19 мая 2015 г.

Преимущества и недостатки асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором

Запатентованный российским ученым Михаилом Осиповичем Доливо-Добровольским в 1889 году, трехфазный асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором типа «беличья клетка» (сокращенно АДКЗ), произвел настоящую революцию в электротехнике. Теперь асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором находят самое широкое применение в промышленности, на транспорте, в быту и т.д.

Перечислять области их применения можно очень долго. Электрические приводы дымососов, подъемных кранов, шаровые мельницы, насосы, транспортеры, лебедки, дробилки, всевозможные станки, и бытовые приборы, - множество применений находит это замечательное устройство в наше время.
Конструкция такого двигателя относительно проста

Трехфазная обмотка статора уложена в пазы магнитопровода, набранного из пластин электротехнической стали, и может быть соединена как в «треугольник», так и в «звезду», в зависимости от условий эксплуатации. Обмотка ротора, в свою очередь, образована медными, алюминиевыми, или латунными стержнями, накоротко замкнутыми двумя кольцами с торцов ротора.

Сердечник ротора, как и сердечник статора, набран из листов электротехнической стали, и тоже имеет пазы, в которых и размещены стержни. Обычно стержни отливаются вместе с торцевыми кольцами, и завершенная конструкция ротора со стержнями похожа на «беличью клетку», поэтому ее так и называют.


К преимуществам двигателей такого типа, в частности, перед асинхронными двигателями с фазным ротором, относятся простота обслуживания и отсутствие подвижных контактов. Здесь нет щеток и контактных колец, питание подается только на неподвижную трехфазную обмотку статора, что и делает этот двигатель весьма удобным для самых разных сфер применения, практически универсальным. Такой двигатель прост в изготовлении и сравнительно дешев, затраты при эксплуатации минимальны, а надежность высока.

Если нагрузка на двигатель не чувствительна к скорости вращения его ротора, если не требуется регулировка оборотов, то возможно включение двигателя в любую сеть без каких-либо дополнительных преобразователей. Справедливости ради стоит отметить, что при включении такого трехфазного двигателя в однофазную сеть, требуется подключение пускового фазосдвигающего конденсатора, что отнюдь не является проблемой.


Если говорить о недостатках асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором, то их несколько. При включении двигателя в сеть пусковой ток довольно велик, при этом пусковой момент значительно меньше номинального, это несколько ограничивает область применения, и если требуется большой пусковой момент, то асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором не подойдет.

Однако этот недостаток можно преодолеть применением частотного преобразователя, позволяющего плавно повышать обороты, и таким образом обеспечить достаточно высокий пусковой момент.

Проблема регулировки оборотов также имеет место, но и решить ее можно аналогичным образом, опять же применением частотного преобразователя. Современная полупроводниковая база делает частотные преобразователи с каждым годом все более доступными.


Еще одним недостатком асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором является их низкий коэффициент мощности, особенно при малой нагрузке и на холостом ходу, что снижает эффективность такой электрической системы в целом. В масштабах предприятий это чревато существенными потерями, поэтому широко распространена практика применения систем компенсации реактивной мощности, когда параллельно с обмотками электродвигателя устанавливают компенсирующие конденсаторы.

Источник: Школа для электрика - http://electricalschool.info
Школа для электрика в фэйсбуке - https://www.facebook.com/electricalschool

6 мая 2015 г.

Провода из углеродных нанотрубок

В 1985 году американские физики Ричард Смоли и Роберт Керл, совместно с британским химиком Харольдом Крото, работали в группе на кафедре химии и электротехники Университета Райса (Хьюстон, США). Там, анализируя состав атомных кластеров, которые образуются при испарении различных веществ лазером с последующим охлаждением в сверхзвуковом потоке, ученые открыли новые структурные формы углерода – фуллерены.

Исследуя спектры получаемых паров графита, они обнаружили пики максимальной амплитуды, которые соответствовали кластерам, образованным 60 и 70 атомами углерода. Было выдвинуто предположение, что такие пики отвечают молекулам С60 и С70, после чего возникла гипотеза, что молекула С60 обладает формой усечённого икосаэдра.

Такие полиэдрические (состоящие из пятиугольников и шестиугольников) кластеры углерода ученые назвали фуллеренами, а наиболее распространённые (из шестиугольников)молекулы С60 — бакминстерфуллеренами, в честь американского архитектора Бакминстера Фуллера, знаменитого проектами куполов своих зданий с использованием пятиугольников и шестиугольников, являющихся здесь основными структурными элементами молекулярных каркасов всех открытых фуллеренов.



В 1986 году ученых удостоили Нобелевской премии по химии за это открытие.


В 1991 году в Японии были открыты длинные цилиндрические структуры из углерода, которые получили название углеродных нанотрубок.


Японский исследователь Сумио Иджима, занимаясь изучением осадка, получаемого на катоде при распылении графита в электрической дуге, заметил необычную структуру этого осадка. Он состоял из микроскопических нитей и волокон. Диаметр нитей не превышал нескольких нанометров, а их длина варьировалась от одного до нескольких микрон.

Вскоре, разрезав тонкую трубочку вдоль ее продольной оси, ученому удалось обнаружить, что она образована одним или несколькими слоями, каждый из которых представляет собой гексагональную сетку графита, образованную шестиугольниками с расположенными в вершинах их углов атомами углерода.

Во всех случаях расстояние между слоями составляло 0,34 нм, то есть ровно столько же, сколько и между слоями в известном кристаллическом графите. Верхние концы этих трубочек закрыты многослойными полусферическими крышечками, каждый слой которых составлен из шестиугольников или пятиугольников, напоминающих структуру половинки (полусферы) молекулы фуллерена.

Выглядит такая структура как трубка, полученная сворачиванием графеновой плоскости в цилиндр, однако таким способом (просто сворачиванием) нанотрубку не получить. Со временем ученые научились выращивать трубки большей длины, и с момента первых исследований длина выращиваемых трубок все время увеличивается.

В 1998 году ученым удалось вырастить двухмиллиметровую нанотрубку, а на данный момент экспериментально достигнута длина в несколько сантиметров. Углеродные нанотрубки являются исключительно синтетическим материалом, а в природе встречаются очень-очень редко.

Электрическая проводимость этого материала превосходит во много раз медь при том же весе, и если, например, заменить медные провода самолета на графитовые, сотканные из углеродных нанотрубок, то вес проводки удастся снизить в десять раз. Однако проводник из углеродных нанотрубок, свитых в нить, очень страдает, подвергаясь механическим воздействиям при использовании.

Исследователи уже добились в экспериментах проводимости, позволяющей проводу из нанотрубок, по весу равному медному, передавать ток с существенно меньшими потерями. Одна нанотрубка может пропустить через себя ток в тысячу раз больший, чем провод аналогичного сечения, выполненный из меди, но при свивании нанотрубок в провод, ничего подобного получить не удается в силу отсутствия идеального контакта между сплетенными нитями. Провода разрушались из-за омического нагрева.


Но группа учёных из Университета Райса, возглавляемая Юничиро Коно, предложила метод мокрого свивания волокна из нанотрубок, что в начале не привело их к конечной цели, ведь проводимость слегка недотягивала. Затем материаловеды свили провод сразу из нескольких разновидностей нанотрубок — с однослойными и с многослойными стенками.

В результате был получен провод толщиной в 20 мкм, горазда прочнее меди, и обладающий большей, чем медь, электропроводностью. Кроме того, была измерена электрическая устойчивость провода из углеродных нанотрубок, то есть максимально допустимый ток, при котором проводник еще не начинает снижать свои характеристики из-за перегрева и прочих факторов.

Нанотрубочный провод был испытан в различных средах, и лучше всего показал себя в азотной атмосфере. Худшие параметры были продемонстрированы в вакууме, где нанотрубочный провод не мог охлаждаться так же эффективно, как в других средах.

В результате измерений, характеристики провода превзошли все образцы, когда-либо испытывавшиеся до этого, и хотя сопротивление меди по площади сечения на порядок ниже, углеродный провод значительно легче. Именно поэтому нанотрубки показали проводимость в четыре раза выше на единицу массы провода, чем у меди.

Важно отметить, что обычно свободно висящие провода крайне слабы — в отличие от нанотрубочных, поэтому в них и присутствует стальная проволока, не позволяющая мягкому металлу, такому как алюминий или медь, провисать (смотрите - Конструкции проводов для ВЛ). А нанотрубки в этом просто не нуждаются, они и без того прочны, и их использование принесет ещё больший выигрыш в весе.

Авторы данной технологии считают, что это будет незаменимо в аэрокосмической отрасли, где проводов очень много, а их вес сказывается на лишнем потреблении дорогого топлива. Более высокая на стартовом этапе цена нанотрубок с лихвой будет компенсирована снижением массы самолётов и космических аппаратов.

В статье использована информация с сайта Школа для электрика - http://electricalschool.info  

5 мая 2015 г.

Aliexpress - товары из Китая

Aliexpress одна из самых крупных торговых площадок в мире. Aliexpress входит в крупнейшую китайскую корпорацию Alibaba.com
Первая версия сайта появилась 2009 году. Но уже в 2010 количество товаров, присутствующих на портале, превысило 5 миллионов. В следующем 2011 эта цифра удвоилась. В 2012 уже 20 миллионов товаров, а покупателей на сайте 2 мил. человек. В 2014 году Aliexpress стал одной из самых крупных торговых площадок в мире.
Это очень большая розничная онлайн-площадка по продаже всех видов китайских товаров и не только, оптовая - розничная продажа вообще всего, что производится в мире (начиная от микроскопических батареек и заканчивая машинами, тракторами, водными мотоциклами и даже огромными промышленными станками).
Aliexpress создан для облегчения сделок между отдельными потребителями и широким диапазоном китайских продавцов. На сайте Aliexpress предлагается широкий ассортимент товаров.
Функционал сайта огромный и постоянно расширяется. На сайте проводятся постоянные акции и скидки, сезонные распродажи. На китайском сайте али вы можете сразу автоматически попасть на страницу Aliexpress на русском языке.
На этом портале можно оплатить покупку в Китае через WebMoney, Visa, MasterCard или банковским переводом.
В данном случае сайт выступает в роли посредника между покупателем и продавцом. На Aliexpress тысячи продавцов и десятки тысяч покупателей.
На странице товара вы найдете полное описание товара, стоимость товара в зависимости от заказываемой партии, координаты продавца, рейтинг продавца, рейтинг товара, способы оплаты заказываемого товара, стоимость доставки в вашу страну, отзывы о товаре и отзывы о продавце.
Можно напрямую общаться с продавцом, согласовывая вопросы по товару. Если продавец будет на сайте, то вы можете пообщаться с ним и задать интересующие вас вопросы в чате.
На Aliexpress действует безопасная система платежей, т.е. продавец не получит оплату, пока вы не получите товар и не подтвердите факт получения. Только тогда продавец получит оплату за товар. Если что пошло не так, то деньги вернут на ваш счёт.
Вот несколько интересных товарных категорий с сайта:
Светодиодные лампы: http://ali.pub/2z6v7 
Индукционные лампы: http://ali.pub/q1ah3
Измерительные приборы (мультиметры, токовые клещи, тестеры аккумуляторов): http://ali.pub/ac1qn 
Инструменты: http://ali.pub/d3he8
Электронные компоненты: http://ali.pub/saykz
Товары с большими скидками: http://ali.pub/mjvdb

Присоединяйтесь к нам на Facebook!

Последние заметки