محرك غير متزامن أحادي الطور مع دوار قفص السنجاب. مبدأ تشغيل المحرك غير المتزامن

إضافة الموقع إلى الإشارات المرجعية

الجزء الثابت من الآلة، الجزء الثابت، له قلب على شكل أسطوانة كاملة. في الأخاديد مع داخليحتوي هذا القلب على لف ثلاثي الطور. يتم تنشيط هذا اللف شبكة ثلاثية الطوروالتيارات الناشئة فيه تثير الآلات.

الجزء المتحرك، الدوار، له قلب أسطواني. يتم تركيبه على عمود الآلة. تحتوي الأخاديد الموجودة على سطح القلب على ملف الدوار، والذي يكون في معظم الحالات قصير الدائرة. إذا قمت بإزالته عقليًا من القلب، فسيبدو وكأنه قفص أسطواني من قضبان النحاس أو الألومنيوم، مغلق من طرفيه بحلقتين من نفس المادة. هذا اللف يسمى "عجلة السنجاب". يتم إدخال قضبان اللف في فتحات الدوار بدون عزل. غالبًا ما يتم تصنيع ملف الدوار ذو الدائرة القصيرة عن طريق صب الألومنيوم المنصهر في فتحات القلب. علاوة على ذلك، يتم صب حلقات الإغلاق أيضًا.

يتم تنفيذ لف الجزء الثابت للمحرك الكهربائي سلك معزولويناسب الأخاديد الجزء الثابت. يتم توزيع كل ملف على عدة فتحات. إذا كان اللف يتكون من ثلاثة ملفات، فإن نظام التيارات ثلاثي الطور المتدفق حوله يثير دوران القطبين الموصوف أعلاه. لفترة واحدة تكييفمثل هذا المجال يحدث ثورة واحدة. ولذلك، عند تردد صناعي قياسي قدره 50 هرتز، أي 50 دورة في الثانية، فإن المجال ثنائي القطب ينتج 50 × 60 = 3000 دورة في الدقيقة. عادة ما تكون سرعة الدوار أقل بنسبة قليلة فقط من سرعة المجال.

للحصول على محرك ذو سرعة مجال أقل، من الضروري زيادة عدد أقطاب المحرك الدوار عن طريق ملف متعدد الأقطاب. المجال المغنطيسي. تتوافق كل ثلاث ملفات من ملفات الجزء الثابت مع زوج واحد من أقطاب المجال الدوار. لذلك، إذا كان ملف الجزء الثابت ثلاثي الطور يتكون من ملفات K. فإن عدد أزواج أقطاب المجال الدوار المثار بواسطة هذا الملف سيكون: P=K:Z.

يتم تحديد اتجاه دوران الدوار للمحرك غير المتزامن من خلال اتجاه دوران مجاله المغناطيسي.

ويتم تحديد اتجاه دوران المجال من خلال تسلسل المراحل A، B، C لشبكة ثلاثية الطور. لتغيير اتجاه دوران المحرك، يكفي تغيير اتصال ملف الجزء الثابت بالشبكة بحيث تكون محطة الجزء الثابت، المتصلة في البداية بالمرحلة A من الشبكة، متصلة بالمرحلة B من الشبكة. وبناء على ذلك، يجب أن تكون محطة الجزء الثابت المتصلة بالمرحلة B من الشبكة متصلة بالمرحلة A من الشبكة. يبقى اتصال المشبك الثابت الثالث بالشبكة دون تغيير.

بينما يكون الجزء المتحرك ثابتًا، فإن الظروف في المحرك غير المتزامن تشبه تلك الموجودة في المحول: الملف الأولي للمحول يتوافق مع ملف الجزء الثابت، والملف الثانوي يتوافق مع ملف الجزء المتحرك. تتم موازنة الجهد عند أطراف كل مرحلة من ملفات الجزء الثابت بواسطة المجال المغناطيسي المستحث في هذا الملف بواسطة المجال المغناطيسي الدوار. يتم تحفيز التيار في ملف الدوار بواسطة مجال مغناطيسي دوار.

وفقا لمبدأ لينز، فإن هذا التيار المستحث يميل إلى إضعاف المجال المغناطيسي الذي يحفزه. لكن إضعاف المجال المغناطيسي يقلل من المجال الكهرومغناطيسي الناتج عن هذا المجال في ملف الجزء الثابت. ونتيجة لذلك، يتم انتهاك التوازن الكهربائي في أطراف الجزء الثابت. هذا يخلق الجهد الزائد غير المتوازن. هذا يسبب زيادة في التيار في لف الجزء الثابت. يعمل تيار الجزء الثابت على تقوية المجال المغناطيسي إلى قيمته السابقة تقريبًا، ويتم استعادة التوازن الكهربائي عند أطراف الجزء الثابت.

تشبه نسبة تيارات الجزء الثابت والدوار في محرك غير متزامن نسبة التيارات الأولية و التيارات الثانويةفي المحول. تيار الجزء الثابت غير ممغنط، والتيار الدوار يزيل المغناطيسية. أي تغيير في تيار الجزء الدوار يؤدي إلى تغير تناسبي في تيار الجزء الثابت.

عند تشغيل المحرك، يعبر المجال المغناطيسي الدوار ملف الدوار سرعة عالية (السرعة الزاوية W:P) ويحث على EMF كبير فيه. يخلق هذا المجال الكهرومغناطيسي تيارًا كبيرًا لبدء التشغيل في الجزء الدوار ذو القفص السنجابي. وفقا لذلك، ينشأ تيار بدء كبير أيضا في لف الجزء الثابت. وهو أكبر بحوالي سبع مرات من تيار التشغيل للمحرك. يعد الدافع الحالي لبدء التشغيل نموذجيًا للمحرك غير المتزامن الدوار قفص السنجاب.

كلما زادت سرعة الدوار. يتناقص المجال الكهرومغناطيسي المستحث فيه، ومعه تتناقص تيارات الجزء المتحرك والجزء الثابت.

إذا قمت بتحميل محرك غير متزامن يدور بالفعل، فإن عزم الكبح الميكانيكي على عمود المحرك سيكون في البداية أطول من عزم الدوران وسيقلل الدوار من السرعة n2 /. وبناءً على ذلك، فإن الفرق في السرعات n1 - n2 للمجال والدوار سيزداد، أي سيزداد الانزلاق.

سوف يعبر المجال الدوار الجزء الدوار بسرعة عالية نسبيًا وينتج قوة دافعة كبيرة في الجزء الدوار. ستؤدي الزيادة في EMF إلى زيادة التيار في الدوار. بما يتناسب مع القوة الحالية، سيزيد عزم الدوران ويوازن عزم دوران الكبح للحمل على عمود المحرك، وفي الوقت نفسه، ستؤدي الزيادة في تيار الجزء الدوار إلى زيادة مقابلة في تيار الجزء الثابت، ونتيجة لذلك سيزداد أيضًا استهلاك الطاقة للمحرك من الشبكة. وبالتالي، مع زيادة الحمل على عمود المحرك، يزداد الانزلاق وقوة تيار الجزء الثابت واستهلاك طاقة المحرك من الشبكة.

المحركات الكهربائية غير المتزامنة(BP) تم العثور عليها في الاقتصاد الوطني تطبيق واسع. وفقا لمصادر مختلفة، ما يصل إلى 70٪ من الجميع الطاقة الكهربائية، يتم تحويلها إلى طاقة ميكانيكية للحركة الدورانية أو الانتقالية، ويتم استهلاكها بواسطة محرك غير متزامن. يتم تحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية للحركة الانتقالية بواسطة المحركات الكهربائية الخطية غير المتزامنة، والتي تستخدم على نطاق واسع في الجر الكهربائي، لأداء العمليات التكنولوجية. يرتبط الاستخدام الواسع النطاق لـ AD بعدد من مزاياها. المحركات غير المتزامنة- هذه هي الأبسط في التصميم والتصنيع، والموثوقة والأرخص بين جميع أنواع المحركات الكهربائية. ليس لديهم وحدة تجميع الفرشاة أو وحدة تجميع التيار المنزلقة، بالإضافة إلى ذلك موثوقية عاليةيضمن الحد الأدنى من تكاليف التشغيل. اعتمادًا على عدد مراحل الإمداد، يتم تمييز المحركات غير المتزامنة ثلاثية الطور وأحادية الطور. فيشروط معينة يمكنها أداء وظائفها بنجاح عند تشغيلها من شبكة أحادية الطور. تستخدم IMs على نطاق واسع ليس فقط في الصناعة والبناءزراعة ، ولكن أيضًا في القطاع الخاص، في الحياة اليومية، في ورش العمل المنزلية، في. مؤامرات الحديقةالمحركات غير المتزامنة أحادية الطور قيادة الغسالات، والمراوح، وآلات النجارة الصغيرة،الأدوات الكهربائية مضخات لإمدادات المياه. في أغلب الأحيان لإصلاح أو إنشاء الآليات والأجهزةالإنتاج الصناعي أو بتصميمها الخاص، يتم استخدام ضغط الدم ثلاثي المراحل. علاوة على ذلك، يمكن أن يكون للمصمم ثلاث مراحل و. تنشأ مشاكل في حساب الطاقة واختيار المحرك لحالة معينة، واختيار دائرة التحكم الأكثر عقلانية لمحرك غير متزامن، وحساب المكثفات التي تضمن تشغيل محرك غير متزامن ثلاثي الطور في وضع أحادي الطور، واختيار المقطع العرضي و نوع الأسلاك وأجهزة التحكم والحماية. هذا الكتاب مخصص لمثل هذه المشاكل العملية. يقدم الكتاب أيضًا وصفًا لتصميم ومبدأ تشغيل المحرك غير المتزامن، وعلاقات التصميم الأساسية للمحركات ثلاثية الطور والطور. أوضاع أحادية الطور.

تصميم ومبدأ تشغيل المحركات الكهربائية غير المتزامنة

1. جهاز ثلاث مراحل المحركات غير المتزامنة

محرك غير متزامن ثلاثي الطور(م) من التصميم التقليدي، وتوفير حركة دورانيةيمثل سيارة كهربائيةيتكون من جزأين رئيسيين: الجزء الثابت والدوار الذي يدور على عمود المحرك. يتكون الجزء الثابت للمحرك من إطار يتم فيه الضغط على ما يسمى بقلب الجزء الثابت الكهرومغناطيسي، بما في ذلك قلب مغناطيسي ولف الجزء الثابت الموزع على ثلاث مراحل. الغرض من القلب هو مغنطة الآلة أو إنشاء مجال مغناطيسي دوار. تتكون الدائرة المغناطيسية للجزء الثابت من صفائح رقيقة (من 0.28 إلى 1 مم) معزولة عن بعضها البعض ومختومة من الفولاذ الكهربائي الخاص. تتميز الصفائح بمنطقة مسننة ونير (الشكل 1.أ). يتم تجميع الصفائح وتثبيتها بطريقة تتشكل فيها أسنان وأخاديد الجزء الثابت في الدائرة المغناطيسية (الشكل 1.ب). يمثل النواة المغناطيسية مقاومة مغناطيسية منخفضة للتدفق المغناطيسي الناتج عن لف الجزء الثابت، وبسبب ظاهرة المغنطة، يتم تعزيز هذا التدفق.

أرز. 1

يتم وضع ملف الجزء الثابت الموزع ثلاثي الطور في أخاديد القلب المغناطيسي. في أبسط الحالات، يتكون الملف من ملفات ثلاثية الطور، يتم إزاحة محاورها في الفضاء بالنسبة لبعضها البعض بمقدار 120 درجة. ترتبط ملفات الطور ببعضها البعض حسب دوائر النجمة أو المثلث (الشكل 2).

الشكل 2.

مزيد من المعلومات التفصيلية حول مخططات الاتصال و الرموزيتم عرض بدايات ونهايات اللفات أدناه. يتكون دوار المحرك من دائرة مغناطيسية، مصنوعة أيضًا من صفائح فولاذية مختومة، بها أخاديد، حيث يوجد ملف الدوار. هناك نوعان من اللفات الدوارة: الطور والدائرة القصيرة. يشبه ملف الطور ملف الجزء الثابت المتصل بالنجم. يتم توصيل نهايات ملف الدوار ببعضها البعض ومعزولة، ويتم توصيل النهايات بحلقات الانزلاق الموجودة على عمود المحرك. يتم وضع الفرش الثابتة على حلقات منزلقة، معزولة عن بعضها البعض وعن عمود المحرك، وتدور مع الدوار، وتتصل بها الدوائر الخارجية. وهذا يسمح، من خلال تغيير مقاومة الدوار، بتنظيم سرعة دوران المحرك والحد منه تيارات البداية. معظم التطبيقاتتلقى لفًا قصير الدائرة من نوع "قفص السنجاب". يشتمل الملف الدوار للمحركات الكبيرة على قضبان نحاسية أو نحاسية يتم دفعها إلى الأخاديد، ويتم تثبيت حلقات قصر الدائرة في النهايات التي يتم لحام أو لحام القضبان بها. لضغط الدم المنخفض والتسلسلي قوة متوسطةيتم تصنيع لف الدوار عن طريق حقن سبائك الألومنيوم. في هذه الحالة، يتم صب القضبان 2 وحلقات الدائرة القصيرة 4 مع أجنحة المروحة في نفس الوقت في حزمة الدوار 1 لتحسين ظروف تبريد المحرك، ثم يتم ضغط الحزمة على العمود 3 (الشكل 3). يُظهر القسم المأخوذ في هذا الشكل ملامح الأخاديد والأسنان والقضبان الدوارة.

أرز. 3.

منظر عامتظهر سلسلة المحركات غير المتزامنة 4A في الشكل. 4. يتم ضغط العضو الدوار 5 على العمود 2 ويتم تثبيته على المحامل 1 و11 في تجويف الجزء الثابت في دروع المحمل 3 و9، والتي يتم توصيلها بنهايات الجزء الثابت 6 على كلا الجانبين. يتم توصيل الحمل بالنهاية الحرة للعمود 2. في الطرف الآخر من العمود، يتم تركيب مروحة 10 (محرك مهواة مغلق)، والتي يتم إغلاقها بواسطة غطاء 12. توفر المروحة إزالة حرارة أكثر كثافة من المحرك لتحقيق سعة التحميل المناسبة. من أجل نقل أفضل للحرارة، يتم صب الإطار بأضلاع 13 على كامل سطح الإطار تقريبًا. يتم فصل الجزء الثابت والدوار بفجوة هوائية تتراوح في الآلات منخفضة الطاقة من 0.2 إلى 0.5 ملم. لتوصيل المحرك بالأساس أو الإطار أو مباشرة بالآلية التي يتم تشغيلها، يتم تزويد الإطار بأرجل 14 مع فتحات للتثبيت. المحركات ذات الحواف متوفرة أيضًا. بالنسبة لمثل هذه الآلات، يتم عمل شفة على أحد دروع المحمل (عادة على جانب العمود)، مما يسمح للمحرك بالاتصال بآلية العمل.

أرز. 4.

تتوفر المحركات أيضًا بكلتا القدمين والشفة. تم توحيد أبعاد تركيب المحركات (المسافة بين الفتحات الموجودة على الأقدام أو الشفاه)، وكذلك ارتفاعات محور الدوران. ارتفاع محور الدوران هو المسافة من المستوى الذي يقع عليه المحرك إلى محور دوران عمود الدوار. ارتفاعات محاور دوران المحركات منخفضة الطاقة: 50، 56، 63، 71، 80، 90، 100 ملم.

2. مبدأ تشغيل المحركات غير المتزامنة ثلاثية الطور

لقد لوحظ أعلاه أن ملف الجزء الثابت ثلاثي الطور يعمل على مغنطة الماكينة أو إنشاء ما يسمى بالمجال المغناطيسي الدوار للمحرك. يعتمد مبدأ تشغيل المحرك غير المتزامن على القانون الحث الكهرومغناطيسي. يعبر المجال المغناطيسي الدوار للجزء الثابت موصلات ملف الجزء المتحرك ذي الدائرة القصيرة، مما يؤدي إلى نشوء قوة دافعة كهربائية في الأخير، مما يؤدي إلى تدفق التيار المتردد في ملف الجزء المتحرك. يخلق تيار الجزء المتحرك مجالًا مغناطيسيًا خاصًا به، ويؤدي تفاعله مع المجال المغناطيسي الدوار للجزء الثابت إلى دوران الجزء المتحرك بعد الحقول. تتجلى فكرة تشغيل محرك غير متزامن بشكل واضح من خلال تجربة بسيطة، والتي أظهرها الأكاديمي الفرنسي أراجو في القرن الثامن عشر (الشكل 5). إذا تم تدوير مغناطيس حدوة الحصان بسرعة ثابتة بالقرب من قرص معدني يقع بحرية على محور، فسيبدأ القرص في الدوران بعد المغناطيس بسرعة معينة أقل من سرعة دوران المغناطيس.

أرز. 5. تجربة أراجو موضحة

يتم تفسير هذه الظاهرة على أساس قانون الحث الكهرومغناطيسي. عندما تتحرك أقطاب المغناطيس بالقرب من سطح القرص، تتولد قوة دافعة كهربائية في الدوائر الموجودة أسفل القطب وتظهر تيارات تولد المجال المغناطيسي للقرص. يمكن للقارئ الذي يجد صعوبة في تخيل الدوائر الموصلة في قرص صلب أن يتخيل القرص كعجلة بها العديد من الأسلاك الموصلة المتصلة بحافة ومحور. يمثل المتحدثان، بالإضافة إلى قطع الحافة والجلبة التي تربطهما، محيطًا أوليًا. يرتبط مجال القرص بمجال أقطاب الدوران المغناطيس الدائم، ويتم حمل القرص بعيدًا عن طريق المجال المغناطيسي الخاص به. من الواضح أن أكبر قوة دافعة كهربية ستتولد في محيط القرص عندما يكون القرص ثابتًا، وعلى العكس من ذلك، ستكون أقل قوة عندما تكون قريبة من سرعة دوران القرص. تصبح حقيقية محرك غير متزامنلاحظ أنه يمكن تشبيه ملف الجزء المتحرك ذو الدائرة القصيرة بالقرص، ويمكن تشبيه ملف الجزء الثابت ذو النواة المغناطيسية بمغناطيس دوار. ومع ذلك، فإن دوران المجال المغناطيسي في الجزء الثابت أ يتم بفضل نظام ثلاثي الطور من التيارات التي تتدفق في ملف ثلاثي الطور مع تحول الطور المكاني.

أجهزة صغيرة نسبيًا ومنخفضة الطاقة تشبه مظهرمحركات الآلات ثلاثية الطور (محركات الآلات، على سبيل المثال)، مع الدوار نوع مغلقتسمى المحركات الكهربائية غير المتزامنة أحادية الطور ذات الدائرة القصيرة. نقترح النظر في مبدأ تشغيل الوحدات الخاصة بها الحل البناءوالنطاق، وكذلك كيفية ضبط العكس.

الفرق الرئيسي بين هذا النموذج و محرك ثلاثي الطوريكون جهاز خاصالتصميم - يقع على الجزء الثابت لف مرحلة واحدةوالتي تشغل حوالي خمسي نقطة على كل عمود من قطب المحرك. يمكن إجراء هذا اللف بشكل منفصل، كما يمكن صنعه دون توصيل ملفين من نموذج ثلاثي الطور (كما يفعل الحرفيون المنزليون في كثير من الأحيان). عادةً ما يتم إغلاق الجزء الدوار في نظام القفص السنجابي (قصير الدائرة). تحتوي هذه المحركات أيضًا على علب التروس الدودية والمحفزة مدمجة.

الصورة: جهاز أحادي الطور محرك كهربائي غير متزامن

عندما يتم توصيل ملف الجزء الثابت بمصدر طاقة، يتم إنشاء مجال مغناطيسي. ينبض هذا MF في الطبيعة بمستوى تردد ثابت، وينخفض ​​إلى الصفر ويتراكم مرة أخرى في الاتجاه المعاكس. تحت تأثير المحول، يتم إحداث تيار في الموصلات الدوارة، مما يعارض MMF للجزء الثابت. وبالتالي، فإن محور دوار MDS يتزامن مع اتجاه الجزء الثابت، وزاوية الدوران صفر، وبالتالي لن يكون هناك عزم دوران عند بدء التشغيل.

مخطط توصيل محرك كهربائي غير متزامن أحادي الطور

ولكن كيف إذن يدور محرك أحادي الطور؟

إذا قمت بالضغط على دوار المحرك يدويًا أو بأي وسيلة أخرى، في أي اتجاه، فسوف تلتقط السرعة وتبدأ في الدوران في نفس الاتجاه الذي بدأت فيه. وبالتالي، فإن المحرك غير المتزامن أحادي الطور ليس آلية البداية نفسها وبعضها طرق خاصةيبدأ. لتحليل أداء الرسائل الفورية أحادية الطور، يمكنك استخدام طريقتين، وهما:

• نظرية المجال الدوار المضاعف؛
• نظرية الصليب.

كلتا النظريتين لها مزاياها وعيوبها وتطبيقاتها. لكن النتيجة ستكون هي نفسها تقريبًا عند استخدام كليهما. هاتان التقنيتان معقدتان للغاية، لكننا سنحاول شرح كل شيء ببساطة قدر الإمكان.

نظرية المجال الدوار المزدوج

يتم إنشاء مجال مغناطيسي نابض عندما يتم تنشيط ملفات الجزء الثابت بواسطة مصدر تيار متردد. يمكن أن يتحلل المجال النابض إلى عنصرين، وهما كميات متساوية، لها اتجاهات مختلفة. يستجيب المحرك غير المتزامن لكل مجال من المجالات المغناطيسية بشكل منفصل. وعزم المحرك يساوي المبلغلحظات واجبة على كل نائب.

حقل متقاطع

يتم إنشاء المجال المتقاطع فقط عندما يدور الدوار. نظرًا لأن المجال الناتج عن تيار الجزء الدوار يقع بزوايا قائمة على المجال الناتج عن تيار الجزء الثابت، فإنه يُسمى عرضيًا أو متقاطعًا. نظرًا لأن الحقول العرضية تعمل بزوايا قائمة على حقول الجزء الثابت وتتخلف عنها بمقدار 90 درجة في الطور الزمني، فإن المجموعتين تشكلان مجالًا مغناطيسيًا يدور بسرعة متزامنة.

نطاق التطبيق

تستخدم المحركات الكهربائية أحادية الطور غير المتزامنة في شبكة بقدرة 220 واط وتردد 50 هرتز. غالبًا ما يتم استخدامها في الآلات المنزلية (النجارة أو الأعمال الخشبية) ومكابس الطوب والخلاطات وغيرها من المعدات المنزلية.

المحركات الكهربائية أحادية الطور المملوءة بالزيت لملف الجزء الثابت ثنائي الطور بمكثف (داو وداك)، أو المحركات غير المتزامنة متعددة السرعات ثنائية الطور ذات الطاقة المنخفضة (من 15 واط إلى 1 كيلو واط) هي نوع المحركات التي تستخدم للتشغيل السليم للمكثف (انظر الصورة). لا ينبغي استخدام هذه الأجهزة في المناطق ذات الاهتزازات العالية أو درجات الحرارة العالية. منطقة الوجهة: الأجهزة المنزليةالميكنة الصغيرة الحجم (آلات طحن الأعلاف منخفضة السرعة، خلاطات الخرسانة)، معدات الدفع الكهربائي، إلخ. كما تستخدم المحركات أحادية الطور ذات السرعتين المضخات.

وبالإضافة إلى ذلك، يتم استخدام المحركات الكهربائية غير المتزامنة ذات المكثف أحادي الطور لضواغط الثلاجة، الغسالاتوالأغطية والمراوح، وسعرها أقل بكثير.

عكس المحرك

يعكس محرك كهربائي أحادي الطورلا يختلف عمليا عن التناظرية غير المتزامنة ثلاثية الطور ويتم إنتاجها بواسطة الموصلات، وتكون الدائرة كما يلي: إذا قمت بالضغط على زر الموصل، فسيتلقى ملفها طاقة 220 فولت على طول مسار مرحلة الاتصال. للتوقف، تحتاج إلى الضغط على زر المقاولين مرة أخرى، كما ينصح أحد منتديات الكهربائيين.

عكس محرك كهربائي غير متزامن أحادي الطور

عند الضغط على زر الموصل "رجوع" مرة أخرى، يبدأ المحرك في التحرك في الاتجاه المعاكس، أي. الوقوف لوحدك. لإيقاف الحركة العكسية، اضغط على زر الإيقاف.

الصورة: محطة الضغط Pke 222-3 للتحكم في محرك كهربائي غير متزامن أحادي الطور

تُستخدم آليات العكس للتبديل عالي السرعة لمحركات الماكينات في الظروف المنزلية والصناعية.

من أجل شراء غير متزامن متين وعالي الجودة محركات أحادية الطور، ننصحك باختيار المنتجات التي أثبتت جدواها فقط، على سبيل المثال الشركات المصنعة المستوردةوالعلامات التجارية Abe وEmod وEurotec وRaec (بلغاريا) وSiemens (سلسلة 100 ملم) وAIR. في الكل المدن الكبرىيوجد متجر بمعدات مماثلة في أوفا أو كييف أو كراسنودار أو كراسنويارسك أو ليبيتسك أو سيكتيفكار أو موسكو أو بيلغورود، وتحظى متاجر بيرم بشعبية خاصة. تتم المبيعات أيضًا عبر الإنترنت أو في مجموعة متنوعة من الأسواق.

المحرك غير المتزامن هو جهاز مصمم لتحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية. يطلق عليه اسم غير متزامن لأن العمليات الموجودة بداخله لا تحدث في وقت واحد: سرعة دوران الجزء المتحرك تتقدم باستمرار على تردد دوران المجال المغناطيسي الناتج عن الجزء الثابت. دعونا نلقي نظرة فاحصة على مبدأ التشغيل وتصميم الماكينة، بالإضافة إلى اختلافاتها عن نظيرتها المتزامنة.

يعتمد تشغيل المحرك الكهربائي المتناوب على خاصية المجال المغناطيسي الذي يتفاعل مع المجالات الأخرى. لذا، إذا كان الحقل الأول موجودًا داخل الحقل الثاني، ويدور حول محوره، فسيبدأ أيضًا في الدوران. وقد تم إثبات هذه الظاهرة تجريبيا.

تم تركيب المغناطيس على شكل قوس بحيث يمكن تحريكه باستخدام المقبض. وتوضع أسطوانة مصنوعة من النحاس بين القطبين الشمالي والجنوبي. يمكن أن تدور.

إذا قمت بإدارة المقبض، سيبدأ المغناطيس في الدوران حول محوره. ولذلك، فإن التدفق المغناطيسي الذي يمر عبر الاسطوانة سوف يتغير. وهذا هو الشرط الأساسي لتكوين التيارات الدوامية داخل الاسطوانة نفسها. أ التيار الكهربائييخلق دائمًا مجالًا مغناطيسيًا حوله. تبدأ مجالات المغناطيس والأسطوانة بالتفاعل مع بعضها البعض، مما يؤدي إلى دوران هذه الأسطوانة في نفس اتجاه مغناطيس حدوة الحصان.

وبما أن دوران الأسطوانة هو نتيجة لتأثير المجال المغناطيسي الدوار، فإنها سوف تتأخر بمقدار معين، وهو ما يسمى الانزلاق. يتم حسابها باستخدام الصيغة (معبر عنها كنسبة مئوية):

حيث s هي الانزلاق، وn هي سرعة دوران المغناطيس الدائم (وتسمى متزامن)، وn 0 هي الأسطوانة النحاسية (وتسمى غير متزامنة). وهذا هو الفرق في هذه السرعات - شرط ضروريلتشغيل المحرك الكهربائي.

تصميم

أظهرت التجربة التي تم إجراؤها دوران الأسطوانة بسبب دوران المغناطيس الدائم. ولذلك، فإن التصميم ليس له الحق بعد أن يسمى محرك كهربائي. يجب تغييره بحيث يتم إنشاء المجال المغناطيسي اللازم لتدوير الدوار بواسطة الكهرباء. وهذا ممكن عند استخدام تيار ثلاثي الطور.

يتم تزويد الآلة غير المتزامنة بما يلي:

• الجزء الثابت.
• الدوار.
• المحور الذي يجلس عليه الدوار.

في الشكل، الحلقة الخارجية هي الجزء الثابت الحديدي للمحرك الكهربائي، وتتكون من مبيت بإطار ونواة حديدية. يوجد في أقطابها ثلاث لفات (H - البداية، K - النهاية). يتم الحفاظ على زاوية 120 درجة بين ملفين متجاورين. ويرتبط كل واحد منهم بواحدة من المراحل الحالية ثلاثية الطور.

يوجد داخل الحلقة الثابتة أسطوانة معدنية مثبتة على محور يمكن أن تدور حوله. هذا هو الدوار للمحرك غير المتزامن. يمكن أن تكون قصيرة الدائرة أو المرحلة.

يشبه هذا الجهاز قلبًا تم تجميعه من صفائح الفولاذ. بها أخاديد يتم فيها صب الألومنيوم في حالة ذوبان. يشكل المعدن قضبانًا قصيرة الدائرة بحلقات نهائية (ومن هنا الاسم). تتم مقارنة القفص السنجابي بالدوار الذي يشبه القفص السنجابي لأن لديهما تشابهًا خارجيًا.

مهم!بالنسبة للمحركات الكهربائية ذات دوارات القفص السنجابي عالية الطاقة، يتم صب النحاس بدلاً من الألومنيوم.

إن تصميم آلة غير متزامنة ذات دوار ملفوف أمر معقد. ومع ذلك، لديهم ميزة على الجهاز ذو الدائرة القصيرة. وهو يتألف من القدرة على تغيير سرعة الدوران بسلاسة.

دوار الطور عبارة عن عمود مركب على قلب مصفح لف ثلاث مراحل. وبهذه الطريقة يشبه تصميم الجزء الثابت. ترتبط بدايات اللفات بنمط النجمة، ويتم توصيل الأطراف باستخدام حلقات الانزلاق. وهي معزولة عن بعضها البعض وتقع على عمود الدوار.

لكي تتلامس الحلقات مع دوار الطور، يتم تزويد كل منها بزوج من الفرش المصنوعة من المعدن والجرافيت. يتم تثبيتها في حوامل خاصة تضغطها على الحلقات باستخدام الزنبركات.

في حالة دوار الجرح، يتم توصيل الملف ثلاثي الطور بمتغير البداية. ولذلك، يتم تشكيل مقاومة إضافية في الدائرة الكهربائية للدوار.

مبدأ التشغيل

سيساعدك الرسم البياني بالصورة أدناه على فهم مبدأ تشغيل المحرك غير المتزامن.

هناك 4 مواضع مظللة على الرسم البياني (أ، ب، ج، د)، ولكل منها رسم تخطيطي مناظر (أ، ب، ج أو د). ترتبط الخطوط بتيار الطور: l1 – الأولى، l2 – الثانية، l3 – المرحلة الثالثة. أثناء تشغيل المحرك الكهربائي تحدث التغييرات التالية:

• الموقف أ. القيمة الحالية في l1 هي 0، في l2 رقم سالب، في l3 موجب. في الرسم البياني، يُشار إلى الاتجاه الذي سيتدفق فيه التيار بواسطة الأسهم. سيتم إنشاء تدفق مغناطيسي، يمكن تحديد اتجاه خطوطه من خلال تطبيق القاعدة اليد اليمنى، يشكل القطب الجنوبي (المسمى Y) في نهاية قطب الملف الثالث داخل الجزء الثابت. في هذه الحالة، سيتم إنشاء قطب شمالي (C) على الملف الثاني. يشير هذا إلى أن خطوط التدفق المغناطيسي يتم توجيهها عبر الجزء المتحرك من الملف الثاني إلى الملف الثالث.
• الموقف ب. قيمة التيار المتردد في l2 هي 0، في l1 هو رقم موجب، في l3 هو سلبي. التدفق المغناطيسي الناتج في الملف الثابت الأول يخلق قطبًا جنوبيًا، وفي الثالث - قطبًا شماليًا. لذلك، فإنه يغير اتجاهه بمقدار 120 درجة تمامًا ويتم توجيهه عبر الجزء المتحرك من الملف الثالث إلى الملف الأول.
• الموقف في. قيمة التيار المتردد في l3 هي 0، في l2 هو رقم موجب، في l1 هو سلبي. الآن يتوافق القطب الشمالي مع الملف الأول، والقطب الجنوبي مع الملف الثاني. وهذا يعني أن التدفق المغناطيسي قد تحول مرة أخرى إلى 120 درجة ويمر الآن عبر الدوار من الملف الأول إلى الملف الثاني.
• الموقف د. جميع قيم التيار المتردد في كل مرحلة، وكذلك اتجاه التدفق المغناطيسي، تتوافق مع الموضع أ.

يمكن ملاحظة أن تشغيل محرك كهربائي غير متزامن ممكن بسبب التغير في اتجاه التيار المتردد في اللفات الجزء الثابت. ستتوافق كل فترة من تغير التيار مع دورة واحدة من التدفق المغناطيسي، مما يؤدي إلى دوران الجزء المتحرك. ولا يهم كيفية توصيل اللفات، نجمة أو مثلث.

آلات غير متزامنة أحادية الطور

عادةً ما يتم تشغيل الآلة غير المتزامنة بواسطة تيار متردد ثلاثي الطور. ولكن تم تطويره محرك أحادي الطور. وهو أقل شيوعًا لأنه يتمتع بقدرة منخفضة ويتطلب قوة إضافية للتسريع.

جهاز أحادي الطور محرك كهربائييتضمن ملف عمل واحد. ولهذا السبب يطلق عليه مرحلة واحدة. ولكنها في الأساس عبارة عن آلة ذات مرحلتين تعمل نظرًا لحقيقة أنه أثناء بدء التشغيل يتم تضمين ملف مساعد أو بدء التشغيل في الدائرة.

تم تجهيز المحرك أحادي الطور بدوار قفص السنجاب. هذه إحدى المزايا - بساطة التصميم. ومع ذلك، فإن المحرك الكهربائي أحادي الطور له عيب - عدم وجود عزم دوران بدء التشغيل وانخفاض الكفاءة.

يؤدي تدفق التيار المتردد أحادي الطور إلى إنشاء مجال مغناطيسي يتكون من مجالين: سعتهما متساوية، لكنهما يدوران في اتجاهين متعاكسين. عندما يكون الدوار في حالة سكون، تولد هذه المجالات عزم دوران متساويًا في المقدار. ولكن بما أن علاماتهم مختلفة، فإن النتيجة عزم الدوران البدايةيساوي الصفر. ولذلك يبقى الدوار ثابتا. لكن إذا جعلته يدور باستخدام قوة إضافية، سيتشكل الانزلاق بين الحقلين - وهو اختلاف في اللحظات. سوف تسود اللحظة التي يتم توجيهها في اتجاه دوران الدوار. ومن ثم يمكن إيقاف الحركة القسرية لها: مزيد من العملالمقدمة عن طريق الانزلاق.

الاختلافات بين المحركات غير المتزامنة والمتزامنة

تم تجهيز معظم آلات التيار المتردد غير المتزامنة بدوار قفص السنجاب بدلاً من دوار الطور. اختلافاتهم عن المحركات المتزامنة:

• طاقة منخفضة
• جهاز بسيط
• تكلفة منخفضة
• زيادة عمر الخدمة بسبب عدم وجود فرش.
• تحكم معقد في السرعة (ولكن لا حاجة للمحولات).

تختلف النماذج ذات الدوار المجروح عن نماذج القفص السنجابي جهاز معقدولكن القدرة على تنظيم السرعة بسلاسة. تكلفتها وقوتها أعلى، ولكن الفرش غالبًا ما تبلى.

تُستخدم المحركات الكهربائية من النوع غير المتزامن على نطاق واسع في شبكات إمداد الطاقة ثلاثية الطور وأحادية الطور. يتم استخدامها في الصناعة والمنزل. ولكن فقط كمحرك، في وضع المولد، تنتج الآلات المتزامنة أفضل أداء.