يتم تطبيق الجهد U 1 على المرحلة اللفات الجزء الثابت، تتم موازنةه بواسطة EMF E 1 الرئيسي وتسرب EMF وانخفاض الجهد عبر المقاومة النشطة لملف الجزء الثابت:

في ملف الدوار، ستبدو معادلة مماثلة كما يلي:

ولكن بما أن ملف الدوار مغلق، فإن الجهد U 2 = 0، وإذا أخذنا في الاعتبار أيضًا أن E 2s = SE 2 و x 2s = Sx 2، فيمكن إعادة كتابة المعادلة على النحو التالي:

المعادلة الحالية للمحرك غير المتزامن تكرر معادلة مماثلة للمحول:

28 عزم الدوران للمحرك غير المتزامن

يتم إنشاء عزم الدوران في المحرك غير المتزامن من خلال تفاعل تيار الدوار مع المجال المغناطيسي للآلة. يمكن التعبير عن عزم الدوران رياضياً من حيث القوة الكهرومغناطيسية للآلة:

أين ث 1 =2pn 1 /60 - التردد الزاوي لدوران المجال. وبدورها، ن 1 = و 1 60/ر، ثم

دعونا نعوض في الصيغة م 1 تعبير رم= فe2/سوبالقسمة على 9.81 نحصل على:

معادلة عزم دوران المحرك التعريفي

ويترتب على ذلك أن عزم دوران المحرك يتناسب مع الخسائر الكهربائية في الدوار. دعونا نستبدل القيمة الحالية في الصيغة الأخيرة أنا 2 ’ :

نحصل على معادلة عزم الدوران للمحرك غير المتزامن:

أين ش 1 - جهد الطور للملف الثابت.

29 .الخصائص الميكانيكية للمحركيسمى اعتماد سرعة الدوار على عزم الدوران على العمود n = f (M2). نظرًا لأن عزم عدم التحميل صغير تحت الحمل، فإن M2 ≈ M و الخصائص الميكانيكيةويمثلها الاعتماد n = f (M). إذا أخذنا في الاعتبار العلاقة s = (n1 - n) / n1، فيمكن الحصول على الخاصية الميكانيكية من خلال تقديم اعتمادها الرسومي في الإحداثيات n وM (الشكل 1).

أرز. 1. الخصائص الميكانيكية محرك غير متزامن

الخصائص الميكانيكية الطبيعية للمحرك التعريفييتوافق مع الدائرة الرئيسية (الشهادة) لاتصالها والمعلمات الاسمية لجهد الإمداد. الخصائص الاصطناعيةيتم الحصول عليها إذا تم تضمين أي عناصر إضافية: المقاومات والمفاعلات والمكثفات. عندما يتم تشغيل المحرك بجهد غير مقدر، تختلف الخصائص أيضًا عن الخصائص الميكانيكية الطبيعية.

الخصائص الميكانيكية مريحة للغاية و اداة مفيدةعند تحليل الأوضاع الثابتة والديناميكية للمحرك الكهربائي.

30 الخصائص الميكانيكية والتنظيم الذاتي للمحرك. ربط الرسم البياني الكميات الميكانيكية- السرعة وعزم الدوران، تسمى الخاصية الميكانيكية للمحرك غير المتزامن (الشكل 7) n = ƒ(M). التنظيم الذاتي للمحرك غير المتزامن هو كما يلي. دع المحرك يعمل بثبات في بعض الأوضاع، مما يؤدي إلى تطوير السرعة n1 وعزم الدوران M1. مع الدوران الموحد، يكون عزم الدوران هذا مساويًا لعزم دوران الكبح M t1، أي. م1=م ت 1, n1= كونسيت. ستؤدي زيادة عزم الكبح إلى M2 إلى انخفاض سرعة الماكينة، لأن عزم الكبح سيصبح أكبر من عزم الدوران. ومع انخفاض السرعة، يزداد الانزلاق، مما يؤدي بدوره إلى زيادة القوة الدافعة الكهربية والتيار في العضو الدوار. وهذا يزيد من عزم دوران المحرك. تنتهي هذه العملية عندما يصبح عزم الدوران M2 الذي طوره المحرك مساوياً لـ M ت 2. في هذه الحالة، يتم ضبط سرعة الدوران على أقل من n1. تسمى خاصية إنشاء التوازن تلقائيًا بين الكبح وعزم الدوران التنظيم الذاتي.

على طاولة المختبر، يتم تحميل المحرك بفرامل كهربائية، تتكون من مغناطيس كهربائي، في الفجوة التي يدور فيها القرص المثبت على عمود المحرك. عن طريق تغيير الجهد الذي يغذي ملف المغناطيس الكهربائي بمقبض المحول الذاتي، يمكنك تغيير قوة الكبح، التي تساوي لحظة: M BRAKE = F r (N m)

حيث F هي القوة (القوة) المؤثرة على محيط البكرة، (N)؛

r هو نصف قطر البكرة ويساوي 0.18 م صافي القدرة على عمود المحرك:

أين ن- سرعة دوران المحرك، دورة في الدقيقة.

حيث ƒ هو تردد الشبكة (يساوي 50 هرتز)،

ر- عدد أزواج أقطاب الملف الثابت (يساوي 2).

ن 1 - سرعة الدوران المتزامنة حقل مغناطيسي.

يتم تحديد سرعة دوران المحرك باستخدام مقياس سرعة الدوران. يتم حساب الانزلاق باستخدام الصيغة:

31 خصائص الأداءتسمى اعتمادات الطاقة التي يستهلكها المحرك، والاستهلاك الحالي I، وعامل الطاقة، وسرعة دوران المحرك، والكفاءة وعزم الدوران M على قوة المحرك المفيدة التي يتم توصيلها إلى العمود. تحدد خصائص الأداء الخصائص التشغيلية الأساسية للمحرك غير المتزامن. تظهر خصائص الأداء للمحرك غير المتزامن ذو القدرة المتوسطة في الشكل. 8.8. يتم شرح سلوكهم بالطريقة الآتية. عند الأحمال المنخفضة، التيار الذي يستهلكه المحرك I (التيار حركة خاملة) يمكن أن تتراوح من 20 إلى 70٪ من التيار المقنن. مع زيادة الحمل، يزداد التيار في الدائرة الدوارة، مما يؤدي إلى زيادة متناسبة تقريبًا في التيار أنافي الدائرة الساكنة.

الشكل 8.8 عزم دوران المحرك () يتناسب أيضًا تقريبًا مع الحمل، ولكن عند الأحمال العالية، يتعطل خطي الرسم البياني إلى حد ما بسبب انخفاض سرعة دوران المحرك. تعبر خاصية الأداء عن العلاقة بين الطاقة التي طورها المحرك وتحول الطور بين تيار الجزء الثابت والجهد. يستهلك المحرك غير المتزامن، مثل المحول، التيار I من الشبكة، والذي يكون خارج الطور بشكل كبير مع الجهد المطبق. على سبيل المثال، في وضع الخمول. مع زيادة الحمل على عمود المحرك، تزداد المكونات النشطة للعضو الدوار وتيارات الجزء الثابت . تم الوصول إلى الحد الأقصى للقيمة عند .

مع زيادة أخرى، سوف تنخفض القيمة قليلا. يتم تفسير ذلك من خلال زيادة الانزلاق، مما يؤدي إلى زيادة في تفاعل ملف الدوار، وبالتالي، تحول الطور . معيزيد و، أي. سوف يتناقص.

يتم شرح سلوك خاصية التشغيل على النحو التالي. يتم تحديد قيمة الكفاءة بنسبة الطاقة المفيدة إلى الطاقة المستهلكة من الشبكة.

الكمية تسمى فقدان الطاقة. بالإضافة إلى الخسائر في الجزء الثابت والفولاذ الدوار بسبب انعكاس المغنطة والتيارات الدوامة، والتي يمكن اعتبارها مع الخسائر الميكانيكية ثابتة، يوجد في المحرك غير المتزامن خسائر في النحاس , أولئك. في اللفات الجزء الثابت والدوار، والتي تتناسب مع مربع التيار المتدفق، وبالتالي، تعتمد على الحمل. أثناء عملية عدم التحميل، كما هو الحال في المحول، تسود الخسائر في الفولاذ، حيث أن a يساوي تيار عدم التحميل، وهو صغير. عند الأحمال الصغيرة على العمود، تظل الخسائر في النحاس صغيرة، وبالتالي يتم تحديد الكفاءة بواسطة الصيغة (8.5)

مع الزيادة، فإنه يزيد أولا بشكل حاد. عندما تصبح الخسائر الثابتة مساوية للخسائر المعتمدة على الحمل , كفاءة يصل إلى قيمته القصوى. ومع زيادة الحمل بشكل أكبر، تزيد خسائر الطاقة المتغيرة بشكل كبير، مما يؤدي إلى زيادة الكفاءة. يتناقص بشكل ملحوظ. طبيعة الإدمان ) يمكن تفسيره من العلاقة . إذا كانت الكفاءة كانت ثابتة، فستكون هناك علاقة خطية بين و. ولكن منذ الكفاءة يعتمد على وهذا الاعتماد يزداد بشكل حاد في البداية، ومع زيادة أخرى في الحمل يتغير بشكل طفيف، ثم المنحنى ) في البداية ينمو ببطء ثم ينمو بشكل حاد.

32 في أي دائرة كهربائيةيجب أن يكون مجموع قوى جميع مصادر الطاقة الكهربائية مساوياً لمجموع قوى جميع المستقبلات والعناصر المساعدة. بعد أن حصلنا مسبقًا على تعبيرات القوة، يمكننا كتابتها منظر عاممعادلة توازن الطاقة لأي دائرة كهربائية:

Σ ه → أنا → + Σ ش ← أنا → = Σ ه ← أنا → + Σ ش → أنا → + Σ أنا 2 ص.

يمكن كتابة المعادلة (1.35) للاتجاهات الفعلية للمجال الكهرومغناطيسي والجهود والتيارات، وللحالة التي يتم فيها اختيار اتجاهات موجبة لبعضها بشكل تعسفي. في الحالة الأولى، ستكون جميع الحدود فيها موجبة وستكون العناصر المقابلة لها في الدائرة في الواقع مصادر أو مستقبلات للطاقة الكهربائية. إذا تمت كتابة بعض المصطلحات مع الأخذ في الاعتبار الاتجاهات الإيجابية المختارة بشكل تعسفي، فيجب اعتبار العناصر المقابلة بمثابة مصادر ومستقبلات مفترضة. نتيجة للحساب أو التحليل، قد يكون بعضها سلبيا. وهذا يعني أن بعض المصادر المفترضة هي في الواقع مستقبلة، وبعض المستقبلات المفترضة هي في الواقع مصدر.

33 بدء تشغيل محرك غير متزامنتكون مصحوبة بعملية عابرة للآلة مرتبطة بانتقال الدوار من حالة السكون إلى حالة الدوران المنتظم، حيث يوازن عزم دوران المحرك لحظة قوى المقاومة على عمود الماكينة. عند بدء تشغيل محرك غير متزامن، هناك استهلاك متزايد للطاقة الكهربائية من شبكة الإمداد، والذي يتم إنفاقه ليس فقط على التغلب على عزم الكبح المطبق على العمود وتغطية الخسائر في المحرك غير المتزامن نفسه، ولكن أيضًا على نقل طاقة حركية معينة إلى الأجزاء المتحركة من وحدة الإنتاج. لذلك، عند البدء، يجب على المحرك غير المتزامن تطوير عزم دوران متزايد. ل محرك غير متزامن مع الدوار الجرح يعتمد عزم الدوران الأولي المتوافق مع الانزلاق sp = 1 على المقاومة النشطة للمقاومات القابلة للتعديل المدخلة في الدائرة الدوارة.

أرز. 1. بدء تشغيل محرك غير متزامن ثلاثي الطور باستخدام دوار ملفوف: أ - رسوم بيانية لاعتماد عزم دوران المحرك مع دوار ملفوف على الانزلاق عند مقاومات نشطة مختلفة في دائرة الدوار، ب - رسم تخطيطي لإدراج المقاومات وإغلاق اتصالات التسارع في الدائرة الدوارة. لذلك، مع اتصالات التسارع المغلقة U1، U2، أي عند بدء تشغيل محرك غير متزامن مع حلقات انزلاق قصيرة الدائرة، فإن عزم الدوران الأولي Mn1 = (0.5 -1.0) Mnom، والعزم الأولي بدءا الحالي Iп = (4.5 - 7) إينوم وأكثر. انخفاض عزم الدوران الأولي محرك كهربائي غير متزامنمع دوار الجرح قد لا يكون كافيًا لقيادة وحدة الإنتاج وتسارعها اللاحق، وسيؤدي تيار البدء الكبير إلى زيادة التسخين اللفات الحركية، مما يحد من تكرار تشغيله، وفي الشبكات منخفضة الطاقة يؤدي إلى انخفاض مؤقت في الجهد، وهو أمر غير مرغوب فيه لتشغيل أجهزة الاستقبال الأخرى. قد تكون هذه الظروف هي السبب الذي يحول دون استخدام المحركات غير المتزامنة مع دوار ملفوف بتيار بدء كبير لتشغيل آليات التشغيل. إن إدخال مقاومات قابلة للتعديل، تسمى مقاومات البدء، في دائرة دوار المحرك لا يقلل فقط من تيار البدء الأولي، بل يزيد في الوقت نفسه من عزم الدوران الأولي، والذي يمكن أن يصل إلى الحد الأقصى لعزم الدوران Mmax (الشكل 1، أ، المنحنى 3) )، إذا كان الانزلاق الحرج للمحرك الدوار الملفوف هو skr = (R2" + Rd") / (X1 + X2") = 1، حيث Rd" هي المقاومة النشطة للمقاوم الموجود في طور دوار المحرك اللف ، تم تخفيضه إلى مرحلة اللف الثابت. إن الزيادة الإضافية في المقاومة النشطة لمقاوم البداية غير عملية، لأنها تؤدي إلى إضعاف عزم الدوران الأولي ونقطة الحد الأقصى لعزم الدوران الذي يدخل المنطقة المنزلقة s > 1، مما يلغي إمكانية تسارع الدوار. يتم تحديد المقاومة النشطة المطلوبة للمقاومات لبدء تشغيل محرك ملفوف دوار بناءً على متطلبات البدء، والتي يمكن أن تكون سهلة عندما يكون Mn = (0.1 - 0.4) Mn، عاديًا إذا كان Mn - (0.5 - 0.75) Mn، وثقيلًا عندما Mn ≥ المنغنيز. للحفاظ على عزم دوران كبير بما فيه الكفاية بواسطة محرك دوار أثناء تسريع وحدة الإنتاج من أجل تقليل المدة عملية الانتقالولتقليل تسخين المحرك، من الضروري تقليل المقاومة النشطة لمقاومات البداية تدريجيًا. يتم تحديد التغير المسموح به في عزم الدوران أثناء التسارع M(t) من خلال الظروف الكهربائية والميكانيكية التي تحد من الحد الأقصى لعزم الدوران M > 0.85 Mmax، ولحظة التبديل M2 > > Ms (الشكل 2)، وكذلك التسارع.

أرز. 2. خصائص البدء لمحرك غير متزامن ثلاثي الطور مع دوار ملفوف. يتم ضمان تبديل مقاومات البدء عن طريق التبديل بالتناوب على قواطع التسارع Y1 و Y2 على التوالي ، في بعض الأحيان t1 و t2 تحسب من لحظة بدء تشغيل المحرك ، عندما يصبح عزم الدوران M أثناء التسارع مساوياً لحظة التبديل M2. بفضل هذا، طوال فترة بدء التشغيل، تكون جميع لحظات الذروة هي نفسها وجميع لحظات التبديل متساوية مع بعضها البعض. نظرًا لأن عزم الدوران والتيار للمحرك غير المتزامن مع الدوار الجرحي مرتبطان بشكل متبادل، فمن الممكن، عند تسريع الدوار، ضبط حد الذروة الحالي I1 = (1.5 - 2.5) Inom وتيار التبديل I2، والذي يجب أن يضمن لحظة التبديل M2> Mc. يتم دائمًا فصل المحركات غير المتزامنة ذات الدوار الملفوف من شبكة الإمداد مع دائرة قصر للدوار، وذلك لتجنب حدوث جهد زائد في مراحل لف الجزء الثابت، والذي يمكن أن يتجاوز الجهد المقنن لهذه المراحل بمقدار 3 - 4 مرات إذا كانت دائرة الدوار مفتوحة لحظة إطفاء المحرك.

34 تنظيم التردد.تسمح طريقة التحكم في السرعة هذه باستخدام المحركات غير المتزامنة الأكثر موثوقية والأرخص الدوار قفص السنجاب. ومع ذلك، لتغيير تردد جهد الإمداد، يلزم وجود مصدر للتيار الكهربائي بتردد متغير. كما هو الأخير، يتم استخدام إما مولدات متزامنة ذات سرعات متغيرة، أو محولات التردد - آلة كهربائية أو ثابتة، مصنوعة على صمامات أشباه الموصلات التي يتم التحكم فيها (الثايرستور). حاليا، محولات التردد لديها تماما دائرة معقدةوالتكلفة العالية نسبيا. ومع ذلك، فإن التطور السريع لتكنولوجيا أشباه موصلات الطاقة يتيح لنا أن نأمل في مزيد من التحسين لمحولات التردد، مما يفتح آفاق الاستخدام الواسع النطاق لتنظيم التردد. ويرد وصف تفصيلي لقوانين التحكم في تنظيم التردد وتحليل تشغيل محرك غير متزامن عند تشغيله بواسطة محول التردد في الفقرتين 4.13 و4.14. التنظيم عن طريق تغيير عدد الأعمدة.تتيح لك هذه اللائحة الحصول على تغيير تدريجي في سرعة الدوران. في التين. 4.35 معروض أبسط مخطط(لمرحلة واحدة)، مما يسمح لك بمضاعفة عدد أقطاب ملف الجزء الثابت. للقيام بذلك، يتم تقسيم كل مرحلة من مراحل ملف الجزء الثابت إلى جزأين، يتم تحويلهما من اتصال متسلسل إلى اتصال متوازي. ومن الشكل يتضح ذلك عند توصيل الملفين 1-2 و3-4 إلى فرعين متوازيين، ينخفض ​​عدد الأقطاب إلى النصف، وبالتالي يتضاعف تردد دوران المجال المغناطيسي.عند التبديل، يتم تقليل عدد المنعطفات المتصلة على التوالي في كل مرحلة إلى النصف، ولكن بما أن سرعة الدوران تتضاعف، فإن القوة الدافعة الكهربية المستحثة في الطور تظل دون تغيير. وبالتالي يمكن توصيل المحرك بالشبكة بنفس الجهد في كلا السرعتين. من أجل تجنب التبديل في لف الدوار، يتم تنفيذ هذا الأخير دائرة قصيرة. إذا كنت بحاجة إلى ثلاثة أو أربعة ترددات دوران، فسيتم وضع لف آخر على الجزء الثابت، عند تبديله، يمكنك الحصول على ترددين إضافيين. تسمى المحركات غير المتزامنة مع تبديل عدد الأعمدة متعدد السرعات. التنظيم من خلال تضمين مقاومة متغيرة في دائرة الدوار. عندما يتم توصيل مقاومات نشطة إضافية بدائرة الدوار رتحويلة 1, رتحويلة 2, ر ext3 وغيرها يتغير شكل التبعية م = و (ق)والخصائص الميكانيكية ن 2 = و(م)المحرك (الشكل 4.37، أ). وفي الوقت نفسه، لحظة تحميل معينة من مباراة قسيمة س 1 ، س 2 ، س 3 ، ...، أعظم من الانزلاق س e، عندما يعمل المحرك بخاصية طبيعية (مع رتحويلة = 0). ونتيجة لذلك، تنخفض سرعة المحرك في الحالة المستقرة من ن هقبل ص 1 ص 2 ، ص 3 ،... (الشكل 4.37، ب). لا يمكن استخدام طريقة التحكم هذه إلا في المحركات الدوارة. يسمح لك بتغيير سرعة الدوران بسلاسة على نطاق واسع. عيوبه هي: أ) خسائر كبيرة في الطاقة في مقاومة متغيرة التحكم؛ ب) الخصائص الميكانيكية "الناعمة" المفرطة للمحرك مع المقاومة العالية في الدائرة الدوارة. في بعض الحالات، يكون هذا الأخير غير مقبول، لأن التغيير الطفيف في عزم الدوران يتوافق مع تغيير كبير في سرعة الدوران.

35 مولد غير متزامنهي آلة كهربائية غير متزامنة (محرك كهربائي) تعمل في وضع المولد. بمساعدة محرك القيادة (في حالتنا، محرك توربيني)، يدور الدوار للمولد الكهربائي غير المتزامن في نفس اتجاه المجال المغناطيسي. في هذه الحالة، يصبح انزلاق الدوار سلبيًا، ويظهر عزم الكبح على عمود الآلة غير المتزامنة، ويقوم المولد بنقل الطاقة إلى الشبكة. من أجل الإثارة القوة الدافعة الكهربائيةتستخدم دائرة الخرج الخاصة بها المغنطة المتبقية للدوار. وتستخدم المكثفات لهذا الغرض. المولدات غير المتزامنة ليست عرضة للدوائر القصيرة. المولد غير المتزامن أبسط من المولد المتزامن (على سبيل المثال مولد السيارة): إذا كان الأخير يحتوي على ملفات حثية موضوعة على الدوار، فإن دوار المولد غير المتزامن يشبه دولاب الموازنة العادي. يتمتع هذا المولد بحماية أفضل من الأوساخ والرطوبة، كما أنه أكثر مقاومة دائرة مقصورةوالأحمال الزائدة، والجهد الناتج للمولد الكهربائي غير المتزامن لديه درجة أقل من التشويه غير الخطي. وهذا يسمح باستخدام المولدات غير المتزامنة ليس فقط لإمدادات الطاقة الأجهزة الصناعية، والتي ليست حاسمة لشكل جهد الدخل، ولكن توصيل المعدات الإلكترونية. إنه المولد الكهربائي غير المتزامن الذي يعتبر مصدر التيار المثالي للأجهزة ذات الأحمال النشطة (الأومية): السخانات الكهربائية، محولات اللحام، المصابيح المتوهجة, الأجهزة الإلكترونية، هندسة الكمبيوتر والراديو. مزايا المولد غير المتزامن. وتشمل هذه المزايا عامل واضح منخفض (العامل التوافقي)، الذي يميز الوجود الكمي للتوافقيات الأعلى في جهد الخرج للمولد. تسبب التوافقيات العالية دورانًا غير متساوٍ وتسخينًا غير ضروري للمحركات الكهربائية. يمكن أن يكون للمولدات المتزامنة عامل تصفية يصل إلى 15%، ولا يتجاوز عامل تصفية المولد الكهربائي غير المتزامن 2%. وبالتالي، فإن المولد الكهربائي غير المتزامن ينتج طاقة مفيدة فقط تقريبًا. ميزة أخرى للمولد الكهربائي غير المتزامن هي أنه يفتقر تمامًا إلى اللفات الدوارة والأجزاء الإلكترونية الحساسة للتأثيرات الخارجية وغالبًا ما تكون عرضة للتلف. لهذا مولد غير متزامنإنه قابل للارتداء قليلاً ويمكن أن يخدم لفترة طويلة جدًا. يبلغ خرج مولداتنا على الفور 220/380 فولت تيار متردد، والتي يمكن استخدامها مباشرة للأجهزة المنزلية (على سبيل المثال، السخانات)، لشحن البطاريات، للتوصيل بمنشرة، وكذلك للتشغيل المتوازي مع شبكة تقليدية. وفي هذه الحالة ستدفع الفرق بين ما يستهلك من الشبكة وما تولده الطاحونة. لأن ينتقل الجهد مباشرة إلى المعلمات الصناعية، فلن تحتاج إلى محولات مختلفة (العاكسات) عند توصيل مولد الرياح مباشرة بحملك. على سبيل المثال، يمكنك الاتصال مباشرة بمنشرة، وفي حالة وجود الرياح، يمكنك العمل كما لو كنت متصلاً بشبكة 380 فولت. كما هو معروف، لتقليل وقت الكبح عند إيقاف آلات وآليات الإنتاج، غالبا ما تستخدم الفرامل الميكانيكية. يؤدي تقليل وقت الكبح، خاصة في حالة دورة العمل القصيرة، إلى زيادة كبيرة في إنتاجية الآلات والآليات. تتمثل عيوب الفرامل الميكانيكية في التآكل السريع لأسطح الاحتكاك، والتعقيد والحاجة إلى التعديل الدوري لقوة الكبح، والحاجة إلى مساحة إضافية لاستيعاب الفرامل واتصالها بالآلية. يتم التخلص من جميع العيوب المذكورة إذا، لهذه الأغراض، بدلا من الفرامل الميكانيكية، يتم استخدام خصائص المحركات الكهربائية للعمل في أوضاع الكبح، أي العمل بشكل أساسي كمولد وتطوير ليس دورانا، ولكن عزم دوران الكبح. في العديد من آلات الرفع والنقل (الرافعات، المصاعد، السلالم المتحركة، إلخ)، حيث تكون الحركة تحت تأثير الجاذبية ممكنة، يتم ضمان سرعة ثابتة وثابتة لخفض الأحمال باستخدام عزم دوران الكبح للمحرك الكهربائي. محركات كهربائية التيار المباشريمكن أن تعمل في ثلاثة أوضاع الكبح:

في وضع مكافحة التبديل.

في وضع المولد مع إخراج الطاقة إلى الشبكة؛

في وضع الكبح الديناميكي.

في أي من أوضاع الكبح، يعمل المحرك الكهربائي كمولد، حيث يحول، على سبيل المثال، الطاقة الحركية للأجزاء المتحركة أو الطاقة الكامنة للحمل المخفض إلى طاقة كهربائية.

36 عند عكس المحرك أثناء التحرك عن طريق تبديل المفتاح، يتم أولاً إبطاء المحرك من سرعة معينة إلى الصفر، ثم يتم تسريعه في الاتجاه الآخر. يمكن أيضًا استخدام مثل هذا الكبح للفرملة أثناء ما يسمى مكافحة الإدماج. مع مثل هذا الرجوع أو الكبح، تحدث تيارات كبيرة في محرك غير متزامن مع دوار قفص السنجاب. لذلك، بناءً على ظروف التسخين لهذه المحركات، فإن عدد الانعكاسات في الساعة لا يزيد عن العشرات. للحد من التيارات وزيادة عزم الدوران، يتم إدخال مقاومة في دائرة دوار الطور لمحرك غير متزامن. دعونا نفكر في ثلاث طرق رئيسية للفرملة الكهربائية للمحركات غير المتزامنة. الكبح عن طريق طريقة التبديل المعاكس، كما هو مذكور، يتم إنتاجه عند تشغيل المحرك أثناء التنقل. في هذه الحالة، يدور المجال المغناطيسي في الاتجاه المعاكس بالنسبة لاتجاه دوران المحرك، ويتم كبح عزم دوران المحرك - فهو يعمل عكس اتجاه الدوران. فرملة المولد يحدث عندما يتم تحويل محرك متعدد السرعات أثناء التنقل من سرعة أعلى إلى سرعة أقل، أي. عند تحويل الآلة من عدد أقل من الأعمدة إلى عدد أكبر. وفي اللحظة الأولى للتبديل يتبين أن سرعة المحرك أكبر بكثير من سرعة مجاله، أي أن الانزلاق يصبح سلبيا وتتحول الآلة إلى العمل كمولد. يحدث الكبح مع تحويل الطاقة الحركية للأجزاء الدوارة إلى طاقة كهربائية، والتي يتم إرسالها إلى الشبكة، مطروحًا منها الخسائر في الجهاز. يمكن أيضًا استخدام فرملة المولد في المصعد عند خفض حمولة ثقيلة، مما يؤدي إلى تسريع المحرك إلى سرعة تتجاوز السرعة المتزامنة؛ ثم تبدأ الآلة في إطلاق الطاقة المنقولة إليها عن طريق الحمل التنازلي إلى الشبكة. الكبح في وضع تشغيل المولد ممكن فقط عند السرعة الفائقة التزامن. إذا كان لا بد من إيقاف المحرك عند نهاية الفرملة، فيجب عليك في نهاية الفرملة التبديل إلى الفرملة الميكانيكية أو نوع آخر من الفرملة الكهربائية (الديناميكية، الخلفية). إذا لزم الأمر، لا يمكن تأمين الموضع في النهاية إلا باستخدام فرامل ميكانيكية. في الكبح الديناميكي يتم فصل لف الجزء الثابت للمحرك شبكة ثلاثية الطورومتصل بشبكة تيار متردد مباشر أو أحادي الطور. في هذه الحالة، هناك طرق مختلفة لربط مراحل لف الجزء الثابت. يخلق ملف الجزء الثابت، المدعوم بالتيار المباشر، مجالًا مغناطيسيًا ثابتًا. تمامًا كما هو الحال أثناء التشغيل العادي للمحرك، يقوم مجاله الدوار بسحب الدوار معه، فإن المجال الثابت أثناء الكبح الديناميكي يتسبب في توقف الدوار بسرعة. تتحول الطاقة الحركية للأجزاء الدوارة إلى حرارة تنطلق في الدائرة الدوارة بسبب التيارات المستحثة فيها بواسطة مجال الجزء الثابت. يتم ضمان الكبح السلس من خلال تنظيم الجهد عند أطراف الجزء الثابت، كما يمكن أيضًا تنظيم عزم فرملة المحرك المزود بدوار ملفوف بواسطة مقاومة متغيرة في دائرة الجزء الدوار. عيب الكبح الديناميكي هو أنه يتطلب مصدر تيار مستمر منخفض الجهد.

37 آلة متزامنةهي آلة كهربائية تعمل بالتيار المتردد، وسرعة دوارها تساوي سرعة دوران المجال المغناطيسي في الفجوة الهوائية. الأجزاء الرئيسية للآلة المتزامنة هي المحرك والمحث. التصميم الأكثر شيوعًا هو الذي يقع فيه عضو الإنتاج على الجزء الثابت، ويقع المحث على الدوار مفصولاً عنه بفجوة هوائية. يتكون المحرك من واحد أو أكثر من ملفات التيار المتردد. في المحركات، تقوم التيارات المحقونة في عضو الإنتاج بإنشاء مجال مغناطيسي دوار، والذي يتشابك مع مجال المحرِّض وبالتالي يحدث تحويل الطاقة. يؤثر مجال عضو الإنتاج على مجال المحرِّض ولذلك يُسمى أيضًا مجال رد فعل حديد التسليح. في المولدات، يتم إنشاء مجال رد فعل حديد التسليح التيارات المتناوبةالناجم في حديد التسليح متعرجا من مغو. يتكون المحث من أقطاب - مغناطيسات كهربائية ذات تيار مباشر أو مغناطيس دائم (في الآلات الدقيقة). المحاثات من الآلات المتزامنة لها اثنان تصاميم مختلفة: القطب البارز أو غير البارز. تتميز آلة القطب البارز بكون الأقطاب واضحة ولها تصميم مشابه لأقطاب آلة التيار المستمر. مع تصميم القطب غير البارز، يتم وضع ملف الإثارة في أخاديد قلب المحث، وهو مشابه جدًا لملف دوارات الآلات غير المتزامنة مع دوار الجرح، مع الاختلاف الوحيد الذي يوجد بين القطبين مساحة تركت خالية من الموصلات (ما يسمى أسنان كبيرة). تُستخدم تصميمات الأعمدة غير البارزة في الآلات عالية السرعة لتقليل الحمل الميكانيكي على الأعمدة. لتقليل المقاومة المغناطيسية، أي لتحسين مرور التدفق المغناطيسي، يتم استخدام النوى المغناطيسية للدوار والجزء الثابت. في الأساس، فهي عبارة عن هيكل مصفح مصنوع من الفولاذ الكهربائي (أي يتم تجميعه من صفائح منفصلة). يحتوي الفولاذ الكهربائي على عدد من الخصائص المثيرة للاهتمام. من بين أمور أخرى، يحتوي على نسبة عالية من السيليكون من أجل زيادة مقاومته الكهربائية وبالتالي تقليل التيارات الدوامة.

إن عمل المجال المغناطيسي على ملف يحمل تيارًا يسمح باستخدامه لتحديد وحدة الحث المغناطيسي.يشير دوران الملف في المجال المغناطيسي إلى وجود قوتين على الأقل تؤثر عليه. سيتم تطبيق نتائج هذه القوى عند النقطتين A و B (الشكل 6.8). عزم الدوران، التي تعمل على المنعطف، ستكون مساوية لمنتج إحدى هذه القوى Fلكل نصف قطر بدوره ص.لا يجب حساب هذه اللحظة. يمكن قياسه باستخدام زنبرك لولبي أو أي جهاز آخر لقياس عزم الدوران متصل بالملف.

أظهرت التجارب أن الملف الذي يمر به تيار في مجال مغناطيسي يدور دائمًا بحيث يكون اتجاهه الطبيعي نيتزامن مع اتجاه الحث المغناطيسي للمجال قيد الدراسة ب.من الواضح أنه في هذه الحالة سيكون عزم الدوران صفراً. سيكون لها قيمة قصوى عندما تكون الزاوية بين الحث المغناطيسي بوعادي نسيكون مساوياً لـ 90 درجة.

يمكن تحديد الحث المغناطيسي من خلال تأثير قوة المجال المغناطيسي على التيار السادس مع التيار.

دون تغيير القوة الحالية في الموصل، ندرس كيفية اعتماد القيمة أقصى عزم دورانعلى معلمات الملف.

بعد وضع الملف على مسافة معينة من الموصل الذي يحمل التيار، نقيس الحد الأقصى لعزم الدوران ماكسلقيمة حالية معينة في المنعطف أنا 1. دعونا نضاعف التيار في المنعطف. في أنا 2 = 2أنا 1الحد الأقصى للحظة الميكانيكية سيكون مساوياً لـ م ماكس 2 = 2م ماكس 1. وسوف نلاحظ نفس الشيء عندما يزيد التيار بمقدار 3، 4، 5 مرات. هكذا، الحد الأقصى لقيمة عزم الدوران، الذي يعمل على الملف مع التيار، سيكون يتناسب مع التيار في بدوره

م ماكس ~أنا فيتامين.

عزم الدوران ، التي تعمل على دوران في المجال المغناطيسي، تتناسب مع القوة الحالية فيه.المواد من الموقع

إذا قمت باستبدال هذا الملف بآخر بمساحة أكبر أو أصغر س فيتثم سنلاحظ زيادة أو نقصاناً مماثلاً في قيمة العزم الأقصى. هكذا،

أقصى عزم دوران ، الذي يعمل على دوران في مجال مغناطيسي، يتناسب مع مساحته:

م ماكس ~س فيت.

من خلال الجمع بين نتائج مرحلتي الدراسة، نحصل على

م ماكس ~أنا فيتامين.س فيت.

يوجد في هذه الصفحة مواد حول المواضيع التالية: