المحركات غير المتزامنة (IM) هي أكثر أنواع المحركات شيوعًا، وذلك لأن... فهي أبسط وأكثر موثوقية في التشغيل، وبقدرة متساوية، فهي تتمتع بوزن وأبعاد وتكلفة أقل مقارنةً بـ DPT. تظهر مخططات الدائرة لتشغيل ضغط الدم في الشكل. 2.14.

حتى وقت قريب، كانت الـIMs ذات الدوارات ذات القفص السنجابي تستخدم في المحركات الكهربائية غير المنظمة. ومع ذلك، مع ظهور محولات تردد الثايرستور (TFCs) للجهد الذي يزود ملفات الجزء الثابت للIM، بدأ استخدام محركات القفص السنجابي في المحركات الكهربائية القابلة للتعديل. حاليا، يتم استخدام ترانزستورات الطاقة وأجهزة التحكم القابلة للبرمجة في محولات التردد. تسمى طريقة التحكم في السرعة بالنبض وتحسينها هو الاتجاه الأكثر أهمية في تطوير المحركات الكهربائية.

أرز. 2.14. أ) مخطط دائرة لتشغيل IM مع دوار قفص السنجاب؛

ب) مخطط دائرة لتشغيل IM مع دوار ملفوف الطور.

يمكن الحصول على معادلة الخصائص الميكانيكية لضغط الدم بناءً على الدائرة المكافئة لضغط الدم. إذا أهملنا المقاومة النشطة للجزء الثابت في هذه الدائرة، فإن التعبير عن الخاصية الميكانيكية سيكون له الشكل:

,

هنا م ك –لحظة حاسمة؛ س ل- الانزلاق الحرج المقابل؛ يو ف- القيمة الفعالة لجهد الطور للشبكة؛ ω 0 =2πf/p- السرعة الزاوية للمجال المغناطيسي الدوار للرسالة الفورية (السرعة المتزامنة)؛ F- تردد جهد الإمداد؛ ص- عدد أزواج أقطاب IM؛ س ك- مقاومة الطور الحثية للدائرة القصيرة (يتم تحديدها من خلال الدائرة المكافئة)؛ S=(ω 0 -ω)/ω 0- الانزلاق (سرعة الدوار بالنسبة إلى سرعة المجال الدوار)؛ ص 2 1- إجمالي المقاومة النشطة لمرحلة الدوار.

تظهر الخصائص الميكانيكية للIM مع دوار قفص السنجاب في الشكل. 2.15.

أرز. 2.15. الخصائص الميكانيكية للمحرك التعريفي مع دوار القفص السنجابي.

يمكن تمييز ثلاث نقاط مميزة عليه. إحداثيات النقطة الأولى ( س = 0؛ ω=ω 0 ; م = 0). وهو يتوافق مع وضع الخمول المثالي، عندما تكون سرعة الدوار مساوية لسرعة المجال المغناطيسي الدوار. إحداثيات النقطة الثانية ( S=S إلى؛ م=م ك). المحرك يعمل بأقصى عزم دوران. في م ق > م كسيتم إجبار دوار المحرك على التوقف، وهو ما يمثل دائرة كهربائية قصيرة للمحرك. لذلك، فإن عزم دوران المحرك عند هذه النقطة يسمى حرجًا م ك. إحداثيات النقطة الثالثة ( ق = 1؛ ω=0; م = م ص). عند هذه النقطة، يعمل المحرك في وضع التشغيل: سرعة الدوار ω=0 ويعمل عزم الدوران على الدوار الثابت م ص. يسمى قسم الخاصية الميكانيكية الموجود بين النقطتين المميزتين الأولى والثانية بقسم العمل. عليه يعمل المحرك في حالة مستقرة. بالنسبة إلى IM مع دوار قفص السنجاب، إذا تم استيفاء الشروط ش = يو نو و = و نالخاصية الميكانيكية تسمى طبيعية. في هذه الحالة، يوجد في قسم العمل الخاص بالخاصية نقطة تتوافق مع وضع التشغيل الاسمي للمحرك ولها إحداثيات ( س ن؛ ω ن ؛ م ن).

الخصائص الكهروميكانيكية لضغط الدم ω=و(أنا و)، والذي يظهر كخط متقطع في الشكل 2.15، على عكس الخاصية الكهروميكانيكية لـ DPT، يتزامن مع الخاصية الميكانيكية فقط في قسم عملها. ويفسر ذلك حقيقة أنه أثناء بدء التشغيل بسبب التردد المتغير للقوة الدافعة الكهربية. في لف الدوار ه 2تردد التيار ونسبة المقاومة الحثية والنشطة للتغيرات المتعرجة: في بداية بدء التشغيل، يكون تردد التيار أعلى والمقاومة الحثية أكبر من المقاومة النشطة؛ مع زيادة سرعة الدوار ω يتناقص تردد تيار الجزء الدوار، وبالتالي المقاومة الحثية للملف. ولذلك، فإن تيار البدء للIM في وضع البدء المباشر أعلى بمقدار 5-7 مرات من القيمة المقدرة أنا الجبهة الوطنية، وعزم الدوران البداية م صيساوي الاسمية م ن. على عكس DPT، حيث يكون من الضروري عند البدء تحديد تيار البدء وعزم دوران البدء، عند بدء تشغيل IM، يجب أن يكون تيار البدء محدودًا وزيادة عزم الدوران. الظرف الأخير هو الأهم، لأن DPT مع الإثارة المستقلة يبدأ عندما آنسة<2,5М н ، DPT مع الإثارة المتتابعة في آنسة<5М н ، وضغط الدم عند العمل بشكل طبيعي عند آنسة<М н .

بالنسبة إلى IM مع دوار قفص السنجاب، فإن الزيادة م صيتم ضمانه من خلال تصميم خاص لملف الدوار. يتم عمل أخدود لف الدوار بعمق، ويتم ترتيب اللف نفسه في طبقتين. عند بدء تشغيل المحرك، التردد ه 2وتكون تيارات الدوار كبيرة، مما يؤدي إلى ظهور تأثير الإزاحة الحالية - يتدفق التيار فقط في الطبقة العليا من الملف. وبالتالي، تزداد مقاومة اللف وعزم دوران المحرك م ص. يمكن أن تصل قيمتها 1.5 م ن.

بالنسبة للIM مع دوار الجرح، فإن الزيادة م صيتم ضمانه عن طريق تغيير خصائصه الميكانيكية. إذا كانت المقاومة ر ص، المضمنة في دائرة تدفق تيار الدوار، تساوي صفرًا - يعمل المحرك بخاصية طبيعية و م ف = م ن. في ص ص > 0تزداد المقاومة النشطة الإجمالية لمرحلة الدوار ص 2 1. زلة حرجة س لكما يزيد ص 2 1يزيد أيضا. نتيجة لذلك، في IM مع دوار الجرح، يتم إدخاله ر صفي دائرة تدفق التيار الدوار يؤدي إلى النزوح م كنحو زلات كبيرة. في س ك = 1 م ف = م ك.الخصائص الميكانيكية للIM مع دوار الجرح عند ص ص > 0تسمى مصطنعة أو مقاومة متغيرة. تظهر في الشكل. 2.16.

المحركات الكهربائية الأكثر شيوعًا في الصناعة والزراعة وجميع التطبيقات الأخرى هي المحركات غير المتزامنة. يمكن القول أن المحركات الحثية ذات القفص السنجابي هي الوسيلة الرئيسية لتحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية. تمت مناقشة مبدأ تشغيل المحرك غير المتزامن في الفقرتين 2.1 و1.6.

يدور المجال الكهرومغناطيسي للجزء الثابت في الفجوة الهوائية للآلة بسرعة co = 2 نف ( /ص ص. عند التردد القياسي 50 هرتز، تعتمد سرعة العضو الدوار المقدرة على عدد أزواج الأقطاب ص ص(الجدول 6.1).

الجدول 6.1

اعتماد سرعة دوران المحركات غير المتزامنة على عدد الأزواج

أعمدة

اعتمادًا على تصميم الدوار للمحرك غير المتزامن، يتم استخدام المحركات غير المتزامنة مرحلةو الدوار قفص السنجاب.في المحركات ذات الدوار الملفوف، يوجد ملف موزع ثلاثي الطور على الدوار، وعادة ما يكون متصلاً بنجمة، وتتصل نهايات اللفات بحلقات الانزلاق، والتي من خلالها تتم إزالة الدوائر الكهربائية للدوار من الآلة الاتصال بمقاومات البداية مع حدوث ماس كهربائي لاحق لللفات. في المحركات ذات القفص السنجابي، يتم إجراء اللف بالشكل قفص السنجاب -قضبان قصيرة الدائرة على كلا الجانبين بواسطة حلقات. على الرغم من التصميم المحدد، يمكن أيضًا اعتبار القفص السنجابي عبارة عن ملف قصير الدائرة ثلاثي الطور.

عزم الدوران الكهرومغناطيسي مفي محرك غير متزامن يتم إنشاؤه بسبب تفاعل المجال المغناطيسي الدوار للجزء الثابت F مع المكون النشط لتيار الدوار:

أين ل -ثابت بناء .

ينشأ تيار الدوار بسبب المجالات الكهرومغناطيسية ه 2،والذي يحدث في اللفات الدوارة بواسطة مجال مغناطيسي دوار. عندما يكون الدوار ثابتًا، يكون المحرك غير المتزامن عبارة عن محول ثلاثي الطور مع ملفات قصيرة الدائرة أو محملة بمقاومة بدء التشغيل. يسمى المجال الكهرومغناطيسي الذي يحدث عندما يكون الجزء المتحرك ثابتًا في لفاته المرحلة المقدرة EMFالدوار ه 2 ن.هذا EMF يساوي تقريبًا جهد الطور الثابت مقسومًا على نسبة التحويل إلى ر:

عندما يدور المحرك، فإن الدوار EMF ه 2ويعتمد تردد هذا المجال الكهرومغناطيسي (وبالتالي تردد التيار في اللفات الدوارة) على تردد المجال الدوار الذي يعبر موصلات الملف الدوار (في محرك قفص السنجاب - القضبان). يتم تحديد هذا التردد من خلال الفرق بين سرعات مجال الجزء الثابت co ومجال الجزء الدوار co، وهو ما يسمى الانزلاق المطلق:

عند تحليل أوضاع التشغيل لمحرك غير متزامن بتردد جهد إمداد ثابت (50 هرتز)، يتم عادةً استخدام قيمة الانزلاق النسبية

عندما يكون دوار المحرك ثابتًا، ق = 1. أعظم EMF للدوار عند التشغيل في وضع المحرك سيكون مع دوار ثابت ( ه 2n)، مع زيادة السرعة (تناقص الانزلاق) EMF ه 2سوف يتناقص:

وبالمثل، فإن تردد المجال الكهرومغناطيسي وتيار الجزء المتحرك / 2 مع الجزء المتحرك الثابت سيكون مساويًا لتردد تيار الجزء الثابت /، ومع زيادة السرعة ستنخفض بما يتناسب مع الانزلاق:

في الوضع الاسمي، تختلف سرعة الدوار قليلًا عن سرعة المجال، ويكون الانزلاق الاسمي 2...3% فقط للمحركات ذات الأغراض العامة بقدرة 1.5...200.0 كيلووات، وحوالي 1% للمحركات ذات الأغراض الأعلى قوة. وفقًا لذلك، في الوضع الاسمي، يبلغ المجال الكهرومغناطيسي للجزء المتحرك 1...3% من القيمة الاسمية لهذا المجال الكهرومغناطيسي عند 5 = 1. سيكون تردد تيار الجزء الدوار في الوضع الاسمي 0.5...1.5 هرتز فقط. عند 5 = 0، عندما تكون سرعة الدوار مساوية لسرعة المجال، فإن القوة الدافعة الكهربية للدوار ه 2ويكون تيار الدوار / 2 مساويًا للصفر، وسيكون عزم دوران المحرك أيضًا مساويًا للصفر. هذا الوضع هو وضع الخمول المثالي.

إن اعتماد تردد المجالات الكهرومغناطيسية وتيار الدوار على الانزلاق يحدد الخصائص الميكانيكية الفريدة للمحرك غير المتزامن.

تشغيل محرك غير متزامن مع دوار ملفوف، تكون لفاته قصيرة الدائرة.كما هو موضح في (6.16)، يتناسب عزم دوران المحرك مع التدفق Ф والمكون النشط لتيار الدوار / 2 "أ، مخفضًا إلى الجزء الثابت. يعتمد التدفق الناتج عن اللفات على قيمة وتكرار جهد الإمداد

التيار الدوار هو

حيث Z 2 هي معاوقة مرحلة لف الدوار.

يجب أن يؤخذ في الاعتبار أن المفاعلة الحثية لملف الجزء المتحرك x 2 هي قيمة متغيرة تعتمد على تردد تيار الجزء المتحرك، وبالتالي، على الانزلاق: س 2 = 2ع 2 2 = 2ك ر 2.

مع الدوار ثابت في ق = 1 المفاعلة الحثية لملف الدوار هي الحد الأقصى. ومع زيادة السرعة (تناقص الانزلاق)، تزداد المفاعلة الحثية للجزء المتحرك × 2تتناقص وعند الوصول إلى السرعة المقدرة تكون 1...3% فقط من المقاومة عند 5 = 1. التعيين س 2 ق = ل = س 2 ن،نحن نحصل

دعونا نختصر معلمات دائرة الجزء المتحرك إلى ملف الجزء الثابت، مع الأخذ بعين الاعتبار نسبة التحويل وعلى أساس الحفظ

المساواة في السلطة:

والمكون النشط للتيار الدوار له الشكل:

قسمة البسط والمقام للصيغة (6.26) على س،نحن نحصل

العملية الرياضية التي يتم إجراؤها هي قسمة البسط والمقام سوبطبيعة الحال، لا يغير من صحة المساواة (6.29)، ولكنها ذات طبيعة شكلية، والتي يجب أن تؤخذ بعين الاعتبار عند النظر في هذه العلاقة. في الواقع، كما يلي من الصيغة الأصلية (6.26)، تعتمد المفاعلة الحثية للجزء المتحرك على الانزلاق × 2،والمقاومة النشطة ز 2يبقى ثابتا. باستخدام التعبير (6.29)، قياسًا على المحول، يمكننا إنشاء دائرة مكافئة لمحرك غير متزامن، كما هو موضح في الشكل. 6.4 ،أ.

أرز. 6.4.الدوائر المكافئة للمحرك غير المتزامن: أ - دائرة كاملة؛ ب- رسم تخطيطي لدائرة مغنطة عن بعد

لتحليل محرك كهربائي غير منظم، يمكن تبسيط هذه الدائرة عن طريق نقل دائرة المغنطة إلى أطراف المحرك. يظهر الشكل 1 دائرة مكافئة مبسطة على شكل حرف U. 6.4D وعلى أساسه فإن تيار الدوار سيكون مساوياً لـ:

أين س ك = س + س" 2i- مقاومة ماس كهربائى حثي. المكون النشط للتيار الدوار مع مراعاة (6.28) سيكون:

بالتعويض (6.22) و (6.31) في (6.16)، نحصل على تعبير لعزم دوران محرك غير متزامن

الخاصية الميكانيكية الطبيعية للمحرك غير المتزامن oz = و (م)مع دوار ملفوف، اللفات ذات دائرة قصيرة، كما هو موضح في الشكل. 6.5. تظهر هنا أيضًا الخاصية الكهروميكانيكية للمحرك ω = /(/j)، ويتم تحديدها من خلال المخطط المتجه للمحرك غير المتزامن في الشكل. 6.6, أنا س = أنا + / 2 ".

أرز. في 5.الخصائص الميكانيكية والكهروميكانيكية الطبيعية للمحرك غير المتزامن

أرز. في.رسم تخطيطي مبسط للمحرك التعريفي

على افتراض أن التيار المغنطيسي هو رد الفعل، نحصل على أين

معادلة المشتقة دي إم / دي إس= ، فلنجد القيمة القصوى لعزم دوران المحرك غير المتزامن م ك = م نوقيمة الانزلاق الحرجة المقابلة سك:

أين س ك- الانزلاق الحرج؛ العلامة "+" تعني أن هذه القيمة تشير إلى وضع المحرك، والعلامة "-" - إلى وضع مولد الكبح المتجدد.

مع الأخذ في الاعتبار (6.34) و (6.35)، يمكن تحويل صيغة الخاصية الميكانيكية (6.32) إلى تعبير أكثر ملاءمة - صيغة كلوس:

بالنسبة للمحركات التي تزيد قوتها عن 15 كيلوواط، تكون مقاومة ملف الجزء الثابت صغيرة وبتردد 50 هرتز أقل بكثير س ك.ولذلك، في التعبيرات المذكورة سابقا، يمكن إهمال قيمة r:

باستخدام الصيغ التي تم الحصول عليها، يمكنك حساب الخصائص الميكانيكية للمحرك غير المتزامن، وذلك باستخدام بيانات جواز السفر الخاص به، ومعرفة عزم الدوران المقدر من،زلة اسمية s h والقدرة على التحميل الزائد للمحرك X.

لاحظ أنه من خلال تحليل العمليات الكهرومغناطيسية في محرك غير متزامن للحصول على حالة مستقرة، وصلنا إلى نفس العلاقات (6.9) و (6.10) التي تم الحصول عليها في الفقرة 6.1 بناءً على المعادلات التفاضلية لآلة معممة ثنائية الطور.

تحليل ميزات الخصائص الميكانيكية للمحرك غير المتزامن (انظر الشكل 6.5). إنه غير خطي ويتكون من جزأين. الأول - جزء العمل - ضمن النطاق المنزلق من 0 إلى س ك .هذا الجزء من الخاصية قريب من الخطي وله صلابة سلبية. هنا يتناسب عزم الدوران الذي طوره المحرك تقريبًا مع تيار الجزء الثابت 1 ×والدوار/2. منذ في هذا الجزء الخصائص s فإن الحد الثاني للمقام في الصيغة (6.39) أقل بكثير من الأول ويمكن إهماله. ثم يمكن تمثيل الجزء العامل من الخاصية الميكانيكية تقريبًا في شكل خطي، حيث تتناسب اللحظة مع الانزلاق:

الجزء الثاني من الخصائص الميكانيكية لمحرك غير متزامن ذو زلات كبيرة ق ك (ق> ق ك)منحني الأضلاع ، مع قيمة صلابة موجبة (3. على الرغم من حقيقة أن تيار المحرك يزداد مع زيادة الانزلاق ، فإن عزم الدوران ، على العكس من ذلك ، يتناقص. إذا كانت اللفات الدوارة لمحرك غير متزامن مع دوار ملفوف قصيرة الدائرة في الدائرة الخارجية، فإن تيار البدء لمثل هذا المحرك (مع = 0 و 5 =1) سيكون كبيرًا جدًا وسيتجاوز التيار المقدر بمقدار 10-12 مرة، وفي الوقت نفسه، سيكون عزم الدوران حوالي 0.4.. كما سيظهر أدناه، بالنسبة للمحركات ذات القفص السنجابي، فإن تيار البدء سيكون (5...6)/n، وعزم الدوران هو (1.1...1.3)A/n.

لشرح هذا التناقض بين تيار البداية وعزم الدوران، ضع في اعتبارك المخططات المتجهة لدائرة الدوار (الشكل 6.7) لحالتين: عندما يكون الانزلاق كبيرًا (جزء البداية من الخاصية)؛ عندما يكون الانزلاق صغيرا (الجزء العامل من الخاصية). عند بدء التشغيل، عندما يكون 5=1، يكون تردد التيار الدوار مساويًا لتردد التيار الكهربائي (و 2 = 50 هرتز). المفاعلة الحثيثة لملف الدوار [انظر. (6.24)] كبير ويتجاوز بشكل كبير المقاومة النشطة للدوار /* 2، ويتخلف التيار خلف الدوار EMF بزاوية كبيرة φ، أي. التيار الدوار هو رد الفعل بشكل رئيسي. نظرًا لأن EMF الدوار في هذه الحالة سيكون كبيرًا 2 = 2n، فسيكون تيار البداية كبيرًا جدًا، ومع ذلك، نظرًا للقيمة الصغيرة لـ cp 2، فإن المكون النشط للتيار الدوار 1 2 أسيكون صغيرًا، وبالتالي فإن عزم الدوران الذي يطوره المحرك سيكون صغيرًا أيضًا.

عندما يتسارع المحرك، يقل الانزلاق، وينخفض ​​المجال الكهرومغناطيسي للجزء الدوار، وتردد تيار الجزء الدوار، والمفاعلة الحثية للجزء المتحرك بشكل متناسب. وفقًا لذلك، تنخفض قيمة إجمالي تيار الدوار والجزء الثابت، ولكن بسبب زيادة f 2، يزداد المكون النشط لتيار الدوار ويزداد عزم دوران المحرك.

عندما يصبح انزلاق المحرك أقل كورونا,سينخفض ​​تردد تيار الجزء المتحرك كثيرًا بحيث تصبح المفاعلة الحثية أقل نشاطًا، وسيكون تيار الجزء المتحرك نشطًا عمليًا (الشكل 1). 6.7,6), سيكون عزم دوران المحرك متناسبًا مع تيار الدوار. لذلك، إذا كان معدل انزلاق المحرك هو 5 n = 2%، فبالمقارنة مع معلمات البداية، فإن تردد تيار الجزء الدوار سوف ينخفض ​​بمقدار 50 مرة، وسوف تنخفض المفاعلة الحثية للجزء الدوار بالمقابل. لذلك، على الرغم من حقيقة أن المجال الكهرومغناطيسي للدوار سينخفض ​​أيضًا بمقدار 50 مرة، إلا أنه سيكون كافيًا لإنشاء تيار الدوار المقنن، مما يوفر عزم دوران المحرك المقدر. وبالتالي، يتم تحديد أصالة الخصائص الميكانيكية للمحرك غير المتزامن من خلال اعتماد المفاعلة الحثية للدوار على الانزلاق.

أرز. في 7. مخطط متجه للدائرة الدوارة لمحرك غير متزامن: أ - بانزلاق كبير: ب - بانزلاق صغير

بناءً على ما سبق، لبدء تشغيل محرك غير متزامن باستخدام دوار ملفوف، يجب اتخاذ تدابير لزيادة عزم الدوران وتقليل تيارات البدء. لهذا الغرض، يتم تضمين مقاومة نشطة إضافية في دائرة الدوار. على النحو التالي من الصيغ (6.34)، (6.35)، فإن إدخال مقاومة نشطة إضافية لا يغير الحد الأقصى لعزم دوران المحرك، ولكنه يغير القيمة فقط

زلة حرجة: ، أين /؟" تحويلة - تم اختصارها إلى

الجزء الثابت هو مقاومة إضافية في دائرة الدوار.

يؤدي إدخال مقاومة نشطة إضافية إلى زيادة المقاومة الإجمالية لدائرة الدوار، ونتيجة لذلك ينخفض ​​تيار البدء ويزداد cf لدائرة الدوار، مما يؤدي إلى زيادة المكون النشط لتيار الدوار، وبالتالي بدء التشغيل عزم دوران المحرك.

عادةً، يتم إدخال مقاومة مقسمة إلى دائرة الجزء الدوار للمحرك الدوار، حيث يتم جسر مراحلها بواسطة موصلات التشغيل. يمكن حساب خصائص البداية المتغيرة باستخدام الصيغة (6.39)، باستخدام القيمة كورونا,ملائم ص 2ب لكل مرحلة مقاومة البداية. تظهر دائرة توصيل المقاومات الإضافية والخصائص الميكانيكية المتغيرة المقابلة للمحرك في الشكل. 6.8. الخصائص الميكانيكية لها نقطة مشتركة وهي سرعة التباطؤ المثالية تساوي سرعة دوران الجزء الثابت من المجال الكهرومغناطيسي، وتتناقص صلابة الجزء العامل من الخصائص مع زيادة المقاومة النشطة الإجمالية لدائرة الدوار (2 + /؟ تحويلة ).

عند بدء تشغيل المحرك، إجمالي المقاومة الإضافية /؟ 1 تحويلة. عند الوصول إلى السرعة التي يصبح فيها عزم المحرك L/ قريباً من لحظة المقاومة آنسة،يتم تحويل جزء من مقاومة البداية بواسطة موصل K1، ويتحول المحرك إلى خاصية تتوافق مع قيمة المقاومة الإضافية /؟ 2 تحويلة. في هذه الحالة، يزداد عزم دوران المحرك إلى قيمة معينة م 2.مع تسارع المحرك بشكل أكبر، يقوم الموصل K2 بقصر دوائر المرحلة الثانية من مقاومة البداية. بعد إغلاق نقاط اتصال قواطع الدائرة القصيرة، يتحول المحرك إلى خاصية طبيعية وسيعمل بسرعة تتوافق مع النقطة 1.

لحساب خصائص البداية، تحتاج إلى ضبط قيمة عزم الدوران م (حيث يتم تبديل مراحل بدء المقاومات م × = 1,2آنسة.بدء قيم عزم الدوران م 2(الشكل 6.8) تم العثور عليها باستخدام الصيغة = A/، حيث ت -عدد من الخطوات.

لحساب مراحل مقاومة البداية نجد المقاومة الاسمية للدوار R 2h = 2n.lin/>/3 2n

مقاومة المرحلة:

مع المحركات غير المتزامنة ذات القفص السنجابي، من المستحيل إدخال مقاومة إضافية إلى دائرة الجزء الدوار. ومع ذلك، يمكن الحصول على نفس النتيجة إذا استخدمنا تأثير إزاحة التيار على سطح الموصل.جوهر هذه الظاهرة هو على النحو التالي. وفقًا لقانون الحث الكهرومغناطيسي، عندما يتدفق التيار المتردد عبر موصل، يتم تحفيز قوة دافعة كهربية ذاتية الحث، موجهة ضد التيار:

قيمة هذا EMF تعتمد على التيار أنا،تردده و محاثته، تحددها خصائص البيئة المحيطة بالموصل. إذا كان الموصل في الهواء، تكون النفاذية المغناطيسية للوسط صغيرة جدًا، وبالتالي تكون الحث صغيرًا ل.في هذه الحالة، عند تردد 50 هرتز co=/s، يكون تأثير المجال الكهرومغناطيسي ذاتي الحث غير مهم. إنها مسألة أخرى عندما يتم وضع الموصل في جسم الدائرة المغناطيسية. ثم يزداد الحث عدة مرات ويلعب emf الحث الذاتي الموجه ضد التيار دور المقاومة الحثية، مما يمنع تدفق التيار.

أرز. في 9. تصميم الدوار لمحرك القفص السنجابي غير المتزامن: أ- مع أخدود عميق. ب - بقفص مزدوج. الخامس- رسم بياني يوضح تأثير الإزاحة الحالية

دعونا ننظر في مظهر من مظاهر عمل EMF الحث الذاتي لحالة الموصل (قضيب لف الدوار) الموجود في أخدود عميق في الدائرة المغناطيسية لدوار المحرك (الشكل 6.9) ،أ).دعونا نقسم المقطع العرضي للقضيب بشكل مشروط إلى ثلاثة أجزاء متصلة بالتوازي. يشكل التيار المتدفق عبر الجزء السفلي من القضيب تدفقًا F، حيث يتم إغلاق خطوط المجال المغناطيسي على طول الدائرة المغناطيسية. في هذا الجزء من الموصل يحدث emf كبير ذاتي الحث فولتمضاد للتيار 1 2 يو

الحالي / 23 (الشكل 6.9، الخامس)،يشكل التدفق على طول الجزء العلوي من قضيب لف الدوار تدفقًا F 3، ولكن نظرًا لأن خطوط الطاقة لهذا التدفق مغلقة عبر الهواء لجزء كبير من طولها، فإن التدفق F 3 سيكون أقل بكثير من التدفق F، . ومن ثم EMF ه 1 بسيكون عدة مرات أقل من فولت

يعد التوزيع المشار إليه لـ emf الحث الذاتي على طول ارتفاع القضيب نموذجيًا للوضع عندما يكون تردد تيار الدوار مرتفعًا - بالقرب من 50 هرتز. في هذه الحالة، نظرًا لأن الأجزاء الثلاثة للقضيب الدوار متصلة بالتوازي (انظر الشكل 6.9، الخامس)،ثم يمر تيار الدوار / 2 على طول الجزء العلوي من القضيب، حيث يوجد مجال EMF خلفي أقل ه ل .وتسمى هذه الظاهرة إزاحة التيار على سطح الأخدود.في هذه الحالة، سيكون المقطع العرضي الفعال للقضيب الذي يتدفق من خلاله التيار أصغر بعدة مرات من المقطع العرضي الإجمالي لقضيب لف الدوار. وبالتالي، تزداد المقاومة النشطة للدوار ز 2.لاحظ أنه بما أن القوة الدافعة الكهربية ذاتية الحث تعتمد على تردد التيار (أي على الانزلاق)، فإن المقاومة ز 2و × 2هي وظائف انزلاقية.

عند بدء التشغيل، عندما يكون الانزلاق كبيرًا، تزداد المقاومة r 2 (يتم إدخال مقاومة إضافية في دائرة الجزء الدوار، إذا جاز التعبير). مع تسارع المحرك، يقل انزلاق المحرك، ويضعف تأثير الإزاحة الحالية، ويبدأ التيار في الانتشار عبر المقطع العرضي للموصل، وتقل المقاومة ز 2يتناقص. عند الوصول إلى سرعة التشغيل، يكون تردد تيار الجزء الدوار منخفضًا للغاية بحيث لا يكون لظاهرة إزاحة التيار أي تأثير، ويتدفق التيار عبر المقطع العرضي الكامل للموصل، وتقل المقاومة ز 2الحد الأدنى. بفضل هذا التغيير التلقائي في المقاومة ز 2,إن بدء تشغيل محركات القفص السنجابية غير المتزامنة يسير بشكل إيجابي: تيار البداية هو

5.0...6.0 اسمي، وعزم دوران البداية هو 1.1...1.3 اسمي.

أثناء التصميم، من الممكن تغيير معلمات خصائص البداية للمحرك غير المتزامن عن طريق تغيير شكل الأخدود، وكذلك مقاومة مادة القضبان (تكوين السبائك). جنبا إلى جنب مع الأخاديد العميقة، يتم استخدام الأخاديد المزدوجة، وتشكيل قفص السنجاب المزدوج (الشكل 1). 6.9,6), وكذلك استخدام الأخاديد على شكل كمثرى، وما إلى ذلك.

في التين. يقدم الشكل 6.10 الخصائص الميكانيكية النموذجية للتعديلات المختلفة لمحركات قفص السنجاب غير المتزامنة.

أرز. في تمام الساعة 10. الخصائص الميكانيكية التقريبية للمحركات غير المتزامنة ذات القفص السنجابي: أ - التصميم العادي؛ 6 - مع زيادة الانزلاق. الخامس- مع زيادة عزم الدوران البداية؛ ز- سلسلة الرافعة المعدنية

محركات قفص السنجاب العاديةتستخدم لقيادة فئة واسعة من آلات وآليات العمل، خاصة لمحركات الأقراص التي تعمل على المدى الطويل. يتميز هذا التصميم بالكفاءة العالية والحد الأدنى من الانزلاق الاسمي. عادةً ما يكون للخاصية الميكانيكية في منطقة الانزلاقات الكبيرة انخفاض صغير، يتميز بحد أدنى من العزم م ت(ص.

محركات عالية الانزلاقلها خاصية ميكانيكية أكثر ليونة وتستخدم في الحالات التالية: عندما يعمل محركان أو أكثر على عمود مشترك، بالنسبة للآليات (على سبيل المثال، السواعد) ذات الحمل المتغير دوريًا، عند التغلب على مقاومة الحركة، فمن المستحسن استخدام الحركية الطاقة المخزنة في الأجزاء المتحركة للمحرك الكهربائي، وللآليات التي تعمل في الوضع المتقطع.

المحركات ذات عزم الدوران المتزايدمصممة للآليات ذات ظروف البدء الصعبة، على سبيل المثال، لناقلات الكاشطة.

محركات سلسلة الرافعة المعدنيةمصممة للآليات التي تعمل في الوضع المتقطع مع بداية متكررة. تتمتع هذه المحركات بقدرة تحميل زائدة عالية وعزم دوران مرتفع وقوة ميكانيكية متزايدة ولكن أداء طاقة أسوأ.

يعد الحساب التحليلي للخصائص الميكانيكية للمحركات غير المتزامنة ذات القفص السنجابي أمرًا معقدًا للغاية، لذلك يمكن إنشاء الخاصية تقريبًا باستخدام أربع نقاط: عند الخمول (5 = 0)، عند الحد الأقصى عضو الكنيست،منصة الإطلاق م صوالحد الأدنى م ر[صلحظة بداية الإطلاق. يتم توفير البيانات الخاصة بهذه النقاط المميزة في الكتالوجات والكتب المرجعية للمحركات غير المتزامنة. يمكن حساب الجزء العامل من الخصائص الميكانيكية لمحرك غير متزامن قصير الدائرة (مع انزلاقات من 0 إلى 5 كيلو) باستخدام صيغة كلوس (6.36)، (6.39)، نظرًا لتأثير الإزاحة الحالية في وضع التشغيل يكاد لا يتجلى.

التوصيف الميكانيكي الكامل للمحرك غير المتزامن في جميع أرباع المجال آنسة،يظهر في الشكل. 6.11.

يمكن للمحرك غير المتزامن أن يعمل في ثلاثة أوضاع للفرملة: الفرملة المتجددة والديناميكية والفرملة الخلفية. يعد فرملة المكثف أيضًا وضع فرملة محددًا.

الكبح المتجددممكن عندما تكون سرعة الجزء المتحرك أعلى من سرعة دوران المجال الكهرومغناطيسي للجزء الثابت، والذي يتوافق مع قيمة الانزلاق السلبية: oo>co 0 5

يتم تفسير القيمة الأكبر قليلاً لعزم الدوران الأقصى في وضع المولد من خلال حقيقة أن الخسائر في الجزء الثابت (عند المقاومة ز ()في وضع المحرك، يتم تقليل عزم الدوران على العمود، وفي وضع المولد، يجب أن يكون عزم الدوران على العمود أكبر لتغطية الخسائر في الجزء الثابت.

لاحظ أنه في وضع الكبح المتجدد، يقوم المحرك غير المتزامن بتوليد وتزويد الطاقة النشطة للشبكة، ومن أجل إنشاء مجال كهرومغناطيسي، يجب على المحرك غير المتزامن، حتى في وضع المولد، أن يتبادل الطاقة التفاعلية مع الشبكة. لذلك، لا يمكن لجهاز غير متزامن أن يعمل كمولد مستقل عند فصله عن الشبكة. ومع ذلك، فمن الممكن توصيل جهاز غير متزامن ببنوك المكثفات كمصدر للطاقة التفاعلية.

طريقة الكبح الديناميكي: يتم فصل ملفات الجزء الثابت عن أنابيب التيار المتردد وتوصيلها بمصدر جهد التيار المستمر (الشكل 6.12). عندما يتم تغذية اللفات الجزء الثابت بالتيار المباشر، يتم إنشاء مجال كهرومغناطيسي ثابت في الفضاء، أي. سرعة دوران المجال الثابت مع dt = . سيكون الانزلاق مساوياً لـ 5 DT = -co/co n، حيث co n هي السرعة الزاوية الاسمية لدوران مجال الجزء الثابت.

أرز. 6 .12 أ- تمكين الكبح الديناميكي؛ ب - عند توصيل اللفات في النجم؛ الخامس- عند توصيل اللفات في مثلث

يشبه نوع الخصائص الميكانيكية (الشكل 6.13) الخصائص الموجودة في وضع الكبح المتجدد. نقطة البداية للخصائص هي أصل الإحداثيات. يمكن ضبط شدة الكبح الديناميكي عن طريق تغيير تيار الإثارة / dt في اللفات الثابتة. كلما زاد التيار، زاد عزم دوران الكبح للمحرك. ومع ذلك، في هذه الحالة، يجب أن يؤخذ في الاعتبار أنه عند التيارات / dt > / 1n، يبدأ تشبع الدائرة المغناطيسية للمحرك في التأثير.

بالنسبة للمحركات غير المتزامنة ذات الدوار الملفوف، يمكن أيضًا التحكم في عزم الكبح عن طريق إدخال مقاومة إضافية في دائرة الدوار. إن تأثير إدخال مقاومة إضافية مشابه لما يحدث عند بدء تشغيل محرك غير متزامن: بفضل تحسين φ، يزداد الانزلاق الحرج للمحرك ويزداد عزم الكبح عند سرعات دوران عالية.

في وضع الكبح الديناميكي، يتم تشغيل ملفات الجزء الثابت بواسطة مصدر تيار مستمر. يجب أيضًا أن يؤخذ في الاعتبار أنه في دائرة الكبح الديناميكية، يتدفق التيار / dt (عندما تكون اللفات متصلة بنجمة) ليس من خلال ثلاثة، ولكن من خلال اللفات ذات الطورين.

لحساب الخصائص، تحتاج إلى استبدال التيار الحقيقي / المكافئ /، الذي يتدفق عبر اللفات ثلاثية الطور،

يخلق نفس القوة المغناطيسية مثل التيار أنا.للمخطط في الشكل. 6.12 ,6 1 =0.816/ وللدائرة في الشكل. 6.12 ، في أنا =0,472/ .

الصيغة المبسطة للحساب التقريبي للخصائص الميكانيكية (دون مراعاة تشبع المحرك) تشبه صيغة كلوس لوضع المحرك:

أين - لحظة حرجة في وضع الكبح الديناميكي؛

ويجب التأكيد على أن الانزلاق الحرج في وضع الكبح الديناميكي أقل بكثير من الانزلاق الحرج في وضع المحرك، حيث أن » k. للحصول على أقصى عزم دوران للكبح مساوٍ لعزم الدوران الأقصى في وضع المحرك، يجب أن يكون التيار / المكافئ يكون 2-4 مرات أعلى من التيار المغنطيسي المقدر / 0. سيكون جهد مصدر الطاقة DC أقل بكثير من الجهد المقنن ويساوي تقريبًا dt = (2، ... 4) / مكافئ.

من الناحية الحيوية، في وضع الكبح الديناميكي، يعمل المحرك غير المتزامن كمولد متزامن محمل على مقاومة دائرة دوار المحرك. يتم تحويل كل الطاقة الميكانيكية التي يتم توفيرها إلى عمود المحرك أثناء الكبح إلى طاقة كهربائية ويتم استخدامها لتسخين مقاومات دائرة الدوار. الكبح الخلفييمكن أن يكون في حالتين:

• عندما يكون من الضروري إيقافه بشكل عاجل أثناء تشغيل المحرك، ولهذا الغرض، يتم تغيير ترتيب المراحل المتناوبة لمصدر الطاقة إلى اللفات الثابتة للمحرك؛
• عندما يتحرك النظام الكهروميكانيكي في الاتجاه السلبي تحت تأثير الحمل الهابط، ويتم تشغيل المحرك في الاتجاه الصاعد للحد من سرعة الهبوط (وضع حمل السحب).

في كلتا الحالتين، يدور المجال الكهرومغناطيسي للجزء الثابت ودوار المحرك في اتجاهات مختلفة. انزلاق المحرك في الوضع الاحترافي

تكون التضمينات دائمًا أكبر من واحد:

في الحالة الأولى (الشكل 6.14)، ينتقل المحرك الذي يعمل عند النقطة 1، بعد تغيير ترتيب مراحل المحرك، إلى وضع الكبح عند النقطة G، وتنخفض سرعة القيادة بسرعة تحت تأثير عزم الكبح م تيوثابت آنسة.عند التباطؤ إلى سرعة قريبة من الصفر، يجب إيقاف تشغيل المحرك، وإلا فسوف يتسارع في الاتجاه المعاكس للدوران.

أرز. 6.14.

في الحالة الثانية، بعد إزالة الفرامل الميكانيكية، يتم تشغيل المحرك في الاتجاه الصعودي، تحت تأثير خطورة الحمل المنخفض، سوف يدور في الاتجاه المعاكس بسرعة تقابل النقطة 2. التشغيل في العداد - يمكن تبديل الوضع تحت تأثير حمل السحب عند استخدام المحركات ذات الدوار المجروح. في هذه الحالة، يتم إدخال مقاومة إضافية كبيرة في دائرة الدوار، والتي تتوافق مع الخاصية 2 في الشكل. 6.14.

من الناحية الحيوية، فإن نظام التبديل المضاد غير مواتٍ للغاية. يتجاوز التيار في هذا الوضع للمحركات ذات القفص السنجابي غير المتزامن تيار البداية، حيث يصل إلى 10 أضعاف القيمة. تتكون الخسائر في دائرة دوار المحرك من خسائر الدائرة القصيرة للمحرك والطاقة التي تنتقل إلى عمود المحرك أثناء الكبح: A ص ع = L/T شارك 0 + م تي (س.

بالنسبة للمحركات ذات القفص السنجابي، يكون وضع العودة إلى الخلف ممكنًا فقط لبضع ثوانٍ. عند استخدام المحركات ذات الدوار المجروح في وضع التبديل العكسي، من الضروري تضمين مقاومة إضافية في دائرة الدوار. في هذه الحالة، تظل خسائر الطاقة كبيرة بنفس القدر، ولكنها تنتقل من حجم المحرك إلى مقاومات الدوار.

38) الخصائص الميكانيكية للمحرك غير المتزامن.

الخصائص الميكانيكية. يسمى اعتماد سرعة الدوار على الحمل (عزم الدوران على العمود) بالخاصية الميكانيكية للمحرك غير المتزامن (الشكل 262، أ). عند الحمل المقدر، تكون سرعة الدوران للمحركات المختلفة عادةً 98-92.5% من سرعة الدوران n 1 (slip s nom = 2 - 7.5%). كلما زاد الحمل، أي عزم الدوران الذي يجب أن يطوره المحرك، انخفضت سرعة الدوار. كما يظهر المنحنى

أرز. 262. الخصائص الميكانيكية للمحرك غير المتزامن: أ - طبيعي. ب - عند تشغيل مقاومة متغيرة

في التين. 262a، تنخفض سرعة دوران المحرك غير المتزامن بشكل طفيف فقط مع زيادة الحمل في النطاق من الصفر إلى أعلى قيمة له. لذلك يقال أن مثل هذا المحرك يتمتع بخاصية ميكانيكية صلبة.

يطور المحرك أقصى عزم دوران M max مع بعض الانزلاق s kp يصل إلى 10-20%. تحدد النسبة M max /M nom سعة التحميل الزائد للمحرك، وتحدد النسبة M p /M nom خصائص البداية.

لا يمكن للمحرك أن يعمل بثبات إلا إذا تم ضمان التنظيم الذاتي، أي يتم إنشاء توازن تلقائي بين عزم الحمل M int المطبق على العمود وعزم الدوران M الذي تم تطويره بواسطة المحرك. يتوافق هذا الشرط مع الجزء العلوي من الخاصية حتى يتم الوصول إلى M max (إلى النقطة B). إذا تجاوز عزم الدوران M عزم الدوران M الأقصى، فإن المحرك يفقد الاستقرار ويتوقف، في حين أن تيارًا أكبر بمقدار 5-7 مرات من التيار المقدر سوف يمر عبر لفات الماكينة لفترة طويلة، ويمكن أن يحترق .

عندما يتم توصيل مقاومة متغيرة بدائرة لف الدوار، نحصل على عائلة من الخصائص الميكانيكية (الشكل 262، ب). السمة 1 عندما يعمل المحرك بدون مقاومة متغيرة تسمى طبيعية. الخصائص 2 و 3 و 4، التي يتم الحصول عليها عن طريق توصيل المقاومة المتغيرة بالمقاومات R 1п (المنحنى 2)، R 2п (المنحنى 3) و R 3п (المنحنى 4) بملف دوار المحرك، تسمى الخصائص الميكانيكية المتغيرة. عند تشغيل مقاومة متغيرة، تصبح الخاصية الميكانيكية أكثر ليونة (أكثر انخفاضًا بشكل حاد)، مع زيادة المقاومة النشطة لدائرة الدوار R 2 وزيادة s kp. هذا يقلل من تيار البداية. يعتمد عزم الدوران M p أيضًا على R 2. يمكنك تحديد مقاومة المقاومة المتغيرة بحيث يكون عزم الدوران M p مساوياً للحد الأقصى M max.

في المحرك ذو عزم الدوران المتزايد، تقترب الخاصية الميكانيكية الطبيعية في شكلها من خاصية المحرك مع تشغيل مقاومة متغيرة. إن عزم دوران محرك القفص السنجابي المزدوج يساوي مجموع عزمي الدوران الناتجين عن أقفاص العمل والبدء. لذلك، يمكن الحصول على الخاصية 1 (الشكل 263) من خلال جمع الخاصيتين 2 و3 التي أنشأتها هذه الخلايا. عزم الدوران M 'p لمثل هذا المحرك أكبر بكثير من عزم الدوران M 'p لمحرك قفص السنجاب التقليدي. الأداء الميكانيكي للمحرك ذو الفتحة العميقة هو نفس أداء محرك القفص السنجابي المزدوج.

خصائص العمل فقط في أي حالة !!!

خصائص الأداء.خصائص التشغيل للمحرك غير المتزامن هي اعتمادات سرعة الدوران n (أو الانزلاق s) وعزم الدوران على العمود M 2 وتيار الجزء الثابت I 1 الكفاءة؟ وكوس؟ 1 ، من الطاقة المفيدة P 2 = P mx عند القيم المقدرة للجهد U 1 والتردد f 1 (الشكل 264). لقد تم تصميمها فقط لمنطقة التشغيل المستقر العملي للمحرك، أي من الانزلاق الذي يساوي الصفر إلى الانزلاق الذي يتجاوز الاسمي بنسبة 10-20٪. تتغير سرعة الدوران n قليلًا مع زيادة خرج الطاقة P2، تمامًا كما هو الحال في الخاصية الميكانيكية؛ يتناسب عزم الدوران على العمود M 2 مع القوة P 2، وهو أقل من اللحظة الكهرومغناطيسية M بقيمة عزم دوران الكبح M tr الناتج عن قوى الاحتكاك.

يزداد تيار الجزء الثابت I 1 مع زيادة خرج الطاقة، لكن عند P 2 = 0 يوجد تيار عدم حمل I 0 . تختلف الكفاءة بنفس الطريقة تقريبًا كما هو الحال في المحول، مع الحفاظ على قيمة كبيرة إلى حد ما على مدى حمل واسع نسبيًا.

أعلى قيمة للكفاءة للمحركات غير المتزامنة ذات الطاقة المتوسطة والعالية هي 0.75-0.95 (تتمتع الآلات عالية الطاقة بكفاءة أعلى في المقابل). عامل الطاقة كوس؟ 1 من المحركات غير المتزامنة ذات الطاقة المتوسطة والعالية عند التحميل الكامل هي 0.7-0.9. وبالتالي، فإنها تقوم بتحميل محطات توليد الطاقة والشبكات بتيارات تفاعلية كبيرة (من 70 إلى 40٪ من التيار المقنن)، وهو ما يعد عيبًا كبيرًا لهذه المحركات.

أرز. 263. الخصائص الميكانيكية للمحرك غير المتزامن مع زيادة عزم الدوران (مع قفص السنجاب المزدوج)

أرز. 264. خصائص أداء محرك غير متزامن

عند الأحمال التي تتراوح بين 25-50٪ من الحمل الاسمي، والتي غالبًا ما يتم مواجهتها أثناء تشغيل الآليات المختلفة، ينخفض ​​​​عامل الطاقة إلى قيم غير مرضية من وجهة نظر الطاقة (0.5-0.75).

عند إزالة الحمل من المحرك، ينخفض ​​معامل القدرة إلى قيم 0.25-0.3، وبالتالي لا ينبغي السماح للمحركات غير المتزامنة بالعمل بسرعة خاملة أو بأحمال ناقصة كبيرة.

التشغيل بجهد منخفض وفقدان إحدى المراحل.إن تقليل جهد الشبكة ليس له تأثير كبير على سرعة الدوار للمحرك غير المتزامن. ومع ذلك، في هذه الحالة، يتم تقليل الحد الأقصى لعزم الدوران الذي يمكن للمحرك غير المتزامن تطويره بشكل كبير (عندما ينخفض ​​الجهد بنسبة 30٪، فإنه ينخفض ​​بحوالي مرتين). لذلك، إذا انخفض الجهد بشكل كبير، فقد يتوقف المحرك، وإذا كان الجهد منخفضًا، فقد لا يبدأ العمل.

واحد. ملاحظة. التيار المتردد ، عندما ينخفض ​​​​الجهد في شبكة الاتصال ، فإن الجهد في الشبكة ثلاثية الطور ، والتي من خلالها المحركات غير المتزامنة التي تقود دوران الآلات المساعدة (المراوح ، الضواغط ، المضخات) تنخفض أيضًا وفقًا لذلك. من أجل ضمان التشغيل الطبيعي للمحركات غير المتزامنة بجهد منخفض (يجب أن تعمل بشكل طبيعي عندما ينخفض ​​الجهد إلى 0.75U nom)، تكون طاقة جميع محركات الماكينة المساعدة عند . ملاحظة. يتم أخذ ما يقرب من 1.5-1.6 مرة أكبر مما هو ضروري لقيادتها بالجهد المقنن. يعد احتياطي الطاقة هذا ضروريًا أيضًا بسبب بعض عدم التماثل في جهود الطور، لأنه على سبيل المثال. ملاحظة. يتم تشغيل المحركات غير المتزامنة ليس من مولد ثلاثي الطور، ولكن من مقسم الطور. إذا كانت الجهود غير متوازنة، فإن تيارات الطور للمحرك ستكون غير متساوية ولن يكون إزاحة الطور بينهما مساوية لـ 120 درجة. ونتيجة لذلك، سوف يتدفق تيار أكثر خلال إحدى المراحل، مما يتسبب في زيادة تسخين اللفات في هذه المرحلة. وهذا يجبر المحرك على الحد من حمله مقارنة بتشغيله بجهد متماثل. بالإضافة إلى ذلك، مع عدم تناسق الجهد، لا ينشأ مجال مغناطيسي دائري، ولكن بيضاوي الشكل ويتغير شكل الخصائص الميكانيكية للمحرك إلى حد ما. في الوقت نفسه، يتم تقليل عزم الدوران الأقصى وعزم الدوران. يتميز عدم تناسق الجهد بمعامل عدم تناسق، وهو يساوي متوسط ​​الانحراف النسبي (بالنسبة المئوية) للجهود في المراحل الفردية عن متوسط ​​الجهد (المتماثل). يعتبر نظام الجهد ثلاثي الطور متماثلًا عمليًا إذا كان هذا المعامل أقل من 5٪.

إذا انكسرت إحدى المراحل، يستمر المحرك في العمل، لكن التيارات المتزايدة سوف تتدفق عبر المراحل غير التالفة، مما يتسبب في زيادة تسخين اللفات؛ ولا ينبغي السماح بمثل هذا النظام. من المستحيل بدء تشغيل المحرك بمرحلة مكسورة، لأن هذا لا يخلق مجالًا مغناطيسيًا دوارًا، ونتيجة لذلك لن يدور دوار المحرك.

استخدام المحركات غير المتزامنة لقيادة الآلات المساعدة. ملاحظة. يوفر مزايا كبيرة على محركات التيار المستمر. عندما ينخفض ​​الجهد في شبكة الاتصال، فإن سرعة دوران المحركات غير المتزامنة، وبالتالي إمداد الضواغط والمراوح والمضخات، لا تتغير عمليا. في محركات التيار المستمر، تتناسب سرعة الدوران مع جهد الإمداد، وبالتالي يتم تقليل إمداد هذه الآلات بشكل كبير.

الخصائص الميكانيكية للمحركات غير المتزامنة

المحركات الحثية هي المحركات الرئيسية المستخدمة على نطاق واسع في كل من الصناعة والإنتاج الصناعي الزراعي. تتمتع بمزايا كبيرة مقارنة بأنواع المحركات الأخرى: فهي سهلة التشغيل وموثوقة ومنخفضة التكلفة.

في محرك غير متزامن ثلاثي الطور، عندما يتم توصيل ملف الجزء الثابت بشبكة جهد متناوب ثلاثية الطور، يتم إنشاء مجال مغناطيسي دوار، والذي، من خلال عبور موصلات ملف الدوار، يؤدي إلى تحفيز القوة الدافعة الكهربية فيها، تحت تأثير التي تظهر التدفق الحالي والمغناطيسي في الدوار. تفاعل التدفقات المغناطيسية للجزء الثابت والدوار يخلق عزم دوران المحرك. لا يمكن ظهور المجالات الكهرومغناطيسية، وبالتالي عزم الدوران، في ملف الجزء المتحرك إلا في حالة وجود اختلاف بين سرعات دوران المجال المغناطيسي للجزء الثابت والعضو الدوار. ويسمى هذا الاختلاف في السرعة بالانزلاق.

إن انزلاق المحرك التحريضي هو مقياس لمدى تأخر الجزء المتحرك في دورانه عن دوران المجال المغناطيسي للجزء الثابت. ويشار إليه بالحرف سويتم تحديده بواسطة الصيغة

, (2.17)

حيث w 0 هي السرعة الزاوية لدوران المجال المغناطيسي للجزء الثابت (السرعة الزاوية المتزامنة للمحرك) ؛ w هي السرعة الزاوية للدوار. ν – سرعة دوران المحرك بالوحدات النسبية.

تعتمد سرعة دوران المجال المغناطيسي للجزء الثابت على تردد تيار شبكة الإمداد Fوعدد أزواج القطب رمحرك: . (2.18)

يمكن استخلاص معادلة الخصائص الميكانيكية للمحرك غير المتزامن بناءً على الدائرة المكافئة المبسطة الموضحة في الشكل 2.11. تستخدم التسميات التالية في الدائرة المكافئة: يو ف- جهد المرحلة الأولية. أنا 1- المرحلة الحالية في اللفات الجزء الثابت؛ أنا 2- انخفاض التيار في اللفات الدوارة؛ × 1- مفاعلة ملف الجزء الثابت؛ ص 1, ص 1 2- المقاومة النشطة في ملفات الجزء الثابت والعضو المتحرك المنخفض، على التوالي؛ × 2΄ - انخفاض التفاعل في اللفات الدوارة؛ ص0, × 0- المقاومة النشطة والمتفاعلة لدائرة المغنطة؛ س- انزلاق.

وفقًا للدائرة المكافئة في الشكل 2.11، فإن التعبير عن تيار الجزء الدوار له الشكل

أرز. 2.11. رسم تخطيطي لاستبدال محرك غير متزامن

يمكن تحديد عزم دوران المحرك التعريفي من التعبير Mw 0 S=3(I 2 ΄) 2 R 2وفقا للصيغة

استبدال القيمة الحالية أنا 2 نومن الصيغة (2.19) إلى الصيغة (2.20) نحدد عزم المحرك حسب الانزلاق أي: التعبير التحليلي للخصائص الميكانيكية للمحرك غير المتزامن له الشكل

الرسم البياني للتبعية م= F (س)لوضع المحرك معروض في الشكل 2.12. أثناء التسارع، يتغير عزم دوران المحرك عن عزم البدء م نحتى الحد الأقصى للحظة، وهو ما يسمى اللحظة الحرجة م. يُطلق على سرعة الانزلاق والمحرك المقابلة لأقصى عزم دوران (الحد الأقصى) اسم "حرج" ويتم تحديدهما وفقًا لذلك S إلى، ث ل. وبمساواة المشتقة بالصفر في التعبير (2.21)، نحصل على قيمة الانزلاق الحرج س ك، حيث يطور المحرك أقصى عزم دوران:

أين X ك = (X 1 + X 2 ΄) –المفاعلة الحركية.

لوضع المحرك س لمأخوذة بعلامة "زائد" ، للتزامن الفائق - بعلامة "ناقص".

استبدال القيمة س ل(2.22) في التعبير (2.21)، نحصل على الصيغ للحظة القصوى:

أ) لوضع المحرك

ب) للكبح الفائق المتزامن

تشير علامة التساوي في علامة الزائد (2.22) و (2.23) إلى وضع المحرك والكبح الخلفي؛ صيغ تسجيل الدخول ناقص (2.21) و (2.22) و (2.24) - إلى الوضع الفائق التزامن لمحرك يعمل بالتوازي مع الشبكة (مع ث>ث 0).

كما يتبين من (2.23) و(2.24)، فإن الحد الأقصى لعزم الدوران للمحرك الذي يعمل في وضع الكبح فائق التزامن سيكون أكبر مقارنة بوضع المحرك بسبب انخفاض الجهد عبر ص 1(الشكل 2.11).

إذا تم قسمة التعبير (2.21) على (2.23) وتم إجراء عدد من التحويلات مع مراعاة المعادلة (2.22)، فيمكننا الحصول على تعبير أبسط للتبعية م= F (س):

أين – معامل في الرياضيات او درجة.

إهمال المقاومة النشطة للملف الثابت ص 1، لأن بالنسبة للمحركات غير المتزامنة التي تزيد قدرتها عن 10 كيلو واط، تكون المقاومة R 1 أقل بكثير × ك، يمكن أن تكون مساوية أ ≈ 0، حصلنا على صيغة أكثر ملاءمة وأبسط للحسابات لتحديد عزم دوران المحرك من خلال انزلاقه (صيغة كلوس):

. (2.26) إذا كان في التعبير (2.25) بدلاً من القيم الحالية مو ساستبدل القيم الاسمية ودل على تعدد اللحظات م إلى /م نخلال com.kmax، نحصل على صيغة مبسطة لتحديد الانزلاق الحرج:

وفي (2.27) خذ أي نتيجة للحل الموجود تحت الجذر بإشارة "+"، لأنه بإشارة "-" لا يكون حل هذه المعادلة منطقيا. المعادلات (2.21)، (2.23)، (2.24)، (2.25)، (2.26) هي تعبيرات تصف الخصائص الميكانيكية للمحرك غير المتزامن (الشكل 2.12).

يمكن الحصول على الخصائص الميكانيكية الاصطناعية للمحرك غير المتزامن عن طريق تغيير الجهد أو تردد التيار في شبكة الإمداد أو عن طريق إدخال مقاومات إضافية في الدائرة الثابتة أو الدوارة.

دعونا نفكر في تأثير كل من هذه المعلمات ( ش، و، ص د)على الخصائص الميكانيكية للمحرك غير المتزامن.

تأثير الجهد العرض.تحليل المعادلتين (2.21) و (2.23) يوضح أن تغير جهد الشبكة يؤثر على عزم المحرك ولا يؤثر على انزلاقه الحرج. في هذه الحالة، يتغير عزم الدوران الناتج عن المحرك بما يتناسب مع مربع الجهد:

م≡ كو 2, (2.28)

أين ك- المعامل يعتمد على معلمات المحرك والانزلاق.

يتم عرض الخصائص الميكانيكية للمحرك غير المتزامن عند تغيرات جهد الشبكة في الشكل. 2.13. في هذه الحالة ش ن= ش 1 > ش 2 > ش 3.

تأثير المقاومة النشطة الخارجية الإضافية المضمنة في الدائرة الثابتة.يتم إدخال مقاومات إضافية في الدائرة الثابتة لتقليل قيم تيار البداية وعزم الدوران (الشكل 2.14 أ). إن انخفاض الجهد عبر المقاومة الخارجية هو في هذه الحالة وظيفة لتيار المحرك. عند بدء تشغيل المحرك، عندما تكون القيمة الحالية مرتفعة، ينخفض ​​\u200b\u200bالجهد على اللفات الجزء الثابت.

الشكل 2.14. مخطط التوصيل (أ) والخصائص الميكانيكية (ب) للمحرك غير المتزامن عند توصيل المقاومة النشطة بالدائرة الثابتة

في هذه الحالة، وبحسب المعادلات (2.21)، (2.22)، (2.23)، يتغير عزم البدء م ص، لحظة حاسمة م كوالسرعة الزاوية ω ل. يتم عرض الخصائص الميكانيكية لمختلف المقاومات الإضافية في الدائرة الثابتة في الشكل 2.14ب، حيث رد 2 > رد 1 .

تأثير المقاومة الخارجية الإضافية المدرجة في الدائرة الدوارة. عندما يتم تضمين مقاومة إضافية في الدائرة الدوارة لمحرك به دوار ملفوف (الشكل 2.15 أ)، يزداد انزلاقه الحرج، وهو ما يفسره التعبير.

الشكل 2.15. مخطط التوصيل (أ) والخصائص الميكانيكية (ب) لمحرك غير متزامن مع دوار ملفوف عند توصيل مقاومة إضافية بدائرة الدوار

لم يتم تضمين القيمة R / 2 في التعبير (2.23)، نظرًا لأن هذه القيمة لا تؤثر على MK، وبالتالي تظل اللحظة الحرجة دون تغيير لأي R / 2. يتم عرض الخصائص الميكانيكية للمحرك غير المتزامن مع دوار الجرح مع مقاومات إضافية مختلفة في دائرة الدوار في الشكل 2.15 ب.

تأثير تردد التيار الكهربائي. يؤثر تغيير تردد التيار على قيمة المفاعلة الحثية X إلىمحرك غير متزامن، وكما يتبين من المعادلات (2.18)، (2.22)، (2.23) و (2.24)، يؤثر على السرعة الزاوية المتزامنة w 0، الانزلاق الحرج س لولحظة حرجة م الى. علاوة على ذلك ; ; ث 0 درجة فهرنهايت، أين ج1، ج2- المعاملات التي تحددها المعلمات الحركية المستقلة عن التردد الحالي F.

الخصائص الميكانيكية للمحرك عند تغيير تردد التيار Fمعروضة في الشكل 2.16.