5 февр. 2013 г.

Что такое соединение типа «веер»?


Из письма Б. Г. Хасапова:
Андрей! Мне случайно попалась статья о соединениях обмоток асинхронных двигателей. Не взирая на то, что в ней не наблюдается серьезных ошибок, она все-таки не совсем удачная. Там что-то не говорится всерьез о вращающемся магнитном поле. А, следовательно, не упоминается соединение "веер", хотя "треугольник" и "звезда" упоминаются. А ведь это должно быть центром статьи. Ведь статья предназначена для ЭЛЕКТРИКОВ, поэтому понятие соединения "веер" просто просится ...
1. Термин «Последовательное соединение» не дает полной информации об электрической цепи, ибо в ней могут быть элементы, о которых должны быть дополнительные сведения. Такими элементами могут быть источники питания.
2. Для них нужно обязательно соблюдать при подсоединении полярность, а расчеты вести по правилам ВЕКТОРНОГО ИСЧИСЛЕНИЯ, ибо они могут быть включены СОГЛАСНО или ВСТРЕЧНО. Это понятно для ПОСТОЯННОГО тока, но непривычно для переменного. Встречаются ли такие случаи в переменном токе? Конечно!
3. В локомотивном депо Гомель, как и везде, приемные катушки устройств автоматической локомотивной сигнализации тепловозов представляют собой два трансформатора первичной обмоткой которых являются рельсы, по которым идет тепловоз, а вторичные соединены ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНО и СОГЛАСНО для получения вдвое большей ЭДС, чем от одного. Определяют правильность соединения милливольтметром. По рельсам идет ток частотой 50 или 75 гц.
4. В многофазных сетях положение еще сложнее. Там векторы располагаются не на единственной оси координат, А на всей ПЛОСКОСТИ. Там тоже действуют правила векторного сложения и вычитания.
5. Многофазные системы были придуманы для того, чтобы применить бесколлекторные электродвигатели. Генераторы многофазных систем устроены просто. Обмотки, расположенные на СТАТОРЕ под соответствующими углами (геометрия), подвергаются воздействию ПЕРЕМЕННОГО МАГНИТНОГО поля ПОСТОЯННЫХ ЭЛЕКТРОМАГНИТОВ вращающегося ротора. Результатом является ГЕНЕРАЦИЯ ПРОМЫШЛЕННОГО МНОГОФАЗНОГО тока.
6. Самой простой для объяснения учащимся является ДВУХФАЗАЯ система, придуманная Теслой. Там обмотки статора расположены под углом 90 градусов, но и они могут создать систему, позволяющую создавать в двигателях переменного тока ВРАЩАЮЩЕЕСЯ МАГНИТНОЕ ПОЛЕ.
7. Еще в доэлектротехнические времена французский физик Лиссажу, занимаясь исследованием сложения механических колебаний, разработал свой оптический метод их изучения (1855). «Зайчики» от зеркал колеблющихся пластин, создавали у него различные картинки, известные и поныне физикам как «фигуры Лиссажу». При разности фаз в 90 градусов и одной и той же частоте колебаний двух пластин он получил самую простую фигуру – ОКРУЖНОСТЬ. Я когда-то напечатал в «Технике молодежи» статью с таким рисунком, хотя не читал, слава богу, никогда трудов Лиссажу. Вы можете ознакомиться. Но в Интернете можно увидеть их и даже в действующем виде, правда, там уже электроника.
8. Тесла и Феррарис предложили складывать магнитные колебания для получения ВРАЩАЮЩЕГОСЯ МАГНИТНОГО ПОЛЯ в электродивгателях. Тесла даже разработал проект питания потребителей с использованием такой двухфазной системы на электростанции на Ниагарском водопаде. Но появился проект трехфазной системы с вращающимся полем. Он требовал всего три провода линейных систем, что серьезно удешевляло проект и… победил! Но представить себе вращающееся поле с применением трех пар полюсов зрительно я не могу. Но это смог Доливо-Добровольский и более ста лет назад. В таких статорах двигателя вместо ротора может вращаться любой металл.
9. Для чего я это все рассказывал? Для того, чтобы показать, что мы сейчас с электростанций получаем трехфазный ток, ЭДС которого можно изобразить векторами А, В и С, исходящими из одной точки под углом 120 градусов. Получилась электротехническая «звезда». Эти ЭДС создают в двигателях вращающееся магнитное поле. Но это будет только в том случае, когда обмотки, возбуждающие электрический ток в статоре, соединены ПРАВИЛЬНО. Если ошибочно начало и конец одной из обмоток поменять местами, то вместо привычной нам «звезды» получим тоже «звезду», но лучи которой расходятся в одну сторону с углом между собой в 60 градусов. Они могут создать какое-то поле, но далекое от нормально вращающегося. Картинка векторов в этом случае напоминает дамский веер из трех составляющих и поэтому называется подключением «ВЕЕР». В прочем можно встретить и другое название подключения – «Ёлка». Но это как кому нравится. Подключение это ошибочное. Тот же эффект вызывает и неправильное подключение начала и конца обмоток двигателя.
10. Не следует думать, что не существует и других названий схем соединений. Например, последовательно соединенные вторичные обмотки трехфазного трансформатора называются схемой «зигзаг». Они находят тоже применение. Но это совсем другая тема.
Библиография:
2.Е.А.Каминский. Звезда, треугольник, зигзаг.\\ Москва, Энегоатомиздат, 1984. с.80-81, рис.47. (скачать эту книгу можно здесь: http://www.electrolibrary.info/zvezda.zip - прим. А. П.)
Борис Хасапов e-mail: b.hasapov@rambler.ru
Другие статьи Б. Г. Хасапова:

Комментариев нет:

Присоединяйтесь к нам на Facebook!

Последние заметки