المقالة مخصصة لإمكانية بدء تشغيل محرك غير متزامن ثلاثي الطور بقوة 250 واط من شبكة 220 فولت دون استخدام مكثف البدء، ولكن باستخدام جهاز إلكتروني محلي الصنع. دائرتها بسيطة للغاية: على اثنين من الثايرستور، مع مفاتيح الثايرستور والتحكم في الترانزستور.

مخطط الجهاز

التحكم في المحرك هذا غير معروف كثيرًا وغير مستخدم عمليًا. تتمثل ميزة جهاز البدء المقترح في تقليل فقدان قوة المحرك بشكل كبير. عند بدء تشغيل محرك ثلاثي الطور 220 فولت باستخدام مكثف، يكون فقدان الطاقة 30% على الأقل، ويمكن أن يصل إلى 50%. يؤدي استخدام جهاز البدء هذا إلى تقليل فقدان الطاقة إلى 3%، وبحد أقصى 5%.

يتم توصيل شبكة أحادية الطور:

يتم توصيل جهاز التشغيل بالمحرك بدلاً من المكثف.

يسمح لك المقاوم المتصل بالجهاز بتنظيم سرعة المحرك. يمكن أيضًا تشغيل الجهاز في الاتجاه المعاكس.

تم استخدام محرك سوفياتي قديم للتجربة.

مع هذا المبدئ، يبدأ المحرك على الفور ويعمل دون أي مشاكل. يمكن استخدام هذا المخطط على أي محرك تقريبًا بقوة تصل إلى 3 كيلو واط.

ملحوظة: في شبكة 220 فولت، ليس من المنطقي تشغيل المحركات بقوة تزيد عن 3 كيلوواط - فالأسلاك الكهربائية المنزلية لن تتحمل الحمل.
يمكن للدائرة استخدام أي ثايرستور بتيار لا يقل عن 10 أ. الثنائيات 231، أيضًا 10 أ.
ملحوظة: لدى المؤلف 233 صمامًا ثنائيًا مثبتًا في الدائرة، وهذا لا يهم (فقط تعمل بجهد 500 فولت) - يمكنك تثبيت أي ثنائيات بتيار 10 أمبير وتحمل أكثر من 250 فولت.
الجهاز مضغوط. قام مؤلف الدائرة بتجميع المقاومات ببساطة في مجموعات، حتى لا يضيع الوقت في اختيار المقاومات بقيمتها الاسمية. لا حاجة إلى بالوعة الحرارة. تم تركيب مكثف وصمام ثنائي زينر واثنين من الثنائيات 105 وتبين أن الدائرة بسيطة للغاية وفعالة في التشغيل.

يوصى باستخدامه - لن يؤدي تجميع جهاز البدء إلى حدوث مشكلات. ونتيجة لذلك، عند توصيله، يبدأ المحرك بأقصى طاقته وبدون أي فقدان للطاقة تقريبًا، على عكس الدائرة القياسية التي تستخدم مكثفًا.

من أجل معرفة كيفية توصيل نوع معين من المحركات الكهربائية، تحتاج إلى فهم مبادئ تشغيله وميزات التصميم. هناك العديد من المحركات الكهربائية أنواع مختلفة. اعتمادًا على طريقة الاتصال بشبكة التيار المتردد، فهي تكون ثلاثية الطور أو مرحلتين أو أحادية الطور. وفقًا لطريقة إمداد الطاقة، تنقسم اللفات الدوارة إلى متزامنة وغير متزامنة.

مبدأ التشغيل

يوضح مبدأ تشغيل المحرك الكهربائي أبسط تجربة عرضناها جميعًا في المدرسة - دوران الإطار مع التيار في مجال المغناطيس الدائم.

الإطار ذو التيار هو نظير للدوار، والمغناطيس الثابت هو الجزء الثابت. إذا تم تطبيق تيار على الإطار، فسوف يتحول بشكل عمودي على اتجاه المجال المغناطيسي ويتجمد في هذا الوضع. إذا قمت بتدوير المغناطيس، سوف يدور الإطار بنفس السرعةأي بشكل متزامن مع المغناطيس. لدينا محرك كهربائي متزامن. لكن المغناطيس لدينا هو الجزء الثابت، وهو بحكم التعريف بلا حراك. كيفية جعل المجال المغناطيسي للجزء الثابت يدور؟

أولاً، دعونا نستبدل المغناطيس الدائم بملف يحمل تيارًا. هذا هو لف الجزء الثابت لدينا. وكما هو معروف من نفس مدرسة الفيزياء، فإن الملف الذي يمر به التيار يخلق مجالًا مغناطيسيًا. هذا الأخير يتناسب مع حجم التيار، وتعتمد القطبية على اتجاه التيار في الملف. إذا طبقنا تيارًا متناوبًا على الملف، نحصل على مجال متناوب.

المجال المغناطيسي هو كمية متجهة. التيار المتردد في شبكة الإمداد له شكل جيبي.

سيساعدنا تشبيه واضح جدًا بالساعة. ما هي المتجهات التي تدور باستمرار أمام أعيننا؟ هذه هي عقارب الساعة. لنتخيل أن هناك ساعة معلقة في زاوية الغرفة. يدور عقرب الثواني دورة كاملة في الدقيقة. السهم هو متجه لوحدة الطول.

يتغير الظل الذي يلقيه السهم على الحائط كجيب جيب بفترة دقيقة واحدة، ويتغير الظل الملقي على الأرض كجيب تمام. أو مرحلة جيبية تحولت بمقدار 90 درجة. لكن المتجه يساوي مجموع إسقاطاته. بمعنى آخر، السهم يساوي مجموع المتجه لظلاله.

محرك كهربائي متزامن ثنائي الطور

لنضع ملفين على الجزء الثابت بزاوية 90 درجة، أي متعامدين بشكل متبادل. دعونا نزودهم بالتيار المتردد الجيبي. سيتم تحويل مراحل التيارات بمقدار 90 درجة.. لدينا متجهان متعامدان بشكل متبادل، ويختلفان وفقًا لقانون جيبي مع تحول طوري قدره 90 درجة. سوف يدور متجه المجموع في اتجاه عقارب الساعة، مما يؤدي إلى ثورة كاملة لكل فترة من تردد التيار المتردد.

لدينا محرك كهربائي متزامن على مرحلتين. أين يمكنني الحصول على تيارات منزاحة الطور لتشغيل اللفات؟ ربما لا يعلم الجميع أن شبكات توزيع التيار المتردد في البداية كانت ذات مرحلتين. وفقط في وقت لاحق، وليس بدون صراع، أفسحوا المجال لمراحل ثلاث مراحل. إذا لم نستسلم، لكان من الممكن توصيل محركنا الكهربائي ثنائي الطور مباشرة بمرحلتين.

لكن الشبكات ثلاثية الطور هي التي انتصرت، حيث تم تطوير محركات كهربائية ثلاثية الطور. وقد وجدت المحركات الكهربائية ثنائية الطور تطبيقها في شبكات أحادية الطور في شكل محركات مكثفة.

محرك متزامن ثلاثي الطور

يتم تصنيع شبكات توزيع التيار المتردد الحديثة وفقًا لدائرة ثلاثية الطور.

• تنتقل عبر الشبكة على الفور ثلاثة الجيوب الأنفية مع تحول الطوربثلث الدورة أو 120 درجة بالنسبة لبعضها البعض.
• يختلف المحرك ثلاثي الطور عن المحرك ثنائي الطور من حيث أنه لا يحتوي على لفتين، بل ثلاث لفات على الجزء الثابت، تدور بمقدار 120 درجة.
• تعمل ثلاث ملفات متصلة بثلاث مراحل على إنشاء مجال مغناطيسي دوار كليًا يقوم بتدوير الدوار.

محرك غير متزامن ثلاثي الطور

يتم توفير التيار إلى الجزء الدوار للمحرك المتزامن من مصدر الطاقة. لكننا نعلم من نفس مدرسة الفيزياء أن التيار في الملف يمكن أن يتولد عن طريق مجال مغناطيسي متناوب. يمكنك ببساطة تقصير أطراف الملف إلى الدوار. يمكنك حتى ترك دورة واحدة فقط، كما هو الحال في الإطار. ودع التيار يحفز مجالًا مغناطيسيًا دوارًا للجزء الثابت.

1. في لحظة البداية، يكون الدوار ثابتًا، ويدور مجال الجزء الثابت.
2. يتغير المجال في الدائرة الدوارة، مما يؤدي إلى تيار كهربائي.
3. سيبدأ الدوار في اللحاق بمجال الجزء الثابت. لكنها لن تلحق بالركب أبدا، لأنه في هذه الحالة سيتوقف التيار عن الحث فيه.
4. في المحرك غير المتزامن، يدور الجزء المتحرك دائمًا بشكل أبطأ من المجال المغناطيسي.
5. الفرق في السرعة يسمى الانزلاق. لا يتطلب توصيل محرك غير متزامن توفير التيار إلى ملف الدوار.

المحركات الكهربائية المتزامنة وغير المتزامنة لها مزاياها وعيوبها، ولكن الحقيقة هي أن غالبية المحركات المستخدمة في الصناعة اليوم هي محركات غير متزامنة ثلاثية الطور.

محرك كهربائي غير متزامن أحادي الطور

إذا تركنا ملفًا قصير الدائرة على العضو الدوار وملفًا واحدًا على الجزء الثابت، فسنحصل على تصميم مذهل - محرك غير متزامن أحادي الطور.

للوهلة الأولى، يبدو أن مثل هذا المحرك لا ينبغي أن يعمل. بعد كل شيء، لا يوجد تيار في الدوار، ولا يدور المجال المغناطيسي للجزء الثابت. ولكن إذا قمت بدفع الدوار يدويًا في أي اتجاه، فسيعمل المحرك! وسوف يدور في الاتجاه الذي تم دفعه فيه عند الإطلاق.

يمكن تفسير تشغيل هذا المحرك من خلال تخيل المجال المغناطيسي المتناوب الثابت للجزء الثابت كمجموع مجالين يدوران تجاه بعضهما البعض. عندما يكون الدوار ثابتًا، فإن هذه المجالات توازن بعضها البعض، لذلك لا يمكن للمحرك غير المتزامن أحادي الطور أن يبدأ من تلقاء نفسه. إذا تم تحريك الجزء المتحرك بواسطة قوة خارجية، فسوف يدور بالتوازي مع أحد المتجهات وباتجاه الآخر.

سوف يقوم المتجه المار بسحب الجزء الدوار معه، بينما يقوم المتجه المضاد بإبطائه.

يمكن إثبات أنه نظرًا للاختلاف بين سرعات الرأس والذيل، سيكون تأثير ناقل الذيل أقوى، وسيعمل المحرك في الوضع غير المتزامن.

مخطط الاتصال

من الممكن توصيل الأحمال بشبكة ثلاثية الطور باستخدام دائرتين - النجمة والدلتا. عند الاتصال بواسطة نجمة، تكون بدايات اللفات متصلة ببعضها البعض، ونهاياتها متصلة بالأطوار. عند تشغيله في مثلث، يتم توصيل نهاية أحد الملفات ببداية الآخر.

في المخطط تبين أن شوائب اللفات النجميةتحت جهد الطور 220 فولت، عند تشغيله بواسطة دلتا - تحت الجهد الخطي 380 فولت.

عند تشغيله بواسطة دلتا، لا يطور المحرك المزيد من الطاقة فحسب، بل يطور أيضًا تيارات بدء تشغيل كبيرة. لذلك، في بعض الأحيان يستخدمون مخططًا مشتركًا - بدءًا من النجم، ثم التبديل إلى المثلث.

يتم تحديد اتجاه الدوران حسب الترتيب الذي ترتبط به المراحل. لتغيير الاتجاه، يكفي تبديل أي مرحلتين.

الاتصال بشبكة أحادية الطور

يمكن توصيل محرك ثلاثي الطور بشبكة أحادية الطور، على الرغم من فقدان الطاقة، إذا ربط واحدة من اللفاتمن خلال مكثف المرحلة التحول. ومع ذلك، عند تشغيله بهذه الطريقة، يفقد المحرك الكثير من معلماته، لذلك لا ينصح بهذا الوضع.

اتصال 220 فولت

على عكس المحرك ثلاثي الطور، تم تصميم المحرك ثنائي الطور في البداية ليتم توصيله بشبكة أحادية الطور. للحصول على إزاحة الطور بين اللفات، يتم تشغيل مكثف عامل، ولهذا السبب تسمى المحركات ثنائية الطور أيضًا بمحركات مكثفة.

يتم حساب سعة مكثف العمل باستخدام صيغ وضع التشغيل الاسمي. ولكن إذا كان الوضع يختلف عن الوضع الاسمي، على سبيل المثال، عند البدء، يتم إزعاج توازن اللفات. لضمان وضع البداية أثناء البدء والتسارع، يتم توصيل مكثف بدء إضافي بالتوازي مع مكثف العمل، والذي يجب إيقاف تشغيله عند الوصول إلى السرعة المقدرة.

كيفية تشغيل محرك غير متزامن أحادي الطور

إذا لم تكن هناك حاجة لبدء التشغيل التلقائي، فإن المحرك أحادي الطور غير المتزامن لديه أبسط دائرة تبديل. ميزة من هذا النوع هي استحالة البدء التلقائي.

لبدء التشغيل التلقائي، يتم استخدام ملف بدء ثانٍ، كما هو الحال في المحرك الكهربائي ثنائي الطور. يتم توصيل ملف البداية من خلال مكثف البدء فقط لبدء التشغيل وبعد ذلك يجب إيقاف تشغيله يدويًا أو تلقائيًا.

مرحبًا. من الصعب عدم العثور على معلومات حول هذا الموضوع، لكنني سأحاول أن أجعل هذه المقالة كاملة قدر الإمكان. سنتحدث عن موضوع مثل مخطط التوصيل لمحرك ثلاثي الطور 220 فولت ومخطط التوصيل لمحرك ثلاثي الطور 380 فولت.

أولاً، دعونا نفهم قليلاً ما هي المراحل الثلاث وما هي الحاجة إليها. في الحياة العادية، هناك حاجة إلى ثلاث مراحل فقط لتجنب مد الأسلاك ذات المقاطع الكبيرة في جميع أنحاء الشقة أو المنزل. ولكن عندما يتعلق الأمر بالمحركات، هناك حاجة إلى ثلاث مراحل لإنشاء مجال مغناطيسي دائري، ونتيجة لذلك، كفاءة أعلى. متزامن وغير متزامن. وبعبارة أخرى، تتمتع المحركات المتزامنة بعزم دوران كبير عند البدء وقدرة على تنظيم السرعة بسلاسة، ولكنها أكثر تعقيدًا في التصنيع. عندما لا تكون هناك حاجة لهذه الخصائص، أصبحت المحركات غير المتزامنة منتشرة على نطاق واسع. المواد أدناه مناسبة لكلا النوعين من المحركات، ولكنها أكثر صلة بالمحركات غير المتزامنة.

ما تحتاج لمعرفته حول المحرك؟ تحتوي جميع المحركات على لوحات تحمل معلومات تشير إلى الخصائص الرئيسية للمحرك. كقاعدة عامة، يتم إنتاج المحركات لجهدين في وقت واحد. على الرغم من أنه إذا كان لديك محرك ذو جهد واحد، إذا كنت تريد ذلك حقًا، فيمكنك تحويله إلى محركين. هذا ممكن بسبب ميزة التصميم. تحتوي جميع المحركات غير المتزامنة على ثلاث لفات على الأقل. يتم إخراج بدايات ونهايات هذه اللفات في صندوق BRNO (وحدة التبديل (أو التوزيع) لبداية اللفات) وكقاعدة عامة، يتم إدخال جواز سفر المحرك فيه:

إذا كان للمحرك جهدين، فسيكون هناك ستة أطراف في BRNO. إذا كان للمحرك جهد واحد، فسيكون هناك ثلاثة دبابيس، والدبابيس المتبقية متصلة وموجودة داخل المحرك. لن نفكر في كيفية "الحصول عليهم" من هناك في هذه المقالة.

إذًا، ما هي المحركات المناسبة لنا؟ لتشغيل محرك ثلاثي الطور بجهد 220 فولت، فقط تلك ذات الجهد 220 فولت، أي 127/220 أو 220/380 فولت، هي المناسبة. كما قلت سابقًا، يحتوي المحرك على ثلاث ملفات مستقلة، ووفقًا لمخطط الاتصال، فهي قادرة على العمل بجهدين. تسمى هذه المخططات "المثلث" و"النجمة":

أعتقد أنه ليست هناك حاجة حتى لشرح سبب تسميتهم بذلك. تجدر الإشارة إلى أن اللفات لها بداية ونهاية وهذه ليست مجرد كلمات. على سبيل المثال، إذا كان المصباح الكهربائي لا يهم مكان توصيل الطور ومكان توصيل الصفر، ففي المحرك إذا كان الاتصال غير صحيح، فستحدث "دائرة كهربائية قصيرة" للتدفق المغناطيسي. لن يحترق المحرك على الفور، ولكن على الأقل لن يدور، على الأكثر سيفقد 33٪ من قوته، وسيبدأ في التسخين بشدة، وفي النهاية يحترق. وفي الوقت نفسه، لا يوجد تعريف واضح لـ"هذه هي البداية" و"هذه هي النهاية". نحن هنا نتحدث أكثر عن أحادية الاتجاه لللفات. سأعطيك مثالا صغيرا.

لنتخيل أن لدينا ثلاثة أنابيب في وعاء معين. لنأخذ بدايات هذه الأنابيب كتسميات بأحرف كبيرة (A1، B1، C1)، ونهايات بأحرف صغيرة (a1، b1، c1). الآن، إذا قمنا بتزويد بدايات الأنابيب بالمياه، فإن سوف يدور الماء في اتجاه عقارب الساعة، وإذا كان إلى نهايات الأنابيب، فعكس اتجاه عقارب الساعة. الكلمة الأساسية هنا هي "القبول". وهذا يعني أنه سواء أطلقنا على أطراف الملف الثلاثة أحادية الاتجاه بداية أو نهاية، فإن اتجاه الدوران فقط هو الذي يتغير.

ولكن هكذا ستبدو الصورة إذا خلطنا بين بداية ونهاية إحدى اللفات، أو بالأحرى ليس البداية والنهاية، بل اتجاه اللف. سيبدأ هذا اللف في العمل "ضد التيار". ونتيجة لذلك، لا يهم أي خرج نسميه البداية وأي نهاية، من المهم أنه عند تطبيق المراحل على النهايات أو بداية اللفات، لا تغلق التدفقات المغناطيسية الناتجة عن اللفات، أي، يتزامن اتجاه اللفات، أو بتعبير أدق، اتجاه التدفقات المغناطيسية، التي تخلق اللفات.

من الناحية المثالية، بالنسبة للمحرك ثلاثي الطور، فمن المستحسن استخدام ثلاث مراحل، لأن اتصال المكثف بشبكة أحادية الطور يؤدي إلى فقدان الطاقة بحوالي 30٪.

حسنا، الآن مباشرة للممارسة. نحن ننظر إلى لوحة المحرك. إذا كان جهد المحرك 127/220 فولت، فسيكون مخطط الاتصال "نجمة"، إذا كان 220/380 - "مثلث". إذا كانت الفولتية مختلفة، على سبيل المثال، 380/660، فلن يكون هذا المحرك مناسبا لتوصيل المحرك بشبكة 220 فولت. بتعبير أدق، يمكن تشغيل المحرك بجهد 380/660، ولكن فقدان الطاقة هنا سيكون بالفعل أكثر من 70٪. كقاعدة عامة، يُشار في الجزء الداخلي من غطاء صندوق BRNO إلى كيفية توصيل أسلاك المحرك من أجل الحصول عليه المخطط المطلوب. انظر مرة أخرى بعناية إلى مخطط الاتصال:

ما نراه هنا: عند تشغيله بواسطة مثلث، يتم توفير جهد 220 فولت لملف واحد، وعند تشغيله بواسطة نجمة، يتم توفير 380 فولت لملفين متصلين على التوالي، مما ينتج عنه نفس 220 فولت لكل ملف. لف. ولهذا السبب يصبح من الممكن استخدام جهدين في وقت واحد لمحرك واحد.

هناك طريقتان لتوصيل محرك ثلاثي الطور بشبكة أحادية الطور.

1. استخدم محول التردد الذي يحول الطور الواحد 220 فولت إلى ثلاث فاز 220 فولت (لن نتناول هذه الطريقة في هذا المقال)
2. استخدم المكثفات (سننظر في هذه الطريقة بمزيد من التفصيل).

ولهذا نحتاج إلى مكثفات، ولكن ليس فقط أي مكثفات، ولكن بقيمة اسمية لا تقل عن 300، ويفضل 350 فولت وما فوق. المخطط بسيط جدا.

وهذه صورة أوضح:

كقاعدة عامة، يتم استخدام مكثفين (أو مجموعتين من المكثفات)، والتي تسمى تقليديا البدء والتشغيل. يتم استخدام مكثف البدء فقط لبدء المحرك وتسريعه، ويتم تشغيل مكثف العمل باستمرار ويعمل على تكوين مجال مغناطيسي دائري. من أجل حساب سعة المكثف، يتم استخدام صيغتين:

سوف نأخذ التيار للحساب من لوحة المحرك:

هنا، على اللوحة نرى عدة نوافذ من خلال الكسر: مثلث/نجمة، 220/380 فولت و2.0/1.16 أمبير. أي أنه إذا قمنا بتوصيل اللفات بنمط مثلث (القيمة الأولى للكسر)، فإن جهد تشغيل المحرك سيكون 220 فولت والتيار سيكون 2.0 أمبير. كل ما تبقى هو استبداله في الصيغة:

عادة ما تكون سعة مكثفات البدء أكبر بمقدار 2-3 مرات، هنا كل هذا يتوقف على نوع الحمل الموجود على المحرك - كلما زاد الحمل، كلما زاد عدد مكثفات التشغيل اللازمة للمحرك للبدء. في بعض الأحيان تكون المكثفات العاملة كافية للبدء، ولكن هذا يحدث عادةً عندما يكون الحمل على عمود المحرك صغيرًا.

في أغلب الأحيان، يتم وضع زر على مكثفات البدء، والذي يتم الضغط عليه في وقت بدء التشغيل، وبعد أن يلتقط المحرك السرعة، يتم تحريره. يقوم الحرفيون الأكثر تقدمًا بتثبيت أنظمة بدء تشغيل شبه أوتوماتيكية بناءً على مرحل أو مؤقت حالي.

هناك طريقة أخرى لتحديد السعة من أجل الحصول على مخطط دائرة لتوصيل محرك ثلاثي الطور بجهد 220 فولت. للقيام بذلك سوف تحتاج إلى اثنين من الفولتميتر. كما تتذكر، من ، يتناسب التيار بشكل مباشر مع الجهد ويتناسب عكسيًا مع المقاومة. يمكن اعتبار مقاومة المحرك ثابتة، وبالتالي، إذا قمنا بإنشاء فولتات متساوية على ملفات المحرك، فسنحصل تلقائيًا على المجال الدائري المطلوب. الرسم البياني يبدو مثل هذا:

جوهر الطريقة، كما قلت بالفعل، هو أن قراءات الفولتميتر V1 والفولتميتر V2 هي نفسها. تحقيق المساواة في القراءات من خلال تغيير القيمة الاسمية للمسعة “C الرقيق”

توصيل محرك ثلاثي الطور 380 فولت

لا يوجد شيء معقد هنا على الإطلاق. هناك ثلاث مراحل، وهناك ثلاث محطات المحرك ومفتاح. نقطة الصفر (حيث يتم توصيل ثلاث لفات، البداية أو النهاية - كما قلت أعلاه، ليس من المهم على الإطلاق ما نسميه أطراف اللفات) في مخطط التوصيل النجمي، ليست هناك حاجة لتوصيل اللفات بالسلك المحايد . وهذا يعني أنه لتوصيل محرك ثلاثي الطور بشبكة ثلاثية الطور 380 فولت (إذا كان المحرك 220/380)، فأنت بحاجة إلى توصيل اللفات بتكوين نجمي وتزويد المحرك بثلاثة أسلاك فقط بثلاث مراحل. وإذا كان المحرك 380/660 فولت، فسيكون مخطط توصيل اللف مثلثًا، ولكن بالتأكيد لا يوجد مكان لتوصيل السلك المحايد.

تغيير اتجاه دوران عمود المحرك ثلاثي الطور

بغض النظر عما إذا كانت دائرة تبديل مكثف أو دائرة كاملة ثلاثية الطور، لتغيير دوران العمود، تحتاج إلى تبديل أي ملفين. بمعنى آخر، قم بتبديل أي سلكين.

ما أود أن أتناوله بمزيد من التفصيل. عندما قمنا بحساب سعة المكثف العامل، استخدمنا التيار المقنن للمحرك. ببساطة، هذا التيار سوف يتدفق فقط في المحرك عندما يتم تحميله بالكامل. كلما قل تحميل المحرك، انخفض التيار، وبالتالي فإن سعة المكثف العامل التي تم الحصول عليها بهذه الصيغة ستكون السعة القصوى الممكنة لمحرك معين. الأمر السيئ في استخدام السعة القصوى لمحرك منخفض التحميل هو أنه يؤدي إلى زيادة تسخين اللفات. بشكل عام، يجب التضحية بشيء ما: السعة الصغيرة لا تسمح للمحرك بالحصول على الطاقة الكاملة؛ السعة الكبيرة تؤدي إلى زيادة التسخين عند التحميل الزائد. عادة في هذه الحالة، أقترح مثل هذا الحل - لجعل المكثفات العاملة من أربعة مكثفات متطابقة مع مفتاح أو مجموعة من المفاتيح (أيهما سيكون أكثر سهولة). لنفترض أننا حسبنا سعة قدرها 40 μF. هذا يعني أنه للعمل نحتاج إلى استخدام 4 مكثفات بسعة 10 ميكروفاراد لكل منها (أو ثلاثة مكثفات بسعة 10 و10 و20 ميكروفاراد)، واستخدام 10 أو 20 أو 30 أو 40 ميكروفاراد، حسب الحمل.

نقطة أخرى حول بدء المكثفات. مكثفات الجهد المتردد أغلى بكثير من مكثفات الجهد المباشر. بالنسبة للجهد المباشر في الشبكات المتناوبة، لا ينصح به بشدة بسبب انفجار المكثفات. ومع ذلك، بالنسبة للمحركات هناك سلسلة خاصة من المكثفات المبتدئة، المصممة خصيصًا للعمل كمكثفات البدء. يحظر أيضًا استخدام مكثفات سلسلة Starter كمكثفات عمل.

وفي الختام، من الضروري ملاحظة هذه النقطة - ليس هناك أي نقطة في تحقيق القيم المثالية، لأن هذا ممكن فقط إذا كان الحمل مستقرا، على سبيل المثال، إذا تم استخدام المحرك كغطاء محرك السيارة. خطأ 30-40% أمر طبيعي. بمعنى آخر، يجب اختيار المكثفات بحيث يكون هناك احتياطي طاقة بنسبة 30-40%.

يستخدم "الكوليبينات" المزروعة محليًا كل ما يمكنهم الحصول عليه في الحرف الكهروميكانيكية. عند اختيار محرك كهربائي، عادة ما تصادف محركات غير متزامنة ثلاثية الطور. أصبح هذا النوع منتشرًا على نطاق واسع بسبب تصميمه الناجح وتوازنه الجيد وكفاءته.

هذا ينطبق بشكل خاص على الوحدات الصناعية القوية. خارج المنزل أو الشقة الخاصة، لا توجد مشاكل مع الطاقة ثلاثية الطور. كيفية تنظيم اتصال محرك ثلاثي الطور بشبكة أحادية الطور إذا كان جهاز القياس الخاص بك يحتوي على سلكين؟

دعونا نفكر في خيار الاتصال القياسي

محرك ثلاثي الطور، له ثلاث لفات بزاوية 120 درجة. يتم إخراج ثلاثة أزواج من جهات الاتصال إلى الكتلة الطرفية. يمكن تنظيم الاتصال بطريقتين:

اتصال ستار ودلتا

يتم توصيل كل ملف عند أحد طرفيه بملفين آخرين، مما يشكل ما يسمى بالمحايد. وترتبط الأطراف المتبقية بالمراحل الثلاث. وبالتالي، يتم توفير 380 فولت لكل زوج من اللفات:

في كتلة التوزيع، يتم توصيل وصلات العبور وفقًا لذلك، ومن المستحيل خلط جهات الاتصال. لا يوجد مفهوم للقطبية في التيار المتردد، لذلك لا يهم أي طور أو سلك يتم تطبيقه عليه.

وبهذه الطريقة يتم ربط نهاية كل ملف بالذي يليه، مما ينتج عنه دائرة مغلقة، أو بالأحرى مثلث. كل ملف له جهد 380 فولت.

مخطط الاتصال:

وفقا لذلك، يتم تثبيت وصلات العبور على الكتلة الطرفية بشكل مختلف. على غرار الخيار الأول، لا توجد قطبية كفئة.

تستقبل كل مجموعة من جهات الاتصال التيار في أوقات مختلفة، وفقًا لمفهوم "تحول الطور". ولذلك، فإن المجال المغناطيسي يسحب الدوار معه باستمرار، مما يخلق عزم دوران مستمر. هذه هي الطريقة التي يعمل بها المحرك مع مصدر الطاقة "الأصلي" ثلاثي الطور.

ماذا لو استلمت محركًا بحالة ممتازة، لكنك بحاجة إلى توصيله بشبكة أحادية الطور؟ لا تنزعج، لقد قام المهندسون بوضع مخطط التوصيل لمحرك ثلاثي الطور منذ وقت طويل. سنشاركك أسرار العديد من الخيارات الشائعة.

توصيل محرك ثلاثي الطور بشبكة 220 فولت (طور واحد)

للوهلة الأولى، لا يختلف تشغيل محرك ثلاثي الطور عند توصيله بمرحلة واحدة عن تشغيله بشكل صحيح. يدور الدوار دون أن يفقد سرعته تقريبًا، ولا يتم ملاحظة أي هزات أو تباطؤ.

ومع ذلك، من المستحيل تحقيق الطاقة القياسية باستخدام مصدر الطاقة هذا. هذه خسارة قسرية، لا توجد طريقة لإصلاحها، عليك أن تحسبها. اعتمادًا على دائرة التحكم، يتراوح تقليل الطاقة من 20% إلى 50%.

وفي الوقت نفسه، يتم استهلاك الكهرباء بنفس الطريقة كما لو كنت تستخدم كل الطاقة. لاختيار الخيار الأكثر ربحية، نقترح عليك أن تتعرف عليه بطرق مختلفة:

طريقة تبديل المكثفات

وبما أننا بحاجة إلى التأكد من "تحول الطور"، فإننا نستخدم القدرات الطبيعية للمكثفات. لدينا سلكين للإمداد، ونقوم بتوصيلهما على التوالي بنقطتي الكتلة الطرفية القياسية.

تبقى جهة الاتصال الثالثة، والتي يتم توفير التيار لها من إحدى جهات الاتصال المتصلة بالفعل. وليس مباشرة (وإلا فلن يبدأ المحرك بالتناوب)، ولكن من خلال دائرة مكثف.
يتم استخدام مكثفين (يطلق عليهما تحويل الطور).

يوضح الرسم البياني أعلاه أن أحد المكثفين يعمل باستمرار، والثاني من خلال زر غير قابل للإغلاق. العنصر الأول يعمل، ومهمته هي محاكاة تحول الطور القياسي للملف الثالث.

الحاوية الثانية مخصصة للدورة الأولى للدوار، ثم تدور بالقصور الذاتي، وفي كل مرة تقع بين "مراحل" زائفة. لا يمكن ترك مكثف البدء قيد التشغيل باستمرار، حيث سيؤدي ذلك إلى حدوث ارتباك في إيقاع الدوران المنظم نسبيًا.

يرجى الملاحظة

الرسم البياني أعلاه لتوصيل محرك ثلاثي الطور بشبكة أحادية الطور هو رسم نظري. للعمل الحقيقي، من الضروري حساب السعات لكلا العنصرين بشكل صحيح واختيار نوع المكثفات.

صيغة لحساب "مكثف" العمل:

• عند الاتصال كنجمة، C=(2800*I)/U;
• عند الاتصال في مثلث، C=(4800*I)/U;

في شبكة ثلاثية الطور يوجد عادة 4 أسلاك (3 مراحل وصفر). قد يكون هناك أيضًا سلك أرضي منفصل. ولكن هناك أيضًا أجهزة بدون سلك محايد.

كيفية تحديد الجهد في شبكتك؟
بسيط جدا. للقيام بذلك، تحتاج إلى قياس الجهد بين المراحل وبين الصفر والطور.

في شبكات 220/380 فولت، سيكون الجهد بين المراحل (U1، U2، U3) مساوياً لـ 380 فولت، والجهد بين الصفر والطور (U4، U5، U6) سيكون مساوياً 220 فولت.
في شبكات 380/660 فولت، سيكون الجهد بين أي مراحل (U1 وU2 وU3) مساويًا لـ 660 فولت، وسيكون الجهد بين الصفر والطور (U4 وU5 وU6) مساويًا لـ 380 فولت.

مخططات التوصيل الممكنة للملفات المحرك الكهربائي

تحتوي المحركات الكهربائية غير المتزامنة على ثلاث ملفات، لكل منها بداية ونهاية وتتوافق مع الطور الخاص بها. قد تختلف أنظمة تعيين اللف. في المحركات الكهربائية الحديثة، تم اعتماد نظام لتعيين الملفات U وV وW، وتم تحديد أطرافها بالرقم 1 كبداية للملف وبالرقم 2 كنهاية للملف، أي أن الملف U له طرفين: U1 وU2، والملفان V - V1 وV2، والملفان W - W1 وW2.

ومع ذلك، فإن المحركات غير المتزامنة القديمة التي تم تصنيعها خلال الحقبة السوفيتية والتي تحتوي على نظام العلامات السوفيتي القديم لا تزال قيد التشغيل. فيها، يتم تحديد بدايات اللفات C1، C2، C3، والنهايات - C4، C5، C6. هذا يعني أن الملف الأول له أطراف C1 وC4، والثاني - C2 وC5، والثالث - C3 وC6.

يمكن توصيل اللفات للمحركات الكهربائية ثلاثية الطور في قسمين مخططات مختلفة: النجم (Y) أو المثلث (Δ).

توصيل محرك كهربائي وفق دائرة نجمية

يرجع اسم مخطط الاتصال إلى حقيقة أنه عندما يتم توصيل اللفات وفقًا لهذا المخطط (انظر الشكل على اليمين)، فإنه يشبه بصريًا نجمًا ثلاثي الأشعة.

كما يتبين من مخطط توصيل المحرك الكهربائي، فإن اللفات الثلاثة متصلة معًا عند طرف واحد. مع هذا الاتصال (شبكة 220/380 فولت)، يتم تطبيق جهد 220 فولت على كل ملف على حدة، ويتم تطبيق جهد 380 فولت على ملفين متصلين على التوالي.

الميزة الرئيسية لتوصيل محرك كهربائي وفقًا لدائرة نجمية هي تيارات البدء الصغيرة، حيث يتم استهلاك جهد الإمداد البالغ 380 فولت (طور إلى طور) بواسطة ملفين في وقت واحد، على عكس دائرة الدلتا. ولكن مع مثل هذا الاتصال، تكون قوة المحرك الكهربائي محدودة (أساسا لأسباب اقتصادية): عادة ما يتم تشغيل المحركات الكهربائية الضعيفة نسبيا في النجم.

توصيل محرك كهربائي حسب مخطط المثلث

يأتي اسم هذا المخطط أيضًا من الصورة الرسومية (انظر الصورة اليمنى):

كما يتبين من مخطط توصيل المحرك الكهربائي - "المثلث"، فإن اللفات متصلة ببعضها البعض في سلسلة: نهاية الملف الأول متصلة ببداية الثاني وهكذا.

أي أنه سيتم تطبيق جهد 380 فولت على كل ملف (عند استخدام شبكة 220/380 فولت). في هذه الحالة، يتدفق تيار أكبر عبر اللفات؛ وعادةً ما يتم تشغيل المحركات ذات الطاقة الأعلى في مثلث مقارنةً بالاتصال النجمي (من 7.5 كيلو واط وما فوق).

ربط المحرك الكهربائي بشبكة ثلاثية الطور 380 فولت

تسلسل الإجراءات هو كما يلي:

1. أولاً، دعونا نتعرف على الجهد الكهربي الذي تم تصميم شبكتنا من أجله.
2. بعد ذلك، ننظر إلى اللوحة الموجودة على المحرك الكهربائي، وقد تبدو هكذا (النجمة Y / المثلث Δ):

(~1.220 فولت)

220 فولت/380 فولت (220/380، Δ / Y)

(~3، ص، 380 فولت)

محرك لشبكة ثلاثية الطور
(380 فولت / 660 فولت (Δ / Y، 380 فولت / 660 فولت)

3. بعد التعرف على معلمات الشبكة ومعلمات التوصيل الكهربائي للمحرك الكهربائي (النجم Y/delta Δ)، ننتقل إلى التوصيل الكهربائي المادي للمحرك الكهربائي.
4. لتشغيل محرك كهربائي ثلاثي الطور، تحتاج إلى تطبيق الجهد في وقت واحد على جميع المراحل الثلاث.
أحد الأسباب الشائعة إلى حد ما لفشل المحرك الكهربائي هو التشغيل على مرحلتين. يمكن أن يحدث هذا بسبب خلل في بداية التشغيل أو بسبب خلل في توازن الطور (عندما يكون الجهد في إحدى المرحلتين أقل بكثير من المرحلتين الأخريين).
هناك طريقتان لتوصيل المحرك الكهربائي:
- استخدام قاطع الدائرة الكهربائية أو قاطع دائرة حماية المحرك

عند تشغيلها، تقوم هذه الأجهزة بتزويد الجهد الكهربائي لجميع المراحل الثلاث مرة واحدة. نوصي بتركيب قاطع دائرة لحماية المحرك من سلسلة MS، حيث يمكن ضبطه تمامًا ليناسب تيار التشغيل للمحرك الكهربائي، وسيراقب زيادته بحساسية في حالة التحميل الزائد. يتيح هذا الجهاز في لحظة البدء العمل لبعض الوقت بتيار متزايد (بدء التشغيل) دون إيقاف تشغيل المحرك.
يجب تركيب قاطع دائرة تقليدي بما يزيد عن التيار المقنن للمحرك الكهربائي، مع الأخذ في الاعتبار تيار البدء (2-3 مرات أعلى من التيار المقنن).
لا يمكن لمثل هذه الآلة إيقاف تشغيل المحرك إلا في حالة حدوث ماس كهربائي أو تشويش، وهو ما لا يوفر في كثير من الأحيان الحماية اللازمة.

باستخدام بداية

المبدئ عبارة عن موصل كهروميكانيكي يغلق كل مرحلة بملف المحرك المقابل.
يتم تشغيل آلية الموصل بواسطة مغناطيس كهربائي (الملف اللولبي).

جهاز البدء الكهرومغناطيسي:

المبدئ المغناطيسي بسيط للغاية ويتكون من الأجزاء التالية:

(1) الملف الكهرومغناطيسي
(2) الربيع
(3) إطار متحرك مع جهات اتصال (4) لتوصيل طاقة الشبكة (أو اللفات)
(5) اتصالات ثابتة لتوصيل ملفات المحركات الكهربائية (مصدر الطاقة).

عند إمداد الملف بالطاقة، يقوم الإطار (3) مع نقاط التلامس (4) بخفض وإغلاق نقاط التلامس الخاصة به مع نقاط التلامس الثابتة المقابلة (5).

مخطط نموذجي لتوصيل محرك كهربائي باستخدام بداية:

عند اختيار بداية، يجب عليك الانتباه إلى الجهد الكهربائي لملف البداية المغناطيسي وشرائه وفقًا للقدرة على الاتصال بشبكة معينة (على سبيل المثال، إذا كان لديك 3 أسلاك فقط وشبكة 380 فولت، فإن يجب أن يؤخذ الملف عند 380 فولت، إذا كان لديك شبكة 220/380 فولت، فيمكن أن يكون الملف 220 فولت).

5. تأكد من أن العمود يدور في الاتجاه الصحيح.
إذا كنت بحاجة إلى تغيير اتجاه دوران عمود المحرك الكهربائي، فأنت بحاجة فقط إلى تبديل أي مرحلتين. هذا مهم بشكل خاص عند تشغيل مضخات الطرد المركزي الكهربائية التي لها اتجاه دوران محدد بدقة للمكره.

كيفية توصيل المفتاح العائم بمضخة ثلاثية الطور

من كل ما سبق، يصبح من الواضح أنه من الممكن التحكم في محرك مضخة ثلاثي الطور الوضع التلقائيعند استخدام المفتاح العائم، لا يمكنك ببساطة كسر مرحلة واحدة، كما هو الحال مع المحركات أحادية الطور في شبكة أحادية الطور.

أسهل طريقة هي استخدام مشغل مغناطيسي للأتمتة.
في هذه الحالة، يكفي دمج مفتاح تعويم على التوالي في دائرة إمداد الطاقة لملف البداية. عندما يغلق العوامة الدائرة، ستغلق دائرة ملف التشغيل وسيتم تشغيل المحرك الكهربائي؛ وعندما يتم فتحه، سيتم إيقاف تشغيل المحرك الكهربائي.

توصيل المحرك الكهربائي بشبكة أحادية الطور 220 فولت

عادة، للاتصال بشبكة أحادية الطور 220 فولت، يتم استخدام محركات خاصة مصممة للاتصال خصيصًا بمثل هذه الشبكة، ولا تنشأ مشاكل في مصدر الطاقة الخاص بها، لأن يتطلب هذا ببساطة إدخال قابس (معظم المضخات المنزلية مجهزة بقابس Schuko قياسي) في المقبس

في بعض الأحيان يكون من الضروري توصيل محرك كهربائي ثلاثي الطور بشبكة 220 فولت (على سبيل المثال، إذا لم يكن من الممكن تركيب شبكة ثلاثية الطور).

أقصى قوة ممكنة لمحرك كهربائي يمكن توصيله بشبكة أحادية الطور 220 فولت هي 2.2 كيلو واط.

أسهل طريقة هي توصيل المحرك الكهربائي من خلال محول تردد مصمم لتزويد الطاقة من شبكة 220 فولت.

يجب أن نتذكر أن محول التردد 220 فولت ينتج 3 مراحل من 220 فولت عند الخرج أي أنه يمكنك فقط توصيل محرك كهربائي به جهد إمداد بشبكة ثلاثية الطور 220 فولت (عادةً ما تكون هذه محركات ذات ستة جهات اتصال في صندوق التوصيل، يمكن توصيل اللفات الخاصة بها على شكل نجمة ومثلث). في في هذه الحالةيجب أن تكون اللفات متصلة في مثلث.

من الممكن توصيل محرك كهربائي ثلاثي الطور بشبكة 220 فولت باستخدام مكثف بشكل أكثر بساطة، ولكن مثل هذا الاتصال سيؤدي إلى فقدان قوة المحرك بنسبة 30٪ تقريبًا. يتم تشغيل اللف الثالث من خلال مكثف من أي ملف آخر.

لن نفكر في هذا النوع من الاتصال، لأن هذه الطريقة لا تعمل بشكل طبيعي مع المضخات (إما أن المحرك لا يعمل عند بدء التشغيل، أو يسخن المحرك الكهربائي بسبب انخفاض الطاقة).

باستخدام محول التردد

حاليًا، بدأ الجميع بنشاط في استخدام محولات التردد للتحكم في سرعة الدوران (RPM) للمحرك الكهربائي.

هذا لا يسمح لك فقط بتوفير الطاقة (على سبيل المثال، عند استخدام التحكم في تردد مضخات إمدادات المياه)، ولكن أيضًا للتحكم في تدفق مضخات الإزاحة الإيجابية، وتحويلها إلى مضخات الجرعات (أي مضخات الإزاحة الإيجابية).

ولكن في كثير من الأحيان عند استخدامها محولات الترددلا تولي اهتماما لبعض الفروق الدقيقة في استخدامها:

يمكن تعديل التردد، دون تعديل المحرك الكهربائي، ضمن نطاق ضبط التردد +/- 30% من نطاق التشغيل (50 هرتز)،
- عندما تزيد سرعة الدوران عن 65 هرتز، من الضروري استبدال المحامل بأخرى معززة (الآن بمساعدة حالة الطوارئ، من الممكن زيادة التردد الحالي إلى 400 هرتز، والمحامل العادية تنهار ببساطة عند هذه السرعات )،
- عندما تنخفض سرعة الدوران، تبدأ المروحة المدمجة للمحرك الكهربائي في العمل بشكل غير فعال، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة اللفات.

نظرًا لحقيقة أنهم لا ينتبهون لمثل هذه "الأشياء الصغيرة" عند تصميم المنشآت، فغالبًا ما تفشل المحركات الكهربائية.

للعمل بترددات منخفضة، من الضروري تركيب مروحة تبريد قسرية إضافية للمحرك الكهربائي.

يتم تركيب مروحة تبريد قسرية بدلاً من غطاء المروحة (انظر الصورة). في هذه الحالة، حتى عندما تنخفض سرعة عمود المحرك الرئيسي،
ستضمن المروحة الإضافية تبريدًا موثوقًا للمحرك الكهربائي.

لدينا خبرة واسعة في تعديل المحركات الكهربائية للعمل بترددات منخفضة.
في الصورة يمكنك رؤية المضخات اللولبية مع مراوح إضافية على المحركات الكهربائية.

تستخدم هذه المضخات كمضخات الجرعات في إنتاج الغذاء.

نأمل أن تساعدك هذه المقالة في توصيل المحرك الكهربائي بالشبكة بنفسك بشكل صحيح (أو على الأقل فهم أن هذا ليس كهربائيًا، ولكنه "متخصص عام").

المدير الفني
جمعية ذات مسؤولية محدودة "مضخات أمبيكا"
مويسيف يوري.