نظام ثلاثي الطور بستة أسلاك

  • 1.7. حساب الدوائر الكهربائية المعقدة DC.
  • 1.7.1. طريقة التطبيق المباشر لقوانين كيرتشوف
  • 1.7.2. حلقة الطريقة الحالية.
  • 2. مرحلة واحدة AC
  • 2.1. استقبال التيار المتردد على مرحلة واحدة.
  • 2.2. دائرة التيار المتردد ذات المقاومة النشطة
  • 2.3 دائرة تيار متردد ذات مفاعلة حثية.
  • 2.4. دائرة التيار المتردد مع السعة.
  • 2.5. دائرة تيار متردد مع اتصال متسلسل للمقاومات النشطة والحثية والسعوية (دائرة سلسلة r-l-c).
  • 2.6. رنين الجهد
  • 2.7. دائرة تيار متردد مع اتصال متوازي للمقاومات النشطة والحثية والسعوية (دائرة r-l-c الموازية).
  • 2.8. مفهوم الموصلية المكافئة.
  • 2.9. رنين التيارات.
  • 3. التيار المتناوب ثلاثي الطور.
  • 3.1. التيار ثلاثي الطور وإنتاجه
  • 3.2. اتصال النجمة. نظام التيار ثلاثي الطور بأربعة أسلاك
  • 3.3 اتصال ستار. ثلاثة أسلاك، نظام تيار ثلاثي الطور.
  • 3.4. اتصال المثلث.
  • 3.5. قوة النظام على ثلاث مراحل
  • 3.6. قياسات الطاقة المستهلكة بواسطة أجهزة الاستقبال الكهربائية ثلاثية الطور.
  • 4. المحولات.
  • 4.1. الغرض والتطبيقات وتصنيف المحولات
  • 4.2. تصميم ومبدأ تشغيل محول ثنائي الطور أحادي الطور.
  • 4.3. تسكع المحول.
  • 4.4. دائرة مكافئة للمحول في وضع عدم التحميل.
  • 4.5. جلب اللف الثانوي للمحول
  • 4.6. دائرة مكافئة للمحول في وضع التشغيل.
  • 4.7. رسم تخطيطي متجه لوضع التشغيل للمحول.
  • 4.8. كفاءة المحولات.
  • 4.9. التحديد التجريبي لمعلمات المحولات
  • 4.9.1. تجربة الخمول.
  • 4.9.2.. تجربة الدائرة القصيرة.
  • 4.10 خصائص تحميل المحولات.
  • 4.13. خصائص تحميل المحولات.
  • 5. المحركات الكهربائية غير المتزامنة
  • 5.1. مبدأ التشغيل ومجالات تطبيق المحركات غير المتزامنة
  • 5.2. الحصول على مجال مغناطيسي دوار
  • 5.3. بناء المحركات غير المتزامنة
  • 5.4. ينزلق
  • 5.5. التدفقات المغناطيسية و emf لمحرك غير متزامن
  • 5.6. المعادلات الأساسية للمحرك التعريفي
  • 5.7. جلب معلمات لف الدوار إلى لف الجزء الثابت
  • 5.8. مخطط متجه للمحرك التعريفي
  • 5.9. رسم تخطيطي لاستبدال محرك غير متزامن
  • 5.10. فقدان الطاقة وكفاءة المحرك غير المتزامن
  • 5.11. معادلة عزم الدوران
  • 5.12. الخصائص الميكانيكية للمحرك غير المتزامن
  • 5.13. خصائص أداء المحرك غير المتزامن
  • 5.14. بدء التشغيل والتحكم في السرعة وكبح محرك غير متزامن
  • 6. محركات التيار المستمر
  • 6.1. الغرض والجهاز وطرق إثارة محركات التيار المستمر
  • 6.2. مبدأ تشغيل محرك التيار المستمر ومعادلاته الأساسية
  • 6.3. بدء وعكس محرك DC
  • 6.4. التحكم في سرعة المحرك
  • 6.5. كفاءة المحرك
  • 6.6. الخصائص الرئيسية لمحرك التيار المستمر
  • 3.2. اتصال النجمة. نظام أربعة أسلاك ثلاث مراحل الحالية

    إذا قمنا بدمج الأطراف الثلاثة لملفات المولد x و y و z وأطراف مقاومة الحمل الثلاثة Z A و Z B و Z C في النقاط المشتركة N و n، وقمنا بتوصيل البدايات الحرة لملفات المولد A و B و C والحمل محطات المقاومة، على التوالي، لبعضها البعض، ثم تحصل على اتصال نجمة.

    إذا كانت النقاط المشتركة N و n متصلة أيضًا ببعضها البعض، فستحصل على نظام ثلاثي الطور بأربعة أسلاك تكييف(الشكل 3.4)، ويسمى أيضًا التوصيل النجمي بسلك محايد. تسمى ملفات المولد NA و NB و NC بمراحل المولد، وتسمى المقاومات Z A و Z B و Z C بمراحل الحمل.

    أرز. 3.4. نظام التيار بأربعة أسلاك وثلاث مراحل.

    وتسمى النقطتان N وn نقطة صفر المولد ونقطة صفر الحمل على التوالي، ويسمى السلك Nn بالسلك الصفري أو المحايد.

    تسمى الأسلاك AA وBB وCC بالأسلاك الخطية.

    يُسمى الجهد بين الأسلاك الخطية والمحايدة بجهد الطور ويُشار إليه بالرمز U A وU B وU C. يُطلق على الجهد بين سلكين خطيين اسم جهد الخط ويُشار إليه بـ U AB وU BC وU CA.

    كما يمكن أن يرى في الشكل. 3.4، ترتبط جهود الطور بمقاومات الحمل Z A وZ B وZ C، والتي تظهر اتجاهاتها الإيجابية بواسطة الأسهم. في دوائر التيار المتردد ثلاثية الطور، يتم التمييز بين التيارات الخطية I l والمرحلة I f. تسمى التيارات I A I B و I C التي تمر عبر الأسلاك الخطية بالخطية. تسمى التيارات التي تمر عبر ملفات المولد أو من خلال مقاومة الحمل بتيارات الطور.

    في التوصيل النجمي، يتم توصيل كل مرحلة من مراحل المولد، سلك الخط ومرحلة الحمل، على التوالي ويمر عبرهما نفس التيار. وبالتالي، عند توصيله بواسطة نجم، فإن التيار الخطي يساوي تيار الطور، أي. أنا ل = أنا و.

    في الدوائر ثلاثية الطور عندما تكون متصلة بواسطة نجم، تنتج تيارات الطور فقط عن طريق جهود الطور وهناك علاقات بينها يحددها قانون أوم:

    أنا أ = أنا الخامس = أنا ج =

    يتم تحديد تحول الطور بين تيار الطور وجهد الطور بواسطة الصيغ:

    كوس φ ا = ; كوس φ В =

    كوس ج =


    يتم تحديد كمية التيار المتدفق عبر السلك المحايد على أنها المجموع الهندسي لتيارات الطور:

    في دوائر ثلاثية الطور، هناك أحمال متناظرة وغير متناظرة. يسمى الحمل متماثلًا إذا كانت زوايا المقاومة والتحول بين التيار والجهد في جميع مراحل الحمل متماثلة، أي.

    ض أ = ض ب = ض ج؛

    φ أ = φ ب = φ ج . (3.1)

    إذا لم يتم استيفاء أحد الشروط (3.1) على الأقل، فإن حمل النظام ثلاثي الطور يسمى غير متماثل.

    لنقم بإنشاء نظام من المعادلات لتحديد القيم اللحظية للجهود الخطية:

    ش AB = ش أ + (-ش ب)

    ش قبل الميلاد = ش ب + (-ش ج) (3.2)

    ش كاليفورنيا = ش ج + (-ش أ) في قيم الجهد الفعال، سيكون النظام (3.2) صالحاً في شكل متجه أ ب =

    أ- ب قبل الميلاد =

    ب- ج (3.3) كاليفورنيا =

    ج- أاستناداً إلى المعادلات (3.3)، سنقوم ببناء مخطط متجه قطبي لجهود الطور والخط (الشكل 3.5).


    مخطط المتجهات

    يسمى قطبيًا إذا كانت جميع المتجهات تبدأ من نفس النقطة، تسمى قطبًا.

    أرز. 3.5 مخطط جهد المتجه القطبي لنظام نجمي ثلاثي الطور بأربعة أسلاك.

    يوضح الرسم البياني أن الجهود الخطية الثلاثة متساوية مع بعضها البعض ويتم إزاحتها عن بعضها البعض بمقدار 120 درجة.

    من المثلث متساوي الساقين OMN نجد:

    OM = 2OD = 2ON cos30 o = ON

    بما أن U l =U AB =OM، U f =U A =ON، فإننا نحصل أخيرًا على U l = U f.

    وهكذا، في نظام نجمي ذو أربعة أسلاك، يكون جهد الخط هو

    مرات الجهد المرحلة.

    يتم استخدام نظام تيار نجمي مكون من أربعة أسلاك وثلاث مراحل لتشغيل حمل غير متماثل، على سبيل المثال، الإضاءة، حيث يتعطل تناسق الحمل عند إطفاء المصابيح المتوهجة المتصلة بإحدى المراحل.

    الشكل 3.6. مخطط متجه طبوغرافي لنظام نجمي ثلاثي الطور بأربعة أسلاك مع حمل نشط: أ) حمل متماثل ؛ ب) الحمل غير المتماثل

    للتحميل النشط المتماثل

    ز أ = ز ب = ز ج = ر أ = ر ب = ر ج

    أنا أ = أنا ب = أنا ج = أنا ف = =

    من (الشكل 3.6 أ) نحصل عليه أ + ب + ج = 0.

    للحمل النشط غير المتماثل ز أ = ر أ ; ز ب = ر ب ; ز ج = ر ج ; ر أر بر ج ; أنا أأنا بأنا ج .

    ن = أ + ب + ج .

    يتيح لنا تحليل تشغيل نظام تيار ثلاثي الطور بأربعة أسلاك متصل بدائرة نجمية استخلاص الاستنتاجات التالية:

    1. التيارات الخطية تساوي تيارات الطور.

    2. جميع الجهود الخطية متساوية مع بعضها البعض ومتباعدة عن بعضها البعض بمقدار 120 درجة.

    3. جميع جهود الطور متساوية مع بعضها البعض و

    مرات أقل من الفولتية الخط، بغض النظر عن تماثل الحمل.

    4. مع الحمل غير المتماثل، يتم تحديد التيار في السلك المحايد على أنه المجموع الهندسي لتيارات الطور (

    ) ، مع حمل متماثل، التيار في السلك المحايد هو صفر (

    =0).

    بالنسبة للأحمال المتماثلة ليست هناك حاجة لاستخدام سلك محايد. يصبح نظام أربعة أسلاكثلاثة أسلاك (الشكل 1).

    أرز. 1.

    المحركات والمحولات وغيرها لها تناظر المنشآت الصناعية. لا تختلف تيارات نظام ثلاثي الأسلاك تحت التحميل المتماثل عن التيارات في نظام رباعي الأسلاك. سنقوم بالحساب لمرحلة واحدة.

    على سبيل المثال، بالنسبة للمرحلة A، يكون الجهد هو التيار. تشبه مخططات الجهد والتيار نظام الأسلاك الأربعة. إذا كانت مقاومات الطور مختلفة، يتم كسر تماثل الفولتية والتيارات. لا تتغير الفولتية الخطية للنظام إذا مصدر القوة الدافعة الكهربيةمثالية (مولد طاقة عالية)، ولكن إمكانات النقطة المحايدة للمستهلك لم تعد صفراً. يمكن تحديده من خلال طريقة الإمكانات العقدية لعقدتين (n و N) في شكل معقد. جهد التحيز المحايد يساوي أو عند:

    أين هي الموصلية المعقدة لمراحل المستهلك. كما أن جهد الطور للمستهلك لا يساوي أيضًا جهد الطور للمولد:

    يتم تحديد التيارات في المراحل والخطوط بموجب قانون أوم.

    تتميز المخططات الطبوغرافية والمتجهة للجهود والتيارات للمستهلك بخصوصية. منذ ذلك الحين، فإن النقطة المحايدة للمستهلك n لا تتطابق مع النقطة المحايدة للمولد. تم كسر تماثل الفولتية المرحلة. عندما يتغير الحمل في إحدى المراحل، يتغير جهد الطور ليس فقط في هذه المرحلة، ولكن أيضًا في المراحل الأخرى. يتم إنشاء المتجهات الحالية في مخطط المتجهات مع الأخذ بعين الاعتبار مقاومات مرحلة المستهلك.

    يحدث الوضع غير المتماثل، على سبيل المثال، في نظام من أربعة أسلاك (الشكل 2) في حالة حدوث انقطاع في السلك المحايد (الشكل 3).



    أرز. 2.



    أرز. 3.

    لتحديد الفولتية والتيارات للحمل غير المتوازن، قم أولاً بحساب الجهد المحايد.

    يتم تحديد الإجهادات وفقًا لقانون كيرشوف الثاني أو بيانيًا، إذا قمت بإنشاء مخطط طبوغرافي متجه. يتم تحديد التيارات بتقسيم الفولتية على مقاومات معقدةالمراحل المقابلة. التيار يساوي المجموع الهندسي للتيارات في مراحل الاستهلاك.

    في حالة انقطاع السلك في الطور A (الشكل 4) وعدم وجود سلك محايد لحمل متماثل في المرحلتين B وC، فإن الإزاحة المحايدة ستكون:

    أرز. 4.

    تقع النقطة n في منتصف المتجه (الشكل 5)، وتكون الفولتية والتيارات أصغر بعدة مرات مقارنة بالتيارات الاسمية.

    أرز. 5.

    في حالة ماس كهربائىالمرحلة A في حالة عدم وجود سلك محايد Y N = 0 وأي حمل في المرحلتين B و C، فإن الإزاحة المحايدة تساوي E A.

    يتزامن جهد النقطة n مع جهد النقطة A (الشكل 6)، وتكون الجهود مساوية لـ: ، .

    أرز. 6.

    التيارات أعلى مرات من تلك المقدرة والتيار 3 أضعاف تلك المقدرة. في الشكل. يوضح الشكل 6 المتجهات الحالية للحمل النشط للمرحلتين B وC.

    إذا تم تضمين الحث والسعة في المرحلتين B وC، على التوالي، بحيث تكون الموصلية B L = B C = B، وفي المرحلة A مقاومة نشطة متغيرة R (الشكل 7)، ثم عندما تتغير المقاومة R من 0 إلى ما لا نهاية (الموصلية النشطة يتغير G مع هذا من إلى 0)، ويتغير جهد التحيز المحايد من (كما في حالة المرحلة A) إلى -، ويتحرك على طول المحور الحقيقي (الشكل 8):

    في نظام تيار ثلاثي الطور مكون من أربعة أسلاك ومتصل وفقًا لدائرة نجمية، مع حمل متماثل، يكون التيار في السلك المحايد صفرًا. لذلك، في هذه الحالة، يمكن التخلي عن السلك المحايد، ويتحول نظام الأسلاك الأربعة إلى نظام تيار ثلاثي الطور ثلاثي الأسلاك (الشكل 3.7).

    أرز. 3.7 نظام نجمي ثلاثي الطور ثلاثي الأسلاك.

    يشبه الرسم الطبوغرافي المتجه للتيارات والفولتية في نظام "نجمي" ثلاثي الأسلاك مع حمل متماثل الرسم التخطيطي المقابل لنظام رباعي الأسلاك (الشكل 3.6.أ).

    مع الحمل غير المتماثل في نظام ثلاثي الطور، فإن القيم الفعالة للتيارات I A، I B، I C لن تكون متساوية مع بعضها البعض، ومع ذلك، وفقًا لقانون كيرشوف الأول، يجب أن يكون مجموعها الهندسي مساويًا للصفر. لذلك، فإن التيارات في هذه الحالة لن تمثل نظامًا متماثلًا ثلاثي الطور. وبالتالي، فإن جهد الطور عند الحمل سوف يتغير أيضًا، أي. ستصبح جهود الطور المتناظرة غير متماثلة، ولن تتساوى قيمها الفعالة مع بعضها البعض، وستختلف تحولات الطور بينها عن 120 0. بين نقطتي الصفر للمولد N والحمل n، سيظهر جهد U Nn، يسمى جهد التحيز.

    يظهر الشكل 1 مخططًا طبوغرافيًا متجهًا لنظام نجمي ثلاثي الأسلاك مع حمل نشط غير متماثل. 3.8.

    الشكل 3.8. رسم تخطيطي طبوغرافي لنظام نجمي ثلاثي الطور ثلاثي الأسلاك مع حمل مقاوم غير متماثل

    يتيح لنا تحليل المخطط المتجه استخلاص الاستنتاجات التالية:

    تظل الجهود بين الأسلاك الخطية متساوية في الحجم (U AB = U BC = U CA) ويتم إزاحتها بشكل متبادل في الطور بمقدار 120 o لكل من أحمال الطور المتماثلة وغير المتماثلة. إن جهود الطور في شبكة ثلاثية الأسلاك هي نفسها من حيث القيمة فقط في حالة حمل الطور المتماثل. إذا تم انتهاك تماثل حمل الجهد بين الأسلاك الخطية ونقطة الصفر، أي. ستكون جهود الطور للمستهلكين U A و U B و U C مختلفة. ولذلك، فإن العلاقة UL = U f في شبكة ثلاثية الأسلاك صالحة فقط مع حمل طور متماثل.

    الشبكات الكهربائيةيتم تصنيعها بثلاثة أسلاك فقط لتزويد المستهلكين بالطاقة الذين يوفرون حملًا متماثلًا من المراحل (على سبيل المثال، المحركات الكهربائية).

    3.4. اتصال المثلث.

    إذا كانت نهاية المرحلة الأولى لمولد ثلاثي الطور متصلة ببداية الثانية، ونهاية المرحلة الثانية ببداية الثالثة، ونهاية المرحلة الثالثة ببداية الأولى، فسوف الحصول على اتصال المثلث. يمكن أيضًا ربط مقاومات الحمل باستخدام هذا المبدأ. ترتبط رؤوس مراحل المولد ومراحل الحمل التي تحمل الاسم نفسه ببعضها البعض بواسطة أسلاك خطية (الشكل 3.9)

    تمر تيارات الطور I AB وI BC وI CA عبر مقاومات الحمل، وتمر التيارات الخطية I A وI B وIC عبر الأسلاك الخطية. تتم الإشارة إلى الاتجاهات الإيجابية المقبولة للطور والتيارات الخطية بواسطة الأسهم. تسمى الفولتية المطبقة على مقاومات الحمل Z AB و Z BC و Z CA بفولتية الطور.

    وبالتالي، عند توصيل مستهلكات تيار ثلاثية الطور بمثلث، تكون جهود الطور مساوية للجهود الخطية U f = U L

    الشكل: 3.9 النظام الحالي ثلاثي الطور مع اتصال دلتا.

    وفقًا لقانون كيرشوف الأول، بالنسبة للنقاط العقدية A وB وC لدينا

    أنا أ = أنا AB - أنا CA

    ط ب = ط قبل الميلاد - ط أب (3.4)

    أنا C = أنا CA – أنا قبل الميلاد

    في القيم الحالية الفعالة، يكون النظام (3.4) صالحًا في الشكل المتجه:

    ب = قبل الميلاد – أب (3.5)

    ومن نظام المعادلات (3.5) يلي:

    1. كل سطر موجود فيه دائرة ثلاثية الطورعندما يكون متصلاً بمثلث، فإنه يساوي الفرق الهندسي لتيارات الطور المجاورة للنقطة العقدية؛

    2. بالنسبة لأي قيم لتيارات الطور، يكون المجموع الهندسي لتيارات الخط صفرًا، سواء بالنسبة للأحمال المتماثلة أو غير المتماثلة.

    بناءً على نظام المعادلات (3.5)، سنقوم ببناء مخطط متجه للطور والتيارات الخطية عند توصيلها بمثلث بحمل متماثل (الشكل 3.10).

    أرز. 3.10. رسم تخطيطي متجه لنظام دلتا ثلاثي الأسلاك مع حمل متماثل.

    من مثلث OEM نجد العلاقة بين الطور والتيارات الخطية، مع تطبيق منطق مماثل لتلك التي يتم أخذها في الاعتبار بالنسبة للجهود عند توصيل النجم (انظر القسم 3.2)، نحصل على

    أنا L = 2 أنا و cos30 0 = .

    وبالتالي، مع الحمل المتماثل لنظام متصل في مثلث، تكون التيارات الخطية أكبر بعدة مرات من تيارات الطور، وتكون الفولتية الخطية مساوية لجهد الطور.

    يتم استخدام اتصال دلتا فقط لتزويد المستهلكين بالطاقة الذين يوفرون حملًا متماثلًا.

    وفقا لقانون كيرشوف

    (

    ).


    إذا تم توصيل جهاز استقبال منفصل بكل مرحلة من مراحل المولد المتزامن، فإننا نحصل على نظام ثلاثي الطور غير متماسك يتكون من ثلاثة أقسام أحادية الطور من الدائرة.

    دائرة ثلاثية الطور بأربعة أسلاك

    Y - نجمة بسلك محايد.


    لم يتم تطبيق الأنظمة المنفصلة بسبب ارتفاع تكاليف معادن Al و Cu في الأسلاك. من خلال توصيل X، Y، Z - نهايات اللفات المولدة بنهايات جهاز الاستقبال x، y، z، نحصل على نظام ثلاثي الطور بأربعة أسلاك، يسمى النجم بسلك محايد. تسمى الأسلاك التي تربط بداية ملفات المولد والمستقبل بالخطية A-a، B-b، C-c. يسمى السلك الذي يربط طرفي المولد وجهاز الاستقبال بالمحايد. التيارات ط ،أنا ،أنا تسمى المرحلة، لأن أنها تتدفق من خلال مراحل التحميل.

    أنا = أنا ;

    أنا =أنا ، أنا =أنا ، أنا =أنا .

    يسمى الجهد بين سلكين خطيين بالخطي (U ، يو ، يو - الجهد الخطي).

    يسمى الجهد بين الأسلاك الخطية والمحايدة بالطور (U ، يو ، يو - مرحلة).

    العلاقة بين الفولتية المرحلة والخط


    وفقا لقانون كيرشوف



    =

    ش .

    ן

    ן=ן

    ן.

    أنا

    - قانون أوم، أين - المقاومة الكلية .

    =

    - مقاومة مرحلة الاستقبال.


    - تحول الطور بين تيار الطور وجهد الطور.


    يتم تحديد تيار السلك المحايد بموجب قانون كيرشوف للنقطة n.


    أنواع أجهزة الاستقبال

      متماثل.


    - الحمل موحد .


    - حمولة واحدة.

    يعمل السلك المحايد على معادلة جهد الطور عبر الحمل. المقطع العرضي للسلك المحايد أصغر بكثير من الأسلاك الخطية. قد يكون السلك المحايد مفقودًا.

      غير متماثل.

    إذا لم يتم استيفاء أحد الشرطين على الأقل: التجانس أو الانتظام، فإن المتلقي يكون غير متماثل.

    غياب سلك محايد إلزامي.

    3. مرحلة واحدة.


    أنا

    ;

    ;

    .

    أنا

    دائرة ثلاثية الأسلاك ثلاثية الطور


    لا يمكن استخدام هذه الدائرة إلا في حالة تشغيل جهاز الاستقبال المتماثل، وإلا يحدث جهد متحيز محايد بين النقطتين N وn

    ، مما قد يؤدي إلى إتلاف مراحل جهاز الاستقبال.

    تسبب U Nn خللاً في توازن الطور في جهاز الاستقبال غير المتماثل، مما يؤدي إلى فشله.

    المحاضرة 7.دائرة 3 أسلاك ثلاثية الطور. مثلث ▲


    U A , U B , U C - الفولتية الطورية عند خرج المولد.

    U AB، U BC، U CA – الفولتية الخطية.

    U ab، U bc، U ca - الفولتية الطورية عند الحمل.

    i AX، i BY، i CZ - تيارات الطور للمولد.

    أنا أ، أنا ب، أنا ج – التيارات الخطية.

    أنا أب، أنا قبل الميلاد، أنا كاليفورنيا - تيارات الطور على الحمل.

    1) Ū fg = Ū l = Ū fp

    Ū fg - جهد الطور على المولد.

    Ū ل - خط الجهد.

    Ū fp - جهد الطور للمستقبلات.

    لتحديد التيارات الخطية i A و i B و i C سوف نستخدم قانون كيرشوف الأول للعقد A و B و C وكذلك a و b و c

    العقدة أ: - Ī A - Ī BY + Ī AX = 0

    Ī A = Ī AX - Ī BY (i A = i AX - i BY)

    العقدة أ: Ī BY + Ī ca - Ī ab = 0

    Ī أ = Ī أب - Ī كاليفورنيا

    العقدة B: -Ī B + Ī BY - Ī CZ = 0

    Ī B = Ī BY - Ī تشيكوسلوفاكيا

    العقدة ب: i B = i bc - i ab

    Ī ب = Ī قبل الميلاد - Ī AB

    العقدة C: Ī C = Ī CZ - Ī AX

    العقدة ج: Ī ج = Ī كاليفورنيا – Ī قبل الميلاد

    Ī أ = Ī AX - Ī BY

    أنا و = يو و / ض و

    φ f = arctg ((X Cph – X Lph) / R f)

    من المعادلة (i A = i AX - i BY) يتم الحصول على التيار الخطي Ī A عن طريق تراكب ناقلات تيار ثنائية الطور Ī AB - Ī CA.

    في جهاز الاستقبال المتماثل، تكون تيارات الطور هي نفسها ويكون إزاحة الطور بينهما 120˚

    Ī A = Ī ca cos 30˚ + Ī ab cos 30˚ = Ī ca √3 / 2 + Ī ab √3 / 2 → I l =√3I f (مستقبل متماثل)

    الطاقة في دائرة ثلاثية الطور.

    إجمالي P = P A + P B + P C - يتم استهلاك الطاقة النشطة بواسطة الدائرة ثلاثية الطور بأكملها.

    المتلقي متناظرةف أ = ف ب = ف ج ; إجمالي P = 3P f.

    P f = U f I f cosφ f =

    ص: U l = U f √3 ; أنا ل = أنا و

    ▲: U l = U f؛ أنا ل = أنا و √3

    أنا^U^√3cosφ f

    P = U l I l √3cosφ f

    س = U l I l √3sinφ f

    S = U l I l √3

    قياس القدرة في دائرة ثلاثية الطور.


    مثال لقياس القدرة في أجهزة الاستقبال المتناظرة ثلاثية الطور. في هذه الحالة، ستكون القدرة المقاسة في المرحلة A مساوية للقدرات في المرحلتين B وC.

    مجموع ف = 3ف أ

    بيانات كتالوج أجهزة الاستقبال ثلاثية الطور

    Y/▲: U lin.name أنت/لين.اسم ▲؛

    أنا لين. لنا. نعم/أنا lin.name ▲؛

    كوسφ لنا.

    مثال: Y/▲: 660.360 فولت؛ 10/17.1أ؛ 0.78.

    R يوس = يو lin.us. ص√3؛ أنا لين. لنا. نعم نحن.

    Q Yus = P Yus tg φ nom. ;S = √(ع 2 يوس + س 2 يوس);

    I fY = I lineY;U fY = U lineY /√3; Z f = U fY /I fY

    حساب ▲ بشكل مستقل.

    المحاضرة 8. الدوائر المغناطيسية.

    المفاهيم الأساسية.مجموعة من الأجهزة التي تحتوي على أجسام مغناطيسية حديدية ومصممة للمجالات المغناطيسية بالحجم والتكوين المطلوبين.

    يشمل:

    ملف ممغنط بعدد لفات ∆w مصمم للإنشاء المجال المغنطيسيعندما يتدفق التيار.

    نظرًا للقابلية للتمغنط، فإن القلب المغناطيسي (السلك المغناطيسي) يعزز المجال المغناطيسي ويعمل على تقليل الطاقة الكهربائية للملف الممغنط.

    يمكن أن تكون فجوة الهواء (L) جاهزة للعمل عند إنشاء مجال مغناطيسي معين فيها (يحدث عند تجميع دائرة مغناطيسية).

    يتم إنشاء المجال المغناطيسي دائمًا بواسطة التيارات الكهربائية. يتم تقييم القدرة على إنشاء مجال مغناطيسي من خلال القوة الدافعة للمغناطيس F=I*W؛ (أ)

    يتم تحديد شدة واتجاه المجال المغناطيسي بواسطة ناقل الحث المغناطيسي (T) موجهة بشكل عرضي إلى خط المجال المغناطيسي عند نقطة معينة.

    تقوم شدة المجال المغناطيسي H(A/m) بتقييم تأثير المادة على المجال المغناطيسي H=B/μμ؛ μ=4P*10

    نفاذية مغناطيسية ثابتة للفراغ.

    μ >>>1

    μ النفاذية المغناطيسية النسبية.

    يسمى تدفق ناقل الحث المغناطيسي عبر سطح مغلق S بالتدفق المغناطيسي Ф=В* S

    عادة ما يتم وصف الخواص المغناطيسية للمادة باستخدام منحنى المغنطة.


    -الحث المغناطيسي الكافي

    - القوة القسرية.

    تميز دورة عكس مغنطة الفولاذ حلقات التباطؤ

    ملكية تحدد مساحة حلقة التباطؤ خسائر التسخين للمادة أثناء انعكاس المغنطة الدورية. في الأجهزة الكهربائية، يتم استخدام درجات خاصة من الفولاذ ذات القيم المنخفضة

    .

    و

    تصنيف الدوائر المغناطيسية 1. دائرة التيار المتردد و

    العاصمة

    2. الدوائر المغناطيسية المتفرعة وغير المتفرعة

    3. السلاسل المتجانسة وغير المنتظمة

    الدائرة المغناطيسية المتجانسة هي دائرة تكون فيها شدة المجال المغناطيسي في أي قسم منها متساوية، وهذا ممكن إذا كان المقطع العرضي للدائرة المغناطيسية ثابتًا وكانت مادة الدائرة المغناطيسية متجانسة

    ينقسم التدفق المغناطيسي للملف الناتج إلى عنصرين:

    ينقسم التدفق المغناطيسي للملف الناتج إلى عنصرين:

    ف

    التدفق المغناطيسي الرئيسي، التدفق المغناطيسي التسرب،

    الذي يغلقه القلب الذي يغلقه القلب

    من خلال الهواء ومتصلة بمنعطفات الملف

    قانون التيار الكلي للدائرة المغناطيسية.

    تكامل ناقل الجهد على طول محيط مغلق لدائرة مغناطيسية يساوي التيار الإجمالي (المجموع الجبري للتيارات التي تغطيها هذه الدائرة)


    (1)

    وبما أن الدائرة المعنية لا تتفرع، فإن التدفق المغناطيسي في أي قسم من الدائرة المغناطيسية هو نفسه.


    إذا كان التدفق المغناطيسي هو نفسه، إذن


    ;


    (أكون)


    دعونا نحول المعادلة (1) إلى النموذج

    ينقسم التدفق المغناطيسي للملف الناتج إلى عنصرين:

    R ليس خطيًا ويعتمد على ورقة الموقع على منحنى المغنطة

    R ثابت في شكل مقاومة خطية.


    القياس مع الدوائر الكهربائية.


    قانون أوم للدائرة المغناطيسية

    ف=

    لأن

    تظهر مقاومة فجوة الهواء R إلى حد أكبر. وهكذا، كلما زاد طول فجوة الهواء، تزداد المقاومة المغناطيسية R لدرجة إهمال المقاومة المغناطيسية

    ف=

    ملف مثالي ذو قلب في دائرة التيار المتردد.


    - سوبمقاومة سلك الملف.

    الملف المثالي( = 0، ف=0)


    تم تصميم الملف ليتم توصيله بدائرة تيار متردد، ولكن يمكن أيضًا توصيله بالتيار المباشر


    (

    مبدأ التشغيل.

    يقوم التيار المتردد بإنشاء مجال مغناطيسي متناوب، والذي يحفز المجال الكهرومغناطيسي في دورات الملف - الحث الذاتي، والذي، في حالة عدم وجود مقاومة نشطة، يساوي جهد المصدر، أي. U = E – القيم الفعالة.


    ش = ه =

    ينقسم التدفق المغناطيسي للملف الناتج إلى عنصرين:

    ح = ف


    - عدد المنعطفات

    ينقسم التدفق المغناطيسي للملف الناتج إلى عنصرين: - سعة التدفق المغناطيسي

    التردد f

    على الرغم من أن المجال المغناطيسي ينشأ عن طريق التيار، إلا أن قانون تغيره يتحدد من خلال الجهد المطبق على أطراف الملف.

    التدفق المغناطيسي هو أيضًا جيبي ويتخلف عن الجهد بزاوية

    الخصائص الأساسية للتدفق المغناطيسي

    يتم تحديد قيمة كل جهد مادي على التيار المتردد باستخدام خصائص الجهد الحالي.


    تتكون خسائر التسخين الأساسية من جزأين

      يتم تحديد خسائر انعكاس المغنطة من خلال مساحة حلقة الإيماء. لتقليلها، يتم استخدام الفولاذ الكهربائي الخاص.

      عند تسخينها بواسطة تيارات فوكو الحثية لتقليل الخسائر، لا يصبح القلب صلبًا، بل على العكس من ذلك، من عدد كبير من الصفائح المعزولة عن بعضها البعض، وهذا يحقق زيادة في المقاومة لتيار فوكو، وبالتالي تقليل في الخسائر.

    المحاضرة 9. المحولات


    جهاز أحادي الطور دارة كهرومغناطيسية مثالية

    محول محول

    المحول هو جهاز ثابت مصمم لتحويل التيار المتردد من جهد إلى آخر، بتردد وشكل ثابتين.

    الجهاز ومبدأ التشغيل

    يتكون من:

      النواة (النواة المغناطيسية)

      يتم توصيل ملفين من اللفات، الأول منهما بعدد اللفات W 1، بالمصدر ويسمى الابتدائي، والثاني بعدد اللفات W 2، يعمل على توصيل الحمل ويسمى الثانوي.

    نواة مغلفة من ألواح فردية بسمك 0.1-0.3 مم، معزولة عن بعضها البعض، مما يعمل على تقليل الخسائر الناجمة عن التسخين الاستقرائي. يتم عزل اللفات الأولية والثانوية كهربائيًا عن بعضها البعض ويتم توفير الاتصال بينهما بواسطة المجالات المغناطيسية.

    ويستند مبدأ التشغيل على عمل الحث الكهرومغناطيسي

    ه= -


    - تدفق القابض.

    تحت تأثير الجهد المتناوب u، ينشأ تيار i في الدائرة الأولية، مما يثير تدفقًا مغناطيسيًا متناوبًا في القلب.

    يتم إحداث مجال مغناطيسي متناوب في الملف الأولي. e 1 - الحث الذاتي emf و e 2 - الحث المتبادل emf.

    ش 1

    ط 1

    ه 1 ه 2

    إذا اللف الابتدائيقم بتوصيل الحمل، بموجب عمل i 2، سيتم إنشاء تدفق موجه في الاتجاه المعاكس للتدفق المغناطيسي الذي تم إنشاؤه في الدائرة الأولى.

    يشتمل التدفق المغناطيسي الناتج عن تيار اللفات الأولية والثانوية على مكونين:

      التدفق المغناطيسي الرئيسي

      تسرب التدفق

    يتم إغلاق التدفق المغناطيسي الرئيسي في القلب، وتقترن تيارات التسرب فقط مع دورات اللف وتغلق، متجاوزة القلب.

    في المحول المثالي، يتم إهمال تدفقات التسرب والمقاومة النشطة للملفات الأولية والثانوية.

    السرعة الخاملة للمحول المثالي

    ديس1 = ديس2 = 0

    الخمول Q مفتوح

    أنا 2 = 0

    في وضع x.x. التدفقات الحالية في اللف الأساسي I 1x.kh = (0.05-0.1) I 1nom. . يضمن هذا التيار التفاعلي (المغنطيس) إنشاء مجال مغناطيسي، ويتم تشكيل القوة الدافعة الكهربية في الدائرة الأولية.

    ه 1 = 4.44 ث 1 ف م

    في الثانوية:

    ه 2 = 4.44 ث 2 ف م

    نسبة التحول

    يتم تحديد المعامل بنسبة الجهد في الدائرة الأولية للمحول U 1 إلى الجهد في الدائرة الثانوية للمحول U 2:

    ن =

    - يتم تحديد معامل تصميم المحول بعدد لفات ملفات المحول.

    إذا كان n > 1، فإن المحول يسمى محول تنحي.

    إذا ن<1, то трансформатор – повышающий.

    يمكن استخدام نفس المحول كمحول تصاعدي وتنحي.

    يمكن استخدام خطوة للأسفل كخطوة للأعلى، بشرط ألا تتجاوز الفولتية والتيارات قيمها المقدرة.

    العمل تحت الحمل

    س – مغلق .

    أنا2= - قانون أوم.

    يعمل التيار I 2 على إزالة المغناطيسية فيما يتعلق بالتدفق المغناطيسي الرئيسي.

    وفقًا للخاصية الأساسية للتدفق المغناطيسي، مع جهد ثابت U 1، سيكون التدفق المغناطيسي ثابتًا.

    X.x: F = I 1xx W 1

    تحت الحمل: F = I 1 W 1 - I 2 W 2 = I 1xx W 1

    التيار في الدائرة الأولية:

    عندما يظهر الحمل الحالي I 2، يزداد التيار I 1 تلقائيًا (n هي نسبة التحويل)، وبالتالي التعويض عن تأثير إزالة المغناطيسية للتيار I 2.

    محول حقيقي



    يؤدي وجود مقاومات (نشطة ومتفاعلة) في ملفات المحول إلى انخفاض الجهد في الملف الثانوي للمحول مع زيادة الحمل. تنعكس هذه العملية من خلال الخاصية الخارجية للمحول.



    - كفاءة المحولات

    ف 2 = يو 2 أنا 2 كوس - الطاقة النشطة المقدمة للحمل.

    المحول هو محول للكهرباء. ثم إذا أهملنا الخسائر في المحول، فإن S 1 = S 2، حيث S 1 = U 1 I 1، S 2 = U 2 I 2

    ن =

    يحدد جواز سفر المحول الطاقة الإجمالية

    س = U2nom أنا 2nom

    عامل تحميل المحولات - نسبة الطاقة الحالية إلى قدرتها المقدرة:




    ف2 = S 2NOM كوس - الطاقة النشطة التي يستهلكها الحمل.

    P1 = P2 + P - الطاقة النشطة في الدائرة الأولية للمحول.

    خسائر المحولات تتكون من

    - الخسائر في ومن النحاس

    - الخسائر في فولاذ المحولات.

    يحدد جواز سفر المحول القيمة


    - الخسائر في النحاس عند الحمل المقنن.


    - الكفاءة تحت الحمل.

    الرموز على المخططات


    دائرة سلكين لدائرة سلك واحد للارتفاع

    ملفات الجهد

    المحاضرة 10.المحولات في دوائر ثلاثية الطور


    في الأشكال، يحتوي المحول ثلاثي الطور على 3 مراكز منفصلة مع دوائر مغناطيسية غير متصلة، كل منها يغلق التدفق المغناطيسي الخاص به. من الممكن الجمع بين الدوائر المغناطيسية معًا، مما سيوفر المواد، ونتيجة لذلك، سنحصل على محول ثلاثي الأطوار ثلاثي الأطوار.

    كل ملف أولي يخضع لجهد الطور الخاص به U1A، U1B، U1C. تحت تأثيرها، تظهر التدفقات المغناطيسية في الدائرة المغناطيسية، مُزاحة بزاوية 120 (على غرار جهود الطور). في اللفات الأولية، تسبب التدفقات المغناطيسية الحث الذاتي emf، في اللفات الثانوية - حالة الإجهاد والانفعال المتبادل (120). من خلال توصيل اللفات الثانوية في النجم بسلك محايد، نحصل على دائرة ثانوية ثلاثية الطور مكونة من أربعة أسلاك، والتي يكون الملف الثانوي هو مصدرها.

    يمكن توصيل ملفات المحولات بأربع طرق: "Y ⁄Y"، "Y⁄Δ"، "Δ/Δ"، "Δ/ Y".


    على جواز السفر:

    Y ⁄Y: 660⁄220 فولت

    = =

    U1Ф = 380 فولت؛ 127 خامسا.

    يمكن توصيل نفس المحول عند تغيير مخطط اتصال الملف الأساسي بشبكة ذات جهود خطية مختلفة.

    الدائرة الأولية

    ص:

    =660 فولت؛

    Δ:

    = U1Ф = 380 فولت.

    من خلال تغيير مخطط اتصال الملف الثانوي، يمكنك أيضًا الحصول على جهدين مختلفين (يستخدمان عند تنظيم الطاقة).

    نسبة التحول المرحلة.

    نسبة التحول الخطي.

    المحولات الذاتية.

    المحول الذاتي هو محول يكون فيه ملف الجهد المنخفض جزءًا من ملف الجهد العالي. تظهر الدائرة الكهربائية للمحول الذاتي في الشكل 1. يمكن أن يكون المحول الذاتي تصاعديًا (الشكل 1، أ) وتنازليًا (الشكل 1، ب).


    يتم تطبيق الجهد U 1 على الملف الأساسي الذي يحتوي على دورات w 1. تتم إزالة الجهد U 2 من جزء من المنعطفات w 2 للملف الأساسي. إن لف المحول الذاتي، تمامًا مثل المحول التقليدي، يقع على دائرة مغناطيسية فولاذية مغلقة.

    التعبيرات الأساسية المشتقة للمحولات صالحة أيضًا للمحول الذاتي.


    (1)

    نظرًا لأن التيارات الأولية والثانوية يتم إزاحتها في الطور بمقدار 180 0 تقريبًا، فإن فرق التيار سوف يتدفق عبر الجزء المشترك من الملف (الجزء السفلي من الملف في الشكل 1، أ)


    (2).

    وهذا يسمح بتصنيع الجزء المشترك من الملف بمقطع عرضي أصغر مقارنة بالملف الثانوي للمحول التقليدي. كلما اقترب معامل التحويل من الوحدة، زادت الفائدة.

    يؤدي الانخفاض في حجم اللفات أيضًا إلى انخفاض وزن الفولاذ. بالإضافة إلى ذلك، فإن المحولات الذاتية لديها خسائر أقل مقارنة بالمحولات.

    توفير لف النحاس والفولاذ، بالإضافة إلى زيادة الكفاءة. هي ميزة المحولات الذاتية.

    عيب المحول الذاتي هو أن الدائرة الثانوية هنا متصلة كهربائياً بالدائرة الأولية. يجب أن يكون لها نفس العزل الأرضي مثل الدائرة الأولية. يجبرنا هذا الظرف على اختيار نسبة تحويل للمحول الذاتي عند الفولتية العالية التي لا تزيد عن 2-2.5.

    يتم تصنيع المحولات الذاتية ثلاثية الطور بشكل مشابه للمحولات ثلاثية الطور (الشكل 2). لتحويل تيار ثلاثي الطور، يمكن استخدام مجموعة من ثلاثة محولات ذاتية أحادية الطور.

    أرز. 2. مخطط المحول الذاتي ثلاثي الطور.

    تُستخدم المحولات الذاتية كبداية لبدء تشغيل المحركات المتزامنة الكبيرة والمحركات غير المتزامنة ذات القفص السنجابي، ولتركيبات الإضاءة (لمصابيح قوس التيار المتردد)، ولربط الشبكات ذات الفولتية التي تختلف قليلاً عن بعضها البعض. في الحالة الأخيرة، يتم تجهيز المحولات الذاتية ثلاثية الطور بملف آخر متصل بالدلتا لقمع التوافقي الثالث في منحنيات التدفق المغناطيسي، وبالتالي، في منحنيات الطور emf.

    يتم تصنيع المحولات الذاتية أيضًا بجهاز يسمح بالتنظيم السلس لجهدها الثانوي. يتم تنظيم الجهد عن طريق تغيير عدد لفات الملف باستخدام مفاتيح خاصة أو جهة اتصال يتم تحريكها مباشرة على طول الملف، ويتم تنظيفها من العزل على جانب واحد.

    محولات الصك.

      محولات الجهد.

    تُستخدم محولات الجهد (VT في الشكل 1) لتقليل الجهد (عادةً إلى 100 - 150 فولت)، حيث لا يمكن تحويل الفولتميتر وملفات الجهد الخاصة بمقاييس الواط والعدادات (أو المرحلات) مباشرة إلى الجهد العالي بسبب عدم كفاية عزل القياس الأدوات والحاجة إلى ضمان سلامة موظفي التشغيل.

    الشكل 1. مخطط توصيل محولات الجهد (VT) ومحولات التيار (CT).

    وهي مصممة كمحولات ذات ملفين وتفصل كهربائيًا دائرة الجهاز عن دائرة الجهد العالي. دائرتهم الثانوية مؤرضة بشكل موثوق.

    وفقًا لمبدأ التشغيل، لا تختلف محولات الجهد عن المحولات ذات الملفين التي تمت مناقشتها مسبقًا والتي تعمل في وضع قريب من وضع عدم التحميل. عند حساب محول الجهد وتنفيذه، فإنهم يسعون جاهدين للتأكد من أن الأخطاء التي يدخلها في القياسات صغيرة قدر الإمكان. تظهر الحسابات أنه كلما انخفضت مقاومة ملفات أدوات القياس الكهربائية المتصلة بمحول الجهد، قلت الأخطاء.

    تتراوح القوى المقدرة لمحولات الجهد تقريبًا من 25 إلى 300 فولت أمبير. يمكن عادةً تحميلها لفترة طويلة في ظل ظروف تسخين تصل إلى 5 - 8 أضعاف الطاقة المقدرة.

      المحولات الحالية.

    يتم تصنيع محولات التيار (CT في الشكل 1) أيضًا على شكل محولات ثنائية الملف. يتم توصيل ملفاتها الأولية على التوالي مع المستهلكين الذين يجب قياس تيارهم؛ يشتمل الملف الثانوي على مقياس التيار الكهربائي، ومرحل، وعند قياس الطاقة والطاقة، يتم استخدام الملفات الحالية لمقياس الواط والمتر. جميع الأجهزة في الدائرة الثانوية متصلة على التوالي.

    باستخدام محول التيار، يتم فصل دائرة الجهاز كهربائيًا عن الدائرة الأولية ويتم تأريض الملف الثانوي بشكل موثوق، وهو أمر ضروري إذا كان الملف الأولي متصلاً بدائرة الجهد العالي.

    نسبة تيارات المحولات الحالية تساوي تقريبًا النسبة العكسية لعدد اللفات:

    . عادة ما يتم اختيار الأخير بطريقة تكون عند التيار الأساسي المقدر أناكان التيار الثانوي المقدر 1n يساوي 5 أو 1 A. عند القيم الأعلى أناغالبًا ما يتم اختيار 1n ث 1 = ل. في هذه الحالة، يتم الحصول على محول تيار أحادي الدورة. هنا الملف الأساسي عبارة عن شريط توصيل (أو موصل دائري) يمتد داخل القلب؛ يتم وضع ملف ثانوي مع عدد اللفات على القلب ث 2 .

    يتم توحيد التيارات الأولية المصنفة في حدود 5 15000 أ. التيارات الثانوية لها قيمتان قياسيتان: 5 و 1 أ. عند تيار 5 أ، تتقلب مقاومة الحمل الإجمالية ضمن 0.2 2 أوم، وفي التيار I A - 5 30 أوم.

    يجب أن تكون محولات التيار قوية ميكانيكيًا بدرجة كافية لتحمل التأثيرات الكهروديناميكية التي تحدث أثناء الزيادة الطارئة في التيار الأساسي.

    من مميزات محول التيار، على عكس محول الجهد، أن تدفقه المغناطيسي، مع تيار ثابت في الملف الأولي ومقاومة الحمل المتغيرة، سوف يتغير. عندما تكون مقاومة الحمل عالية، فإن التدفق المغناطيسي للمحول الحالي قد يصل إلى قيمة زائدة. يجب اعتبار وضع التشغيل مع فتح الملف الثانوي حالة طارئة، لأنه في هذه الحالة سيكون للتدفق المغناطيسي والحث في القلب أعلى القيم، الأمر الذي لن يؤدي فقط إلى زيادة كبيرة في الخسائر المغناطيسية، وبالتالي تسخين الملف المحول، ولكن أيضًا إلى زيادة كبيرة في الجهد عند المحطات المفتوحة للملف الثانوي. في هذه الحالة، سيتم إنشاء التدفق المغناطيسي فقط عن طريق التيار أنا 1 (في حالة عدم وجود تيار ثانوي لإزالة المغناطيسية أنا 2) ويمكن أن يصل جهد الملف الثانوي إلى قيم خطيرة. يجب أن يؤخذ في الاعتبار هنا أن قيمة الجهد القصوى خطيرة، وبسبب تسطيح منحنى التدفق يمكن أن تزيد بشكل كبير: على سبيل المثال، مع محولات التيار متعددة الدورات، تكون نسبة الجهد الأقصى إلى الجهد الفعال هي غالبا ما يساوي 2 2.5، لا

    كما هو الحال مع شكل موجة الجهد الجيبية.

    بالإضافة إلى ذلك، فإن مغنطة قلب المحول الحالي في وضع اللف الثانوي المفتوح أثناء استخدامه اللاحق، بسبب المغناطيسية المتبقية، يمكن أن تعطي أخطاء كبيرة في القياسات التي لا تتوافق مع منحنيات المعايرة الخاصة به.

    المحاضرة 11. الآلات الكهربائية

    تم تصميم الآلات الكهربائية لتحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية (محرك)، والعكس، الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية (مولد).

    يعتمد مبدأ تشغيل الآلات الكهربائية على استخدام ظاهرتين:

      ظاهرة الحث الكهرومغناطيسي. وهو يتألف من تحفيز المجال الكهرومغناطيسي في الموصل عندما يتحرك في مجال مغناطيسي (لا يهم ما إذا كان المجال أو الموصل يتحرك).

    يتم تحديد اتجاه المجال الكهرومغناطيسي بواسطة قاعدة اليد اليمنى، ويتعلق الأمر بالمولد.

    e=B*U*l، حيث U هي السرعة الخطية لحركة المجال أو الموصل، وl هو طول الموصل.

      التفاعل الكهروميكانيكي للموصل مع التيار في المجال المغناطيسي.


    يتم تحديد القوة الكهرومغناطيسية من خلال قاعدة اليد اليسرى. هذه الظاهرة تتعلق بالمحرك.

    تتميز الآلات الكهربائية بمبدأ الرجوعية، أي. يمكن استخدام أي مولد كمحرك.

    آلات غير متزامنة

    الآلات الحثية هي آلات تعمل بالتيار المتردد والتي تستخدم بشكل رئيسي كمحرك.

    الميزات الإيجابية:

    أعلى كفاءة.

    بساطة التصميم.

    موثوقية عالية.

    خصائص الوزن والحجم المنخفض.

    الميزات السلبية:

    صعوبة في تنظيم سرعة الدوران.

    تصل المحركات غير المتزامنة ثلاثية الطور إلى قدرة 5 ميجاوات. إذا كانت قوة ضغط الدم< 1 кВт, его выполняют и однофазным.

    يعتمد تشغيل IM على استخدام مجال مغناطيسي دوار.


    لو =-.

    بسبب التناوب في الحد الأقصى للتيار وكذلك تحول الملفات في الموصل، يتم تشكيل مجال مغناطيسي ناتج ذو حجم ثابت، يدور على المستوى.

    مميزات المجال المغناطيسي الدوار

    تصميم المحركات غير المتزامنة ثلاثية الطور.الأجزاء الرئيسية لأي محرك غير متزامنهناك جزء ثابت - الجزء الثابت وجزء دوار يسمى الدوار.

    يتكون الجزء الثابت (الشكل 8.7) من دائرة مغناطيسية مغلفة (2) مضغوطة في إطار مصبوب (1). يوجد على السطح الداخلي للنواة المغناطيسية أخاديد لوضع موصلات اللف (3). هذه الموصلات هي جوانب ملفات ناعمة متعددة الدورات تشكل المراحل الثلاث لملف الجزء الثابت. يتم إزاحة المحاور الهندسية للملفات في الفضاء بالنسبة لبعضها البعض بمقدار 120 درجة.

    يتم إخراج بدايات ونهايات اللفات إلى خارج الإطار، إلى صندوق الأطراف. يتم تحديد بدايات ملفات الطور الثابت بالأحرف الكبيرة C 1 و C 2 و C 3، ونهايات المراحل المقابلة بالأحرف C 4 و C 5 و C 6.

    الشكل 8.7. الشكل 8.8.

    يمكن توصيل مراحل اللف بنمط نجمة أو دلتا اعتمادًا على جهد الشبكة. على سبيل المثال، إذا كانت ورقة بيانات المحرك تشير إلى جهد 220/380 فولت، فعند جهد 380 فولت، يتم توصيل المراحل في نجمة. إذا كان جهد الشبكة 220 فولت، فسيتم توصيل اللفات في "مثلث". في كلتا الحالتين، يكون جهد الطور للمحرك 220 فولت.

    الدوار للمحرك غير المتزامن ثلاثي الطور عبارة عن أسطوانة مصنوعة من صفائح مختومة من الفولاذ الكهربائي (الشكل 8.8) ومثبتة على عمود. اعتمادًا على نوع اللف، يتم تقسيم دوارات المحركات غير المتزامنة ثلاثية الطور إلى قفص سنجابي ومرحلة طور، ويسمى نوع الطور أحيانًا بحلقة الانزلاق.

    في الآلات الدقيقة والآلات منخفضة الطاقة، يتم استخدام الدوارات ذات القفص السنجابي في أغلب الأحيان. يوجد في أخاديد هذه الدوارات قضبان من النحاس أو الألومنيوم (2)، متصلة عند الأطراف بحلقات قصر الدائرة (1) و (3). وبالتالي، فإن ملف الجزء المتحرك ذو القفص السنجابي له مظهر القفص السنجابي (الشكل 8.9).

    في الآلات غير المتزامنة ذات الطاقة العالية والآلات الخاصة منخفضة الطاقة، يتم استخدام دوارات الطور لتحسين خصائص التشغيل والتحكم (الشكل 8.10). في هذه الحالات، يتم وضع ملف ثلاثي الطور على الجزء المتحرك مع إزاحة المحاور الهندسية لملفات الطور (1)، في الفضاء بالنسبة لبعضها البعض بمقدار 120 درجة. ترتبط مراحل اللف بنجمة ونهاياتها متصلة بثلاث حلقات انزلاقية (3)، مثبتة على العمود (2) ومعزولة كهربائيًا عن العمود وعن بعضها البعض. بمساعدة الفرش (4)، والتي هي في اتصال انزلاقي مع الحلقات (3)، من الممكن تضمين ضبط وبدء تشغيل المقاومة المتغيرة (5) في دوائر لف الطور.

    الشكل 8.9 الشكل 8.10.

    يوضح الشكلان 8.11 و8.12 المحركات المفككة - المحركات ذات القفص السنجابي والحلقة المنزلقة.

    أرز. 8.11. محرك غير متزامن مع دوار قفص السنجاب، مفكك. أ- الجزء الثابت 6 - الدوار V- الدروع الحاملة؛ ز- معجب؛ ده- علبة تغطي المشابك .

    أرز. 8.12. محرك غير متزامن مزود بحلقات انزلاقية، مفكك. أ- الجزء الثابت 6 - الدوار V- الدروع الحاملة؛ ز- معجب؛ د- فتحات مدخل ومخرج هواء التبريد؛ ه- صندوق يغطي المشابك؛ و- حلقات الانزلاق، ح- حاملات الفرش والفرش

    المحاضرة 12. مبدأ تشغيل ضغط الدم بدائرة كهربائية قصيرة. الدوار

    في المحرك غير المتزامن، يلعب ملف الجزء الثابت دور ملف إثارة المجال المغناطيسي. بعد توصيل ملف الجزء الثابت بشبكة التيار المتردد، يخلق التيار المتدفق فيه مجالًا مغناطيسيًا دوارًا بتردد.

    يتم إغلاق التدفق المغناطيسي من خلال الجزء الثابت وفجوة الهواء والدوار. إنه يعبر موصلات الجزء الثابت والدوار، ويحفز SDS فيها: في الجزء الثابت - SDS الحث الذاتي، في الدوار - SDS الحث المتبادل (على غرار اللفات الأولية والثانوية في المحول).

    وبعد نصف دورة يتغير الاتجاه إلى العكس. وبالتالي، فإن اتجاهات ضريبة القيمة المضافة تتغير بمرور الوقت.

    يتم توزيع اللف الفعلي لكل مرحلة على المراحل المجاورة، وبالتالي فإن الحد الأقصى للمجال الكهرومغناطيسي في المنعطفات لا يحدث في وقت واحد، ولكن مع تحول الطور.

    لضغط الدم مع ماس كهربائى بواسطة الدوار، يكون ملف الدوار قصير الدائرة، وبالتالي فإن القوى الدافعة الكهربية الحثية المتبادلة تسبب تيارًا في ملف الدوار.

    تخضع الموصلات الدوارة التي تحمل التيار في مجال مغناطيسي دوار للقوى الكهرومغناطيسية.

    مجموع كل قوى الموصلات الدوارة يخلق لحظة كهرومغناطيسية، ويتزامن اتجاهها مع اتجاه المجال الدوار.

    إذا كان عزم دوران المحرك أكبر من عزم مقاومة آلة العمل فإن الجزء الدوار يبدأ بالدوران في اتجاه دوران المجال حسب القانون ي Σ /9.55 حيث السيدة هي لحظة المقاومة؛ Isum هي لحظة القصور الذاتي الكلية للآلية. ن - سرعة الدوار.

    كلما زادت سرعة الدوار n، كانت المجالات أبطأ بالنسبة للدوار.

    Δ ن =

    ق=

    ينزلق.

    يتم وصف سلوك المحرك من خلال خصائصه: الميكانيكية والكهروميكانيكية.


    الخاصية الكهروميكانيكية هي الاعتماد على التيار المستهلك و د(تيار الجزء الثابت على تردد الانزلاق).


    - التيار المستهلك، و d عند n=0


    - تيار الجزء الثابت المقدر عند (n=n ، م=م )


    - مغنطة تيار الجزء الثابت في وضع الخمول المثالي

    أثناء التسارع، يتناقص تيار الجزء الثابت. عند البدء، يتميز التيار، وd، بمضاعف تيار البداية إلى التيار المقنن. السمة الميكانيكية هي اعتماد سرعة الدوار (الانزلاق) على عزم دوران المحرك. النقاط المميزة تشير إلى - سرعة التباطؤ المثالية (تردد دوران المجال n=n

    ، النقطة ب وضع التشغيل الاسمي (

    ;M=0;S=0)، النقطة c – اللحظة القصوى أو الحرجة (M=M

    ، النقطة d (بداية البداية) نقطة عزم الدوران (n=0;s=1;m=m

    الخاصية الميكانيكية a d موصوفة بمعلمتين

    - مضاعف عزم الدوران، قدرة إعادة تحميل المحرك أو مضاعف عزم الدوران الأقصى، إذا كانت المقاومة في لحظة بدء التشغيل أقل من عزم دوران المحرك، يبدأ المحرك في التسارع أكبر من 0 = > n يزداد، بينما التيار I يتناقص، يزداد عزم المحرك أولاً، ثم يتناقص حتى لحظة المقاومة. الفرق م

    يسمى جزء الخاصية من النقطة أ إلى النقطة ج بالجزء المستقر (فرع العمل) ، والنقطة ج إلى النقطة د غير مستقرة (فرع البداية). يتم وصف الخاصية الميكانيكية بواسطة صيغة كلوس


    ق - الانزلاق الحرج (الثابت)؛ الانزلاق (فار)

    عامل الكفاءة P =الطاقة الميكانيكية (خرج طاقة المحرك) P = 3

    - الطاقة الكهربائية المستهلكة d من الشبكة المقدرة بالطاقة النشطة = P

    ر - القوة الميكانيكية (الناتجة) المقدرة

    و- تردد الشبكة،

    كفاءة،

    عامل الطاقة الاسمي.

    KP - بيانات كتالوج المحرك. من هذه البيانات يمكننا تحديد P

    ر

    =- الطاقة النشطة المستهلكة من الشبكة.

    س

    - استهلاك الطاقة الظاهرة من الشبكة.


    - مستهلكة قوة رد الفعلمن الشبكة.



    - سرعة الدوار المقدرة د.

    باستخدام بيانات الكتالوج، من الممكن أيضًا إنشاء خاصية ميكانيكية S



    المحاضرة 13. آلات التيار المستمر الكهربائية (DCM)

    هذه هي الآلات التي تحول مصادر الطاقة الحالية المباشرة إلى طاقة ميكانيكية والعكس صحيح. تشمل المزايا القدرة "+"؛ بمساعدة أجهزة بسيطة نسبيًا، التي توفر تحكمًا سلسًا في سرعة الدوار. العيوب: وجود وحدة تبديل الفرشاة، والتي يمكن أن تثير شرارة، وبالتالي موثوقية منخفضة.

    يعتمد مبدأ التشغيل على حركة الإطار في المجال المغناطيسي الناتج عن القطبين الكبيرين N و S الموجودين في الجزء الثابت. عند تقديم حساء الملفوف إلى العداد جهد التيار المستمر من المصدر A عبر الإطار B وC وD وE الموجود على عضو الإنتاج (الدوار) لجهاز MPT من النقطة B إلى النقطة E، يتدفق التيار i موصل، لذلك، تؤثر القوى الكهرومغناطيسية على موصل به تيار في مجال مغناطيسي المزيج يخلق عزم الدوران الكهرومغناطيسي المقدم

    آلة العمل RM يبدأ الإطار في الدوران (يرتفع الحمل). عندما يدور عضو الإنتاج في الإطار، يتم إحداث قوة دافعة كهربية، موجهة في الاتجاه المعاكس لحركة التيار.

    جهاز MCT (آلة التيار المستمر)

    تتكون آلة التيار المستمر هيكليًا من جزء ثابت - الجزء الثابت وجزء دوار - الدوار. يحتوي الجزء الثابت على إطار متصل على سطحه الداخلي بأقطاب مغناطيسية ذات ملفات (الشكل 7.1.6).

    غالبًا ما يُطلق على الجزء الدوار للآلة اسم المحرك. وهو يتألف من عمود ونواة أسطوانية ولف ومجمع (الشكل 7.1.7).


    يتم تصنيع الأقطاب المغناطيسية وقلب المحرك من صفائح منفصلة من الفولاذ الكهربائي. يتم تغليف الصفائح بورق معزول أو ورنيش لتقليل التباطؤ وفقدان التيار الدوامي. المجمع مصنوع من ألواح نحاسية ذات شكل معقد (الشكل 7.1.8). يتم عزل الألواح عن بعضها البعض بحشية خاصة مقاومة للحرارة. تم العثور على نفس العزل بين المبدل وعمود المحرك. مجموعة من لوحات التجميع تشكل أسطوانة مجمعة.

    بجوار السطح الخارجي للمبدل توجد فرش لتجميع التيار، وهي مصنوعة من النحاس المضغوط ومسحوق الكربون. يتم وضع الفرشاة في حامل معدني ويتم ضغطها على المبدل بواسطة النوابض (الشكل 7.1.9).

    DPT من الإثارة الموازية (المستقلة).

    اللفات، إثارة الاتصال بالتوازي مع دائرة عضو الإنتاج، والتي تتضمن مقاومة البداية (R n) وعضو الإنتاج (المحطة I 1 و I 2). في لف الإثارة (w - jester) Sh 1 و Sh 2، يتدفق تيار الإثارة في القرن الأول. إنشاء خطوة تدفق على الأعمدة الكبيرة للجزء الثابت MPT. يتدفق تيار I I في ملف عضو الإنتاج، والذي يشكل، مع تيار الإثارة، تيار المصدر المستهلك:

    أنا ج = أنا أنا + أنا في

    عندما تكون المرساة ثابتة تكون سرعة الدوران صفر (n=0)؟ وبالتالي، فإن القوة الدافعة الكهربية (E i = 0) هي أيضًا صفر. لذلك، على سبيل المثال، وأنا في سلسلة معها، بما في ذلك مقاومة البداية الإضافية R n

    أبدأ = أنا / ر أنا + ر ن

    R i = 0.1 (أوم) – مقاومة المحرك الخارجي.

    في ظل وجود التدفق المغناطيسي φ، يبدأ عضو الإنتاج في الدوران n ≠ 0، وبالتالي E I أيضًا ≠ 0.

    أنا أنا = (أنا – ه أنا) / (R i + R n)

    M e – M s = I / 9.55 * d n / d t , أين

    أنا - لحظة القصور الذاتي للتيار المباشر.

    بالنسبة لمحرك NV، تكون سرعة الدوران n وعزم الدوران M متصلين (الخصائص الميكانيكية) بالشكل التالي:


    الخصائص الميكانيكية في وجود جهد الشبكة I وتيار الإثارة، وكذلك عدم وجود مقاومة إضافية في دائرة عضو الإنتاج R n تسمى طبيعية (مستقيم 1).

    يمكن بناؤه عند أي نقطتين، حيث أن M e = M s، لتحديد تردد دوران عضو الإنتاج، من خلال النقطة المعطاة M s = M nom، تحتاج إلى رسم خط عمودي إلى التقاطع وتحديد تردد الدوران n الاسم. كلما زاد عزم المقاومة، انخفض التردد. الانخفاض في التردد على الخاصية الميكانيكية الطبيعية صغير ويصل إلى 3-5%.

    تسمى الخاصية الميكانيكية في وجود مقاومات إضافية في دائرة عضو الإنتاج اصطناعية أو مقاومة متغيرة (الخطان المباشران 2 و 3).

    النقطة n 0 تتوافق مع XX المثالي وهي مشتركة بين جميع الخصائص المتغيرة. كلما زاد R n، كلما زاد ميل الخاصية الميكانيكية أو مستواها.

    كتالوجبيانات MPT

    P nom = M*n/9.55 لـ DPT

    P nom = U nom * أنا nom

    اسمك، اسمك

    ή اسم، ن اسم

    الطاقة التي يستهلكها MPT

    P nom =P nom /ή nom =P nom +∆P nom

    ∆P nom - إجمالي خسائر MPT في وضع التشغيل الاسمي. يتكون من خسائر في تأثير اللف، وخسائر نشطة في دائرة عضو الإنتاج، وخسائر ميكانيكية في المحمل، وخسائر إضافة ميكانيكية.

    M nom =9.55 *P nom /n nom

    المحاضرة 14. الالكترونيات

    مجال من مجالات العلوم والتكنولوجيا يغطي دراسة وتطبيق العمليات الإلكترونية والأيونية (التي تحدث في الغازات والسوائل والمواد الصلبة)، وكذلك عند حدودها.



    glvpom.ru - المحطات الفرعية. إلكترونيات الطاقة. علم البيئة. الهندسة الكهربائية