يتم إنشاء MF الدوار الرئيسي في آلة غير متزامنة كهرومغناطيسيًا باستخدام ملف الجزء الثابت ثلاثي الطور المتصل بشبكة تيار متناوب ثلاثية الطور أو [rpm]، حيث يكون تردد شبكة الإمداد، و ص- عدد أزواج أقطاب ملف الجزء الثابت. يؤدي هذا إلى ظهور عدد من سرعات دوران المجال المغناطيسي المحتملة لشبكة صناعية بتردد 50 هرتز: 3000، 1500، 1000، 750، 600، إلخ. [دورة في الدقيقة]
يتم تحديد اتجاه دوران المجال المغناطيسي من خلال تسلسل توصيل اللفات بالشبكة ثلاثية الطور. لتغيير اتجاه الدوران، يكفي تبديل نقاط الاتصال لأي ملفين.
المفاهيم الأساسية ومبدأ تشغيل الآلة غير المتزامنة
يظهر الشكل 1 مخطط تصميم الآلة غير المتزامنة. وهي تتكون من حزمة الجزء الثابت 1 مع فتحات 2 لوضع اللف ودوار أسطواني 3 في الفتحات الدائرية التي توجد بها الموصلات (القضبان) 4 من لفاتها. يتم إغلاق القضبان عند الحواف بواسطة حلقات (غير موضحة في الشكل)، لذلك يسمى ملف الدوار بدائرة قصيرة. هذا النوع من الدوار هو الأكثر شيوعًا في الآلات غير المتزامنة، لأنه إنها بسيطة وموثوقة ومتقدمة تقنيًا. إذا قمت بإزالة ملف الدوار عقليًا من مجموعة الدوار، فسيكون له المظهر الموضح في الشكل 2. ويسمى هذا النوع من اللف "القفص السنجابي".
بالإضافة إلى الدوارات من نوع "القفص السنجابي"، تستخدم الآلات غير المتزامنة دوارات يتم فيها وضع نفس الملف ثلاثي الطور في الفتحات (الشكل 3 1) كما هو الحال في الجزء الثابت. للتوصيل بالدوائر الكهربائية الخارجية (5)، يتم إخراج أطراف الملف من خلال حلقات الاتصال (3) والفرش (4) (انظر الشكل). هذا النوع من الدوار يسمى الطور
لا يحتوي ملف الدوار على اتصال كهربائي مع دوائر خارجية وينشأ التيار فيه نتيجة الحث الكهرومغناطيسي. هذه العملية تعمل على النحو التالي. يتم توصيل ملف الجزء الثابت ثلاثي الطور بشبكة التيار المتردد ويشكل تيار اللف () مجالًا مغناطيسيًا دائريًا. يدور حقل الجزء الثابت () في الفضاء بالنسبة لمحور دوران الدوار () ويتقاطع مع قضبان لفه. ونتيجة لذلك، يتم تحفيز emf () فيها، وما إلى ذلك. يتم إغلاق أطراف القضبان الدوارة كهربائياً بواسطة حلقات، ثم يتشكل فيها تيار كهربائي تحت تأثير المجال الكهرومغناطيسي (). تفاعل التيار المتدفق في القضبان مع المجال المغناطيسي الخارجي يؤدي إلى عمل قوة ( F) واللحظة الكهرومغناطيسية المقابلة ( م)، مما يتسبب في دوران الدوار (). وبالتالي، فإن حدوث عزم الدوران ممكن فقط إذا تقاطعت قضبان الدوار مع المجال المغناطيسي للجزء الثابت، ولهذا من الضروري أن يدور الدوار بسرعة مختلفة عن سرعة دوران المجال المغناطيسي، أي. بحيث يدور بشكل غير متزامن مع المجال. ومن هنا يأتي اسم هذا الجهاز - غير متزامن.
يمكن تمثيل ما سبق في شكل تسلسل منطقي يوجد فيه انتقال شرطي واحد فقط من المجال الدوار إلى المجال الكهرومغناطيسي والتيار الدوار. إذا، فإن المجال والدوار يدوران بشكل متزامن ولا يتم إثارة المجال الكهرومغناطيسي الدوار. يُطلق على هذا الوضع اسم التباطؤ ولا يمكن إنشاؤه إلا بسبب عزم الدوران الخارجي.
إذا كانت سرعة دوران الجزء المتحرك أقل من سرعة دوران المجال، فإن عزم الدوران الكهرومغناطيسي المؤثر على الجزء المتحرك يكون موجبًا ويميل إلى تسريعه. عندما تكون سرعة الجزء المتحرك أعلى من سرعة المجال، يتغير اتجاه القوة الدافعة الكهربية والتيار في الجزء المتحرك إلى الاتجاه المعاكس. يتغير عزم الدوران الكهرومغناطيسي أيضًا ويصبح كبحًا.
لوصف العمليات الكهروميكانيكية في آلة غير متزامنة، عادة ما يتم استخدام مفهوم الانزلاق. وهو يساوي الفرق بين سرعات أو ترددات دوران المجال المغناطيسي () والدوار () المتعلق بسرعة أو تردد دوران المجال المغناطيسي 
. ومن ثم يمكن التعبير عن سرعة أو تكرار الدوران بدلالة الانزلاق. وتسمى سرعة أو تردد دوران المجال المغناطيسي أيضًا بالسرعة المتزامنة أو التردد.
التدفق المغناطيسي الرئيسي وتدفقات التسرب. التفاعلات الحثية
التيارات الناجمة عن تدفق القوى الدافعة الكهربية المستحثة في ملف الدوار. إنهم يشكلون مجال الدوار الخاص بهم الذي يدور بالنسبة لجسم الدوار بتردد منزلق. وبالتالي، يشارك مجال الدوار في حركتين دورانيتين - الحركة بالنسبة لجسم الطارة ومعها نسبة إلى الجزء الثابت بتردد . وبالتالي، فإن تردد دوران المجال الدوار يساوي، أي. يدور حقل الجزء المتحرك في الفضاء بنفس تردد مجال الجزء الثابت. ولذلك فإن هذه الحقول ثابتة بالنسبة لبعضها البعض وتشكل مجالًا واحدًا للآلة. يغطي الجزء الرئيسي من مجال التدفق المغناطيسي اللفات الجزء الثابت والدوار، ويعبر فجوة الهواء. يسمى هذا الجزء التدفق المغناطيسي الرئيسي F. ويقترن الجزءان الآخران بواحدة فقط من اللفات ويشكلان تدفقات التسرب المقابلة و. تتشكل تدفقات التسرب في اللفات عن طريق التسرب emf أو emf الحث الذاتي، والتي يمكن تمثيلها من خلال تيارات اللف وتحريض التسرب المقابل، مع الأخذ في الاعتبار أن التيارات في اللفات الجزء الثابت والدوار لها ترددات مختلفة ( و ): و وأين هي مقاومات التسرب الاستقرائي عند تردد الجزء الثابت.
القوى الدافعة الكهربائية للملفات
يتقاطع المجال المغناطيسي الدوار مع لفات الجزء الثابت ويحفز القوة الدافعة الكهربية فيها. قياسا على المحول، يمكننا أن نكتب أين هو معامل اللف، الذي يأخذ في الاعتبار ميزات تصميم لف الجزء الثابت (تقصير الملعب، توزيع اللف بين الفتحات، شطبة الفتحات). في المحولات، صورة المجال المغناطيسي أبسط، لأن يغطي التدفق المغناطيسي الرئيسي جميع دورات اللف تقريبًا ولا يلزم إدخال معامل اللف.
يتم عبور لف الدوار بواسطة التدفق المغناطيسي الرئيسي مع التردد. ومن هنا فإن المجال الكهرومغناطيسي للملف – ، حيث يوجد المجال الكهرومغناطيسي للملف المتحرك عند تردد الجزء الثابت، أي. مع الدوار ثابت.
القوى المحركة المغناطيسية والتيارات للجزء الثابت والدوار
من الممكن تحويل الطاقة الأمثل في آلة غير متزامنة بشرط أن يتم توزيع القوى المحركة المغناطيسية (MFF) للملفات على طول محيط الفجوة وفقًا لقانون الجيوب الأنفية. ومع ذلك، فإن ملفات الجزء الثابت عبارة عن ملفات تنشئ MMF بتوزيع قريب من المستطيل. لذلك، يتم تقسيمها إلى أقسام ووضعها على طول الفجوة في الأخاديد المجاورة. ونتيجة لذلك، يكتسب MMF توزيعًا قريبًا من التوزيع الجيبي، ولكن إذا عزلنا التوافقي المكاني الرئيسي، وهو مطلوب فعليًا لتشغيل الآلة، يتبين أن حساب MMF وفقًا للتعبير صالح لتركيز مركز لف، حيث ثو أنا- سيتم المبالغة في تقدير عدد اللفات والتيار في اللف. لذلك، لحساب MMF لجهاز غير متزامن، ما يسمى معامل اللف، الذي يأخذ في الاعتبار ميزات تصميم اللفات - التوزيع على طول الفجوة، وشطبة الأخاديد وتقصير درجة الصوت. نتيجة لإدخال هذا المعامل، يتحول اللف الموزع الحقيقي، كما كان، إلى ملف مجمع، والذي، مع تيار يساوي التيار في اللف الحقيقي، يخلق MMF مع توزيع جيبي يتوافق مع MMF للتوافقي الأساسي للملف الحقيقي.
هو تيار الجزء الثابت المخفض إلى معلمات ملف الدوار، وهو نسبة تحويل تيارات الآلة غير المتزامنة.
تجدر الإشارة إلى أن عدد مراحل لف الدوار في القفص السنجابي يساوي عدد القضبان، وعدد اللفات هو 0.5.
34 المجال المغناطيسي الدوار
مبدأ الحصول على مجال مغناطيسي دوار.يعتمد تشغيل المحركات غير المتزامنة على مجال مغناطيسي دوار تم إنشاؤه بواسطة MMF للملفات الثابتة.
مبدأ الحصول على مجال مغناطيسي دوار باستخدام نظام ثابت من الموصلات هو أنه إذا تدفقت تيارات منزاحة الطور من خلال نظام من الموصلات الثابتة الموزعة في الفضاء حول دائرة، فسيتم إنشاء حقل دوار في الفضاء. إذا كان نظام الموصلات متماثلًا، وكانت زاوية تحول الطور بين تيارات الموصلات المجاورة هي نفسها، فإن سعة تحريض المجال المغناطيسي الدوار والسرعة تكون ثابتة. إذا تم تشغيل دائرة بها موصلات على مستوى، فمن الممكن باستخدام مثل هذا النظام الحصول على حقل "قيد التشغيل".
المجال الدوار للتيار المتردد لدائرة ثلاثية الطور.دعونا نفكر في الحصول على حقل دوار باستخدام مثال محرك غير متزامن ثلاثي الطور مع ثلاث لفات مُزاحة على طول المحيط بمقدار 120 درجة (الشكل 3.5) ومتصلة بنجمة. دع اللفات الجزء الثابت يتم تشغيلها بجهد متماثل ثلاثي الطور مع تحول طور الفولتية والتيارات بمقدار 120 درجة.
إذا لللف أوهخذ المرحلة الأولية للتيار تساوي الصفر، ثم تكون القيم اللحظية للتيارات بالشكل
تظهر الرسوم البيانية الحالية في الشكل. 3.6. لنفترض أنه في كل ملف يوجد سلكان فقط، يشغلان فتحتين قطريتين.
أرز. 3.5 الشكل. 3.6
كما يظهر في الشكل. 3.6 في الوقت المحدد لالمرحلة الحالية أإيجابية، وعلى مراحل فيو مع- سلبي.
إذا كان التيار موجباً فإننا نأخذ اتجاه التيار من بداية الملف إلى نهايته وهو ما يتوافق مع الإشارة بالإشارة "x" في بداية الملف والعلامة "·" (نقطة) في نهاية اللف. باستخدام قاعدة المروحة اليمنى، من السهل العثور على نمط توزيع المجال المغناطيسي للحظة من الزمن ل(الشكل 3.7، أ). محور المجال المغناطيسي الناتج بالحث فريزتقع أفقيا.
يمكن إثبات أن الحث المغناطيسي الناتج هو مجال دوار ذو سعة
أين دبليو – الحد الأقصى لتحريض مرحلة واحدة. التدخل- الحد الأقصى للتحريض من ثلاث مراحل؛ - الزاوية بين المحور الأفقي والخط المستقيم الذي يربط المركز بنقطة اختيارية بين الجزء الثابت والعضو الدوار.
35. مبدأ تشغيل الآلة غير المتزامنة.
يتضمن التحويل الكهروميكانيكي للطاقة في IM ملفًا ثلاثي الطور 1، يقع على الجزء الثابت الثابت 2 ويخلق مجالًا مغناطيسيًا دوارًا دائريًا، والملف 3 للدوار الدوار 4، حيث يتم توصيل العمود 5 منه بالمشغل . يتم توفير فجوة هوائية 6 بين الجزء الثابت والدوار.
أرز. 1- مبدأ تشغيل المحرك غير المتزامن
عندما يدور المجال المغناطيسي بسرعة:
خطوط الحث المغناطيسي:
يتم تحفيز موصلات لف الدوار المتقاطع والقوة الدافعة الكهربية E 2 وتدفق التيار فيها. يتم تحديد اتجاه المجال الكهرومغناطيسي بواسطة القاعدة " اليد اليمنى"، وقيمته تساوي:
أين ل- الطول النشط لموصل لف الدوار؛
ν 1 - السرعة الخطية لحركة المجال المغناطيسي للجزء الثابت:
د - قطر تجويف الجزء الثابت.
يتزامن اتجاه التيار I 2 مع اتجاه القوة الدافعة الكهربية E 2pr. نتيجة لتفاعل الموصلات مع التيار والمجال المغناطيسي، تؤثر قوة كهرومغناطيسية على كل موصل:
الاتجاه الذي تحدده قاعدة "اليد اليسرى".
مزيج هذه القوى يخلق على الجزء المتحرك قوة محصلة F res وعزمًا كهرومغناطيسيًا M em، مما يتسبب في دوران الجزء المتحرك بسرعة n 2 في نفس اتجاه دوران مجال الجزء الثابت. يتم نقل دوران الدوار عبر العمود إلى المشغل. وبالتالي، يتم تحويل الطاقة الكهربائية الموردة إلى الجزء الثابت من الشبكة إلى طاقة ميكانيكية. عندما يبدأ الجزء المتحرك بالتحرك، يتم تحديد المجال الكهرومغناطيسي في موصلات الجزء المتحرك من خلال الفرق في السرعات ν 1 و ν 2
هذه هي السرعة الخطية لحركة الموصل الدوار.
كلما زادت سرعة دوران العضو الدوار n 2، انخفض المجال الكهرومغناطيسي المستحث فيه، وانخفض التيار Ι 2، وانخفضت القوة Fالعلاقات العامة وF الدقة. عندما يصل الدوار إلى سرعة الدوران n 2 = n 1 , E 2 = 0، يتوقف عمل القوى الكهرومغناطيسية ويتباطأ دوران الدوار تحت تأثير قوى الاحتكاك (في حالة الخمول) أو تحت تأثير لحظة المقاومة المحرك (عند العمل تحت الحمل). لكن عندما تصبح n 2 أقل من n 1، ستبدأ القوة الكهرومغناطيسية في التصرف مرة أخرى.
وبالتالي، في النظام قيد النظر، من الممكن فقط الدوران غير المتزامن (غير المتزامن) للدوار نسبة إلى المجال المغناطيسي الدوار للجزء الثابت.
تتم موازنة اللحظة الكهرومغناطيسية M em مع لحظة المقاومة M من المشغل. كلما زاد M s، كلما زاد عزم الدوران M em، والذي يمكن أن يزيد بشكل أساسي بسبب التيار في الموصلات الدوارة. يتناسب التيار، مع مقاومة الموصل الثابتة، مع القوة الدافعة الكهربية، والتي تعتمد على السرعة التي تعبر بها الموصلات الدوارة المجال المغناطيسي الدوار.
وبالتالي، كلما زاد عزم المقاومة، انخفضت سرعة دوران الجزء المتحرك، والعكس صحيح.
سلوك:
في حالة العضو المتحرك الثابت (n 2 = 0)، يكون الانزلاق 1.0. هذا هو وضع الدائرة القصيرة لـ AD. في وضع الخمول، عندما تكون سرعة الدوار قريبة قدر الإمكان من السرعة المتزامنة (n 2 = n 1)، يكون الانزلاق في حده الأدنى وقريبًا جدًا من الصفر. يُطلق على الانزلاق المطابق للحمل المقدر للمحرك اسم الانزلاق الاسمي S n ويصل إلى وحدات مئوية، اعتمادًا على نوع المحرك والغرض منه.
بالنظر إلى النسبة، يمكن التعبير عن سرعة الجزء الدوار بدلالة n 1 وslip s:
في وضع التشغيل IM، يعبر المجال المغناطيسي الدوار للجزء الثابت ملف الدوار بسرعة:
تردد المجال الكهرومغناطيسي والتيارات الناتجة عن هذا المجال في ملف الدوار يساوي:
وبالتالي، فإن تردد المجالات الكهرومغناطيسية والتيارات في الجزء المتحرك يعتمد على الانزلاق. لذلك، عند S=1 (عند بدء التشغيل) f 2 = f 1، عند وضع الحمل المقدر S n = (0.02...0.04)، f 2 = 1...2 هرتز.
تعمل التيارات المتدفقة في ملف الدوار على إنشاء MMF والمجال المغناطيسي للدوار، والذي يدور بالنسبة للدوار بسرعة:
أخذا بالإعتبار:
سرعة دوران هذا المجال بالنسبة للجزء الثابت هي:
أولئك. يدور المجال المغناطيسي للجزء المتحرك في تجويف الجزء الثابت بنفس السرعة وفي نفس اتجاه مجال الجزء الثابت. لذلك، فهي ثابتة بالنسبة لبعضها البعض وتشكل مجالًا مغناطيسيًا واحدًا تم إنشاؤه بواسطة العمل المشترك لـ MMF للجزء الثابت والدوار.
إذن المتجه هو :
في الشكل 1 يجب اعتباره ناقلًا للمجال المغناطيسي الناتج.
شرط أن تكون المجالات المغناطيسية للجزء الثابت والعضو المتحرك ثابتة بالنسبة لبعضها البعض تعني أن عدد أزواج أقطاب الجزء الثابت ولفات الجزء المتحرك يجب أن يكون بالضرورة هو نفسه، p 1 = p 2 = p. في الجزء الدوار ذو القفص السنجابي، يتم تنفيذ هذا الإجراء تلقائيًا؛ وفي المحرك الدوار، يجب التأكد من ذلك أثناء التصميم. في الوقت نفسه، يمكن أن تكون العلاقة بين عدد مراحل الجزء الثابت ولفات الدوار تعسفية.
الآلة غير المتزامنة قابلة للعكس، أي. يمكن أن تعمل في وضعي المحرك والمولد. إذا تم تسريع الدوار إلى سرعة دوران n 2 >n 1 بمساعدة محرك خارجي، فإن اتجاه المجال الكهرومغناطيسي والتيار في موصلات الدوار سيتغير، وسيغير عزم الدوران الكهرومغناطيسي اتجاهه، والذي سيصبح فرملة . تقوم الآلة غير المتزامنة بتحويل الطاقة الميكانيكية الواردة من محرك الدفع إلى طاقة كهربائية وترسلها إلى الشبكة، أي إلى الشبكة. يذهب إلى وضع المولد.
أثناء تشغيل محرك غير متزامن، يكون وضع التشغيل ممكنًا عند S > 1.0، عندما يدور الجزء المتحرك في الاتجاه المعاكس لاتجاه دوران مجال الجزء الثابت. في هذا الوضع، الذي يسمى وضع الكبح الكهرومغناطيسي (أو وضع التشغيل الخلفي)، يتم توجيه المجال الكهرومغناطيسي والتيار في الدوار بنفس الطريقة كما في وضع المحرك، ولكن يتم توجيه عزم الدوران الكهرومغناطيسي ضد حركة الدوار، أي. هو مثبط. تقوم الآلة بتحويل الطاقة الكهربائية القادمة من الشبكة والطاقة الميكانيكية المنقولة من العمود.
| " |
§ 65. المجال المغناطيسي الدوار
يعتمد تشغيل آلة التيار المتردد متعددة الأطوار على استخدام ظاهرة المجال المغناطيسي الدوار.
يتم إنشاء المجال المغناطيسي الدوار بواسطة أي نظام تيار متردد متعدد المراحل، أي نظام ذو مرحلتين أو ثلاث مراحل، وما إلى ذلك.
لقد لوحظ أعلاه أن التيار المتردد ثلاثي الطور هو الأكثر انتشارًا. لذلك، فكر في المجال المغناطيسي الدوار للملف ثلاثي الطور لآلة التيار المتردد (الشكل 70).
هناك ثلاث ملفات في الجزء الثابت، يتم إزاحة محاورها بشكل متبادل بزاوية 120 درجة. من أجل الوضوح، يتم تصوير كل ملف على أنه يتكون من دورة واحدة تقع في اثنين من الأخاديد (تجويف) للجزء الثابت. في الواقع، الملفات لديها عدد كبير من المنعطفات. تشير الحروف A، B، C إلى بدايات الملفات، X Y، Z - نهاياتها. ترتبط الملفات على شكل نجمة، أي أن الأطراف X، Y، Z متصلة ببعضها البعض لتشكل محايدًا مشتركًا، والبدايات A، B، C متصلة بشبكة تيار متناوب ثلاثية الطور. يمكن أيضًا توصيل الملفات في مثلث.
تتدفق التيارات الجيبية عبر الملفات بنفس السعات Im والتردد ω = 2πf، والتي يتم إزاحة مراحلها بمقدار 1/3 من الفترة (الشكل 71).
تثير التيارات المتدفقة في الملفات مجالات مغناطيسية متناوبة، حيث تخترق خطوطها المغناطيسية الملفات في اتجاه عمودي على مستوياتها. وبالتالي، فإن متوسط الخط المغناطيسي أو محور المجال المغناطيسي الناتج عن الملف A - X سيتم توجيهه بزاوية 90 درجة إلى مستوى هذا الملف.
تظهر اتجاهات المجالات المغناطيسية للملفات الثلاثة في الشكل. 70 متجهًا B A وB B وB C، تم إزاحتها بالنسبة لبعضها البعض بمقدار 120 درجة أيضًا.
في هذه الحالة، في موصلات الجزء الثابت المتصلة بنقاط البداية A وB وC، سيتم توجيه التيارات المقبولة على أنها إيجابية نحو العارض، وفي الموصلات المتصلة بنقاط النهاية X وY وZ، بعيدًا عن العارض (انظر الشكل 70) .
سوف تتوافق الاتجاهات الإيجابية للتيارات مع الاتجاهات الإيجابية للمجالات المغناطيسية، الموضحة في نفس الشكل والتي تحددها قاعدة الثقب.
يوضح الشكل 71 منحنيات التيار للملفات الثلاثة، مما يسمح لك بإيجاد القيمة الحالية اللحظية لكل ملف في أي لحظة من الزمن.
دون التطرق إلى الجانب الكمي للظاهرة، نقوم أولاً بتحديد اتجاهات المجال المغناطيسي الناتج عن ملف ثلاثي الطور لحظات زمنية مختلفة.
في اللحظة t = 0، التيار في الملف A - X يساوي صفر، في الملف B - Y سالب، في الملف C - Z موجب. وبالتالي، في هذه اللحظة لا يوجد تيار في الموصلات A وX، وفي الموصلات C وZ له اتجاه إيجابي، وفي الموصلات B وY له اتجاه سلبي (الشكل 72، أ).
وهكذا، في اللحظة t=0 التي اخترناها، في الموصلات C وY، يتم توجيه التيار نحو المشاهد، وفي الموصلات B وZ - بعيدًا عن المشاهد.
مع اتجاه التيار هذا، وفقًا لقاعدة الثقب، يتم توجيه الخطوط المغناطيسية للمجال المغناطيسي الناتج من الأسفل إلى الأعلى، x. أي أنه في الجزء السفلي من المحيط الداخلي للجزء الثابت يوجد قطب شمالي، وفي الجزء العلوي يوجد قطب جنوبي.
في اللحظة t 1 في الطور A يكون التيار موجبًا، وفي المرحلتين B وC يكون سالبًا. وبالتالي، في الموصلات Y و A و Z، يتم توجيه التيار نحو العارض، وفي الموصلات C و X و B - بعيدًا عن العارض (الشكل 72، ب)، ويتم تدوير الخطوط المغناطيسية للمجال المغناطيسي بمقدار 90 درجة في اتجاه عقارب الساعة نسبة إلى اتجاههم الأولي.
في اللحظة t 2، يكون التيار في المرحلتين A وB موجبًا، وفي المرحلة C يكون سالبًا. وبالتالي، في الموصلات A وZ وB يتم توجيه التيار نحو العارض، وفي الموصلات Y وC وX - بعيدًا عن العارض ويتم تدوير الخطوط المغناطيسية للمجال المغناطيسي بزاوية أكبر بالنسبة لاتجاهها الأولي (الشكل 72، ج).
وهكذا، مع مرور الوقت، هناك تغير مستمر وموحد في اتجاهات الخطوط المغناطيسية للمجال المغناطيسي الناتج عن الملف ثلاثي الطور، أي أن هذا المجال المغناطيسي يدور بسرعة ثابتة.
في حالتنا، يدور المجال المغناطيسي في اتجاه عقارب الساعة.
إذا قمت بتغيير دوران الطور لملف ثلاثي الطور، أي تغيير الاتصال بالشبكة لأي ملفين من الملفات الثلاثة، فإن اتجاه دوران المجال المغناطيسي سيتغير أيضًا. في التين. يوضح الشكل 73 ملفًا ثلاثي الطور تم فيه تغيير اتصال الملفين B وC بالشبكة. من اتجاه الخطوط المغناطيسية للمجال المغناطيسي للأوقات المحددة مسبقًا t=0 وt 1 وt 2 يتضح أن دوران المجال المغناطيسي يحدث الآن عكس اتجاه عقارب الساعة.
إن التدفق المغناطيسي الناتج عن نظام تيار متردد ثلاثي الطور في نظام ملف متماثل له قيمة ثابتة ويساوي في أي وقت مرة ونصف الحد الأقصى للتدفق لطور واحد.
ويمكن إثبات ذلك من خلال تحديد التدفق المغناطيسي الناتج F لأي لحظة من الزمن.
لذا، بالنسبة للحظة t 1، عندما تكون ωt 1 ==90°، تأخذ التيارات في الملفات القيم التالية:
وبالتالي، فإن التدفق المغناطيسي F A للملف A في اللحظة المحددة له أكبر قيمة ويتم توجيهه على طول محور هذا الملف، أي موجب. التدفقات المغناطيسية للملفات B و C هي نصف الحد الأقصى وتكون سالبة (الشكل 74).
يمكن العثور على المجموع الهندسي للتدفقات Fa، Fw، Fs من خلال بنائها بشكل تسلسلي على مقياس مقبول في شكل شرائح. من خلال ربط بداية الجزء الأول بنهاية الأخير، نحصل على جزء من التدفق المغناطيسي الناتج F. عدديًا، سيكون هذا التدفق أكبر مرة ونصف من الحد الأقصى للتدفق لمرحلة واحدة.
على سبيل المثال، بالنسبة للوقت A (انظر الشكل 74)، التدفق المغناطيسي الناتج
نظرًا لأن التدفق الناتج في هذه اللحظة يتزامن مع تدفق Fa ويتم إزاحته بالنسبة لتدفقات Fw وFc بمقدار 60 درجة.
مع الأخذ في الاعتبار أنه في اللحظة t 1، يأخذ التدفق المغناطيسي للملفات قيمًا، ويمكن التعبير عن التدفق المغناطيسي الناتج على النحو التالي:
في اللحظة t=0، تم توجيه المجال المغناطيسي الناتج على طول المحور الرأسي (انظر الشكل 72، أ). في زمن يساوي فترة واحدة من التغيير في التيار في الملفات، سوف يدور التدفق المغناطيسي دورة واحدة في الفضاء وسيتم توجيهه مرة أخرى على طول المحور الرأسي، كما هو الحال في اللحظة t=0.
إذا كان تردد التيار هو f، أي أن التيار يمر بفترات تغير f في ثانية واحدة، فإن التدفق المغناطيسي للملف ثلاثي الطور سوف يصنع f (دورات في الثانية أو 60f في الدقيقة، أي
ن 1 - عدد دورات المجال المغناطيسي الدوار في الدقيقة.
لقد نظرنا إلى أبسط حالة عندما يكون للملف زوج واحد من الأعمدة.
إذا تم لف الجزء الثابت بحيث يتم تقسيم أسلاك كل مرحلة إلى 2، 3، 4، إلخ. مجموعات متطابقة، تقع بشكل متماثل حول محيط الجزء الثابت، فإن عدد أزواج القطب سيكون مساوياً 2 ، 3، 4، الخ، على التوالي.
في التين. يُظهر الشكل 75 ملفًا أحادي الطور يتكون من ثلاث ملفات تقع بشكل متناظر حول محيط الجزء الثابت وتشكل ستة أقطاب أو ثلاثة أزواج من الأعمدة.
في اللفات متعددة الأقطاب، يدور المجال المغناطيسي خلال فترة واحدة من تغير التيار بزاوية مقابلة للمسافة بين قطبين لهما نفس الاسم.
وبالتالي، إذا كان الملف يحتوي على 2، 3، 4، إلخ. أزواج من الأقطاب، فإن المجال المغناطيسي خلال فترة واحدة من تغير التيار يدور إلى جزء من محيط الجزء الثابت، وما إلى ذلك. في الحالة العامة، يشار إليها بالحرف رعدد أزواج الأقطاب، نجد أن المسار الذي يقطعه المجال المغناطيسي خلال فترة واحدة من تغير التيار يساوي واحدًا ر- ذلك الجزء من محيط الجزء الثابت. وبالتالي، فإن عدد الدورات في الدقيقة للمجال المغناطيسي يتناسب عكسيا مع عدد أزواج الأقطاب، أي.
مثال 1.حدد عدد دورات المجال المغناطيسي للآلات بعدد أزواج الأقطاب ر=1 و2 و3 و4، تعمل من الشبكة بتردد حالي قدره f=50 هرتز.
حل. عدد دورات المجال المغناطيسي
مثال 2. المجال المغناطيسي لآلة متصلة بشبكة بتردد حالي قدره 50 هرتز يبلغ 1500 دورة في الدقيقة. حدد عدد دورات المجال المغناطيسي لهذا الجهاز إذا كان متصلاً بشبكة بتردد حالي 60 هرتز.
حل. عدد أزواج أقطاب الآلة
عدد دورات المجال المغناطيسي عند التردد الجديد
أسئلة التحكم
- شرح مبدأ التصميم والتشغيل للمولد ثلاثي الطور.
- في أي حالة لا تكون هناك حاجة إلى سلك محايد عند توصيل ملفات المولد وأجهزة الاستقبال بنجمة؟
- ما هي العلاقة بين القيم الخطية والطورية للجهود والتيارات عند توصيل مصادر الطاقة والمستهلكين بنجم ومثلث؟
- ما هي مميزات الاتصال المثلث بين أجهزة الاستقبال؟
- ما التعبير الذي يحدد قوة تيار ثلاثي الطور تحت حمل متماثل؟
- كيف يمكنك تغيير اتجاه دوران المجال المغناطيسي لنظام ملف متماثل ثلاثي الطور؟
- ما الذي يحدد سرعة دوران المجال المغناطيسي لنظام متماثل ثلاثي الطور؟
في الفقرة السابقة تبين أن سرعة دوران المجال المغناطيسي ثابتة ويتحدد بتردد التيار. على وجه الخصوص، إذا تم وضع ملف المحرك ثلاثي الطور في ست فتحات على السطح الداخلي للجزء الثابت (الشكل 5-7)، فكما هو موضح (انظر الشكل 5-4)، سوف يدور محور التدفق المغناطيسي
لمدة نصف دورة من التيار المتردد بمقدار نصف دورة ولمدة كاملة - بدورة واحدة. يمكن تمثيل سرعة دوران التدفق المغناطيسي على النحو التالي:
في هذه الحالة، يخلق ملف الجزء الثابت مجالًا مغناطيسيًا بزوج واحد من الأقطاب. هذا اللف يسمى ثنائي القطب.
إذا كان ملف الجزء الثابت يتكون من ستة ملفات (ملفان متصلان بالسلسلة لكل مرحلة)، موضوعة في اثنتي عشرة فتحة (الشكل 5-8)، فنتيجة للإنشاءات المشابهة لتلك الخاصة بالملف ثنائي القطب، يمكن الحصول عليها أن محور التدفق المغناطيسي يدور بمقدار ربع دورة ولمدة كاملة - نصف دورة (الشكل 5-9). بدلا من قطبين بثلاثة
اللفات، مجال الجزء الثابت لديه الآن أربعة أقطاب (زوجين من الأعمدة). سرعة دوران المجال المغناطيسي للجزء الثابت في هذه الحالة تساوي
من خلال زيادة عدد الفتحات والملفات وتقديم حجج مماثلة، يمكننا أن نستنتج أن سرعة دوران المجال المغناطيسي في الحالة العامة لأزواج الأقطاب تساوي
نظرًا لأن عدد أزواج الأقطاب يمكن أن يكون عددًا صحيحًا فقط (عدد الملفات في ملف الجزء الثابت يكون دائمًا مضاعفًا لثلاثة)، فإن سرعة دوران المجال المغناطيسي لا يمكن أن يكون لها قيم اعتباطية، ولكن قيم محددة تمامًا (انظر الجدول 5.1).
الجدول 5.1
من الناحية العملية، للحصول على قيمة ثابتة لعزم الدوران المؤثر على العضو الدوار أثناء دورة واحدة، يتم زيادة عدد الفتحات في الجزء الثابت بشكل كبير (الشكل 5-10) ويتم وضع كل جانب من جانبي الملف في عدة فتحات، مع كل لف يتكون من عدة أقسام متصلة فيما بيننا باستمرار. اللفات عادة ما تكون مصنوعة من طبقتين. في كل أخدود يتم وضع جانبين من أقسام ملفين مختلفين أحدهما فوق الآخر، وإذا كان أحد الجانبين النشط يقع في أسفل أخدود واحد، فإن الجانب النشط الآخر من هذا القسم يقع في أعلى أخدود آخر، فإن المقاطع وترتبط الملفات ببعضها البعض بحيث يكون اتجاه التيارات في معظم الموصلات لكل فتحة هو نفسه.
