也许多相交流电源通过单相的最重要的好处是AC电动机的设计和操作。
正如我们在本书第一章所研究的那样,某些类型的类型交流电机在其交流发电机(发电机)对应物中几乎是相同的,由静止线绕组和旋转磁体组件组成。(其他AC电机设计并不是那么简单,但我们会将这些细节留给另一个教训)。
顺时针AC电机操作。
如果旋转磁铁能够跟上电磁绕组(线圈)的交流电的频率,则它将继续顺时针拉动。(上图)
然而,顺时针不是这个电机轴旋转的唯一有效方向。它可以很容易地在一个逆时针方向由相同的交流电压波形在下面的图中。
交流电机逆时针运行。
注意,与完全相同的极性循环序列(电压,电流和线圈产生的磁极),磁转子可以在任何方向旋转。
这是所有单相AC的常见特征“就职“ 和 ”同步“电机:它们没有正常或”正确“的旋转方向。在这一点上应该出现自然问题:如果它也可以运行任何一种方式,电机如何在预期的方向上开始?
答案是,这些发动机需要一点帮助才能启动。曾经帮助它向特定的方向旋转。只要保持绕组上的交流电源,它们就会继续这样旋转。
在那里,“帮助”来自用于单相交流电机以朝着一个方向进入,可以变化。
通常,它来自于与主机组位置不同的一组额外的绕组,并由与主电源不相的交流电压供电。(下图)
单向启动AC两相电动机。
这些补充线圈通常与电容器串联,在两组绕组之间引入相移电流。(下图)
电容相移增加了第二阶段。
该相移创建来自线圈2a和2b的磁场,该磁场与来自线圈1a和1b的场的磁场同等地超出步骤。
结果是一组具有明确相位旋转的磁场。它是这种相位旋转,其将旋转磁铁沿明确的方向拉动。
多相交流电机要求没有这样的诡计以确定方向旋转。因为它们的电源电压波形已经具有明确的旋转序列,所以由电动机的固定绕组产生的各个磁场所以。
事实上,所有的三相绕组组合在一起工作就产生了通常所说的旋转磁场。这是一个旋转磁场的概念,它激发了尼古拉特斯拉设计世界第一多相电气系统(简单地制作更简单,更有效的电机)。
后来发现了多相电源相对于单相电源的线路电流和安全优势。
通过类比,原本令人困惑的概念变得更清晰了。
你见过一排闪烁的灯泡吗,就像圣诞节装饰用的那种?当灯泡交替地发光和变暗时,一些弦似乎在一个确定的方向“移动”。其他的弦只是闪烁,没有明显的运动。这两种灯泡串有什么不同?
答:相移!
检查一串灯,每个其他灯泡在任何给定时间都点亮(下图)
相序1-2-1-2:灯似乎移动。
当所有的“1”灯泡点亮时,“2”灯泡是黑暗的,反之亦然。通过这种闪烁的序列,灯泡光线没有明确的“运动”。
你的眼睛可以从左到右遵循“运动”,就像从右到左一样容易。从技术上,“1”和“2”灯泡闪烁序列是180°(彼此完全相对)。
这类似于单相交流电机,它可以很容易地朝任何方向运行,但不能自己启动,因为它的磁场变化缺乏一个确定的“旋转”。
现在让我们检查一串灯,其中有三套灯泡被测序而不是两个,并且这三个集合在下图中彼此相同相位。
相序:1-2-3:灯泡似乎从左向右移动。
如果照明顺序是1-2-3(顺序如上图所示),灯泡会从左到右“移动”。
现在想象一下这串闪烁的灯泡排成一个圆圈,如下图所示。
圆形安排;灯泡似乎顺时针旋转。
现在,上图中的灯光似乎在顺时针方向“移动”,因为它们是围绕着一个圆而不是一条直线。
如果灯泡的相位逆转,则应毫不奇怪地表明运动的外观将反转。
闪烁模式会根据相位顺序出现顺时针或逆时针移动。
这类似于a三期下图中三组绕组的交流电机,由三种不同相移的电压源供电。
三相交流电机:磁体顺时针旋转1-2-3相序,磁体逆时针旋转3-2-1相序。
当相移小于180°时,我们得到了磁场的真实旋转。对于单相电机,自起动所需的旋转磁场必须通过电容移相的方式产生。对于多相电机,必要的相移已经存在了。
此外,多相电机的轴旋转方向非常容易逆转:只需交换到电机的任何两个“热”导线,它将沿相反方向运行!
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