom, koji se vrlo brzo troši kada aktivan rad ruke. Nokatna ploča prirodnih noktiju ne vlaži se, ne ljušti se i ne zahtijeva stalno vlaženje i njegu uljima i medicinskim lakovima. Nokti ne upijaju štetne materije, kao kada su lakirani, a takođe ne žute, kao što se dešava kada se koriste lakovi jarkih boja.

Procedura proširenja omogućava masteru da kreira savršen oblik i dužine noktiju, ojačati prirodnu ploču nokta, obnoviti slomljeni nokat. Pod slojem tvrdog premaza vaši vlastiti nokti rastu vrlo brzo i nisu podložni mehaničkim i izlaganje hemikalijama spolja.

Kako funkcionira postupak nadogradnje noktiju?

Postoji nekoliko tehnika nadogradnje noktiju. To se odnosi i na materijale koji se koriste i na metode njihove primjene. Na primjer, neki majstori još uvijek koriste nadogradnju noktiju pomoću savjeta - kada se plastični sloj zalijepi na prirodni nokat, na koji se nanosi gel za izgradnju. u većini slučajeva majstori su se već odmakli od ove metode, jer može ozbiljno ozlijediti ploču nokta. No, ipak, morate pribjeći ekstenzijama pomoću savjeta u slučajevima kada vaš nokat nema slobodnu ivicu, odnosno prekratak je ili ima nepravilnog oblika(deformisan, slomljen).

Najčešća tehnika ekstenzije je proširenja na obrascima. Ovom metodom ispod prirodnog nokta se postavlja kruta forma, na koju se nanosi gel koji, kada se stvrdne, formira oblik umjetnog nokta.

Obično se rast odvija u nekoliko faza:

1. Manikir i priprema noktiju. U ovoj fazi majstor uklanja kutikulu, nokte, pterigij, podrezuje oblik prirodnog nokta i skraćuje njegovu dužinu, ako je potrebno. Zatim majstor mekom turpijom uklanja sjajni film prirodnog nokta kako bi osigurao maksimalno prianjanje gel premaza na prirodni nokat.
2. Odmašćivanje. U ovoj fazi, površina svakog nokta se tretira posebnim sredstvom za odmašćivanje (ponekad se koristi sredstvo za uklanjanje laka za nokte ili alkohol). Zatim se nokat tretira prajmerom (primerom) kako bi se gel zadržao na nokatnoj ploči.
3. Direktno proširenje.

Vrste gela

Različiti frizeri su navikli na različite tehnike ekstenzije. Neki ljudi više vole da koriste jednofazni gel, dok su drugi navikli na trofazni sistem. Šta su oni?

je metoda u kojoj se formiranje umjetnog nokta odvija upotrebom jedne supstance. To je istovremeno i baza, i gel za nadopunjavanje, i završni premaz za sebe. Ovo je zgodno za manikuru i omogućava vam da potrošite manje vremena na tako dugotrajnu proceduru kao što je nadogradnja noktiju.

je sistem u kojem se formiranje umjetnog nokta odvija u tri faze: nanošenje baznog gela, nanošenje konstruktorskog gela i nanošenje top gela.

Prednosti i mane jednofaznih i trofaznih sistema

Jednofazni sistem ima prednosti manji troškovi rada i materijala. Ova metoda proširenja pogodna je za početnike i čini cijenu pruženih usluga pristupačnijom za sve. velika količina klijenti. Ali u međuvremenu, takav sistem ne garantuje dugotrajno trošenje noktiju. To je zbog činjenice da kod jednofaznih nastavaka, u pravilu, nije predviđena upotreba prajmera, što znači da kvačilo umjetna trava s prirodnom nokatnom pločom bit će malo slabiji.

Također, premaz se može loše osušiti zbog jednog, ali dovoljno debelog sloja. Ova opcija je prikladna ako nema potrebe za dugotrajnim nošenjem noktiju, a rade se za jednokratni nastup: na vjenčanje, zabavu, nastup, takmičenje.



Trofazni sistem je najtraženiji među profesionalnim majstorima. Upotreba nekoliko vrsta materijala, od kojih svaki obavlja svoju funkciju, produžava vrijeme habanja umjetne trave i daje veću garanciju. Za majstora, kao i za klijenta, ova tehnika zahtijeva velike materijalne troškove. Ovaj postupak traje duže od jednofaznog proširenja. Ispod osnovni sloj koristi se prajmer, koji poboljšava prianjanje između gela i nokta. Nakon što se osnovni sloj osuši, nanosi se gel za izgradnju. nanosi se u takvom sloju da je u zoni stresa (krajnja zona prirodnog nokta) debljina gela dovoljna da ga zaštiti od lomljenja.

Nakon toga majstor nanosi gel u boji na umjetni nokat. Ekstenzija se završava nanošenjem završnog sloja, koji noktima daje zrcalni sjaj i maksimalno učvršćuje sve prethodne slojeve.

Nadogradnju noktiju treba izvršiti i jednofaznim i trofaznim sistemom kvalifikovani specijalista uzimajući u obzir usklađenost sa tehnikom ekstenzije. Klijent ima pravo zatražiti od majstora da mu produži nokte jednofaznim gelom ili bazom i nadlakom. Potrošni materijal mora biti kvalitetan i svjež, tada je rizik od lomljenja i bubrenja vještačke trave gotovo eliminiran.

Dvofazne električne mreže koristio se početkom 20. stoljeća u elektrodistributivnim mrežama naizmjenična struja. Koristili su dva kola, naponi u kojima su bili fazno pomereno jedna u odnosu na drugu pod ili 90 stepeni. U krugovima su obično korištene četiri linije - dvije za svaku fazu. Jedan je rjeđe korišten zajednička žica, koji je imao veći prečnik od druge dvije žice. Neki od najranijih dvofazni generatori svaki je imao dva punopravna rotora sa namotajima fizički zarotiranim za 90 stepeni.

Po prvi put ideja o korištenju dvofazne struje za stvaranje obrtni moment bili izraženi Dominic Arago V 1827 . Praktična upotreba je opisano Nikola Tesla u svojim patentima iz 1888, otprilike u isto vrijeme kada je razvio dizajn dvofazni elektromotor. Ovi patenti su potom prodati kompaniji Westinghouse, koja je počela da razvija dvofazne mreže sa SAD. Kasnije su ove mreže zamijenjene trofaznim mrežama, čiju je teoriju razvio ruski inženjer Mihail Osipovič Dolivo-Dobrovolsky, koji je radio u Njemačkoj u kompaniji AEG. Međutim, zbog činjenice da Teslini patenti sadrže opšte ideje korišćenjem polifaznih kola, kompanija Westinghouse je bila u stanju da zadrži njihov razvoj neko vreme kroz patentne parnice.

Prednost dvofaznih mreža bila je u tome što su omogućavale jednostavno, meko pokretanje elektromotora. U ranim danima elektrotehnike, ove mreže sa dvije odvojene faze bilo je lakše analizirati i dizajnirati. Još nije kreirano metoda simetričnih komponenti(izumljen je 1918.), što je kasnije inženjerima dalo pogodne matematičke alate za analizu asimetričnih uslova opterećenja višefaznih električnih sistema.

Dvofazna kola obično koriste dva odvojena para vodiča koji vode struju. Mogu se koristiti tri vodiča, međutim, vektorski zbir faznih struja teče kroz zajedničku žicu, te stoga zajednička žica mora imati veći prečnik. Za razliku od ovoga, u trofazne mreže kod simetričnog opterećenja vektorski zbir faznih struja je nula, pa je stoga u ovim mrežama moguće koristiti tri vodova istog promjera. Za električne distributivne mreže, zahtjev za tri provodne linije je bolji od zahtjeva za četiri, jer to rezultira značajnim uštedama u troškovima provodnih vodova i troškovima instalacije.

Dvofazni napon se može dobiti iz trofaznog izvora spajanjem jednofaznih transformatora po tzv. Scottovom kolu. Simetrično opterećenje u takvim trofazni sistem tačno ekvivalentno simetričnom trofaznom opterećenju.

Enciklopedijski YouTube

1 / 3

Nauka 2.0 Energija. Struja iz mreže

Elektrotehnika. Trofazna kola dio 1

Veza trofazni motor To jednofazna mreža (220)

Titlovi

Dvofazna električna struja

Dvofazni strujni udar je skup dvije jednofazne struje pomjerene u fazi jedna u odnosu na drugu za ugao π 2 (\displaystyle (\frac (\pi )(2))), ili 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)))).

Budući da su magnetni tokovi prostorno smješteni pod uglom od 90° jedan prema drugom, rezultirajući magnetni tok će biti jednak njihovom geometrijskom zbroju:

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)))).

Ali 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), Zbog toga 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))))), ili Φ 0 = Φ m (\displaystyle \Phi _(0)=\Phi _(m))