עקרון הפעולה והמכשיר של שנאים תלת פאזיים

ניתן להפוך זרם תלת פאזי על ידי שלושה שנאים חד פאזיים נפרדים לחלוטין. במקרה זה, הפיתולים של כל שלושת השלבים אינם מחוברים זה לזה באופן מגנטי: לכל שלב יש מעגל מגנטי משלו. אבל אותו זרם תלת פאזי יכול לעבור טרנספורמציה עם שנאי תלת פאזי אחד, שבו הפיתולים של כל שלושת השלבים מחוברים זה לזה באופן מגנטי, שכן יש להם מעגל מגנטי משותף.

כדי להבהיר את עקרון הפעולה וההתקן של שנאי תלת פאזי, דמיינו שלושה שנאי חד פאזי, מחוברים זה לזה כך ששלושת המוטות שלהם יוצרים מוט מרכזי אחד משותף (איור 1). על כל אחד משלושת הפסים האחרים, פיתולים ראשוניים ומשניים משולבים (באיור 1, הפיתולים המשניים אינם מוצגים).

נניח שהפיתולים הראשוניים בכל רגלי השנאי זהים לחלוטין ומפותלים באותו כיוון (באיור 1, הפיתולים הראשוניים מפותלים בכיוון השעון במבט מלמעלה).אנו מחברים את כל הקצוות העליונים של הסלילים ל-O ניטרלי ומביאים את הקצוות התחתונים של הסלילים לשלושת המסופים של הרשת התלת-פאזית.

תמונה 1.

הזרמים בפיתולי השנאי ייצרו שטפים מגנטיים משתנים בזמן, שכל אחד מהם ייסגר במעגל המגנטי שלו. במוט המרוכב המרכזי, השטפים המגנטיים יסתכמו לאפס בסך הכל מכיוון ששטפים אלו נוצרים על ידי זרמים תלת פאזיים סימטריים, שביחס אליהם אנו יודעים שסכום הערכים המיידיים שלהם הוא אפס בכל עת.

לדוגמה, אם הזרם בסליל AX I, היה הגדול ביותר והתקיים באיור המצוין. 1, אז השטף המגנטי יהיה שווה לערכו הגדול ביותר Ф והופנה אל המוט המרוכב המרכזי מלמעלה למטה. בשני הסלילים האחרים BY ו-CZ, הזרמים I2 ו- Az3 באותו רגע בזמן שווים למחצית מהזרם הגבוה ביותר ויש להם כיוון הפוך ביחס לזרם בסליל AX (זו התכונה של שלוש- זרמי פאזה). מסיבה זו, במוטות של סלילי BY ו-CZ, השטפים המגנטיים יהיו שווים למחצית מהשטף המרבי, ובמוט המרוכב המרכזי יהיה להם כיוון הפוך ביחס לשטף של סליל ה-AX. סכום הזרימות ברגע הנדון הוא אפס. אותו דבר לגבי כל רגע אחר.

אין זרימה בסרגל המרכזי לא אומר שאין זרימה בשאר הסורגים. אם נהרוס את המוט המרכזי ונחבר את העול העליון והתחתון בעול משותף (ראה איור 2), אז השטף של הסליל AX ימצא את דרכו דרך ליבות הסלילים BY ו-CZ, והכוחות המגנטו-מוטיביים של אלה סלילים יתווספו יחד עם הכוח המגנטו-מוטיבי של סליל AX. במקרה זה, נקבל שנאי תלת פאזי עם מעגל מגנטי משותף לכל שלושת השלבים.

איור 2.

מכיוון שהזרמים בסלילים מוזזים ב-1/3 מהתקופה, גם השטפים המגנטיים המופקים על ידם מוזזים בזמן ב-1/3 מהתקופה, כלומר. הערכים הגדולים ביותר של השטפים המגנטיים במוטות ובסלילים עוקבים זה אחר זה לאחר 1/3 מהתקופה...

התוצאה של הסטת הפאזה של השטפים המגנטיים בליבות ב-1/3 מהתקופה היא אותה הסטת פאזה והכוחות האלקטרו-מוטוריים המושרים הן בפיתולים הראשוניים והן המשניים המוטלים על הסורגים. הכוחות האלקטרו-מוטיביים של הפיתולים הראשוניים כמעט מאזנים את המתח התלת-פאזי המופעל.הכוחות האלקטרו-מוטיביים של הפיתולים המשניים, בחיבור נכון של קצוות הסלילים, נותנים מתח משני תלת-פאזי המוזן למעגל המשני.

באשר לבניית המעגל המגנטי, שנאים תלת פאזיים, כמו חד פאזיים, מחולקים לתאנים מוטות. 2. ומשוריין.

שנאי מוט תלת פאזי מסווגים ל:

א) שנאים עם מעגל מגנטי סימטרי ו

ב) שנאים עם מעגל מגנטי א-סימטרי.

באיור. 3 מציג באופן סכמטי שנאי שקופיות עם מעגל מגנטי סימטרי, ובאיור. 4 מציג שנאי מוט עם מעגל מגנטי לא מאוזן. כפי שניתן לראות על ידי שלושת מוטות הברזל 1, 2 ו-3, מהודקים מעל ולמטה על ידי לוחות עול ברזל. ישנם סלילי I ו-II ראשוניים של שלב אחד של השנאי על כל רגל.

איור 3.

בשנאי הראשון, המוטות ממוקמים בקודקודי הזוויות של משולש שווה צלעות; לשנאי השני יש את הסורגים באותו מישור.

סידור המוטות בקודקודי הפינות של משולש שווה צלעות נותן התנגדויות מגנטיות שוות לשטפים המגנטיים של כל שלושת השלבים, שכן הנתיבים של השטפים הללו זהים. למעשה, השטפים המגנטיים של שלושת השלבים עוברים בנפרד דרך מוט אנכי אחד לחלוטין ודרך שני המוטות האחרים באמצע הדרך.

באיור. 3 הקו המקווקו מראה את הדרכים לסגירת השטף המגנטי של המוט שלב 2. קל לראות שעבור השטפים של השלבים של מוטות 1 ו-3, דרכי סגירת השטפים המגנטיים שלהם זהים לחלוטין. המשמעות היא שלשנאי הנדון יש את אותן התנגדויות מגנטיות עבור השטפים.

סידור המוטות במישור אחד מוביל לכך שההתנגדות המגנטית לשטף של השלב האמצעי (באיור 4 לשלב של המוט 2) קטנה יותר מאשר לשטפים של שלבי הקצה (באיור. 4 - עבור שלבי המוטות 1 ו-3).

איור 4.

למעשה, השטפים המגנטיים של שלבי הקצה נעים בשבילים מעט ארוכים יותר מהשטף של השלב האמצעי. יתרה מכך, זרימת השלבים הסופיים היוצאים מהמוטות שלהם עוברת כולה בחצי אחד של העול ורק בחצי השני (לאחר הסתעפות במוט האמצעי) עובר חציו. זרימת אמצע השלב ביציאה של המוט האנכי מתפצלת מיד לשני חצאים, ולכן רק מחצית מזרימת אמצע השלב עוברת לשני חלקי העול.

לפיכך, השטפים של השלבים הסופיים מרווים את העול במידה רבה יותר מהשטף של השלב האמצעי, ולכן ההתנגדות המגנטית עבור השטפים של שלבי הקצה גדולה יותר מאשר עבור השטף של השלב האמצעי.

התוצאה של אי השוויון של ההתנגדויות המגנטיות עבור השטפים של שלבים שונים של שנאי תלת פאזי היא אי השוויון של זרמי ללא עומס בשלבים בודדים באותו מתח פאזה.

עם זאת, עם רוויה נמוכה של ברזל עול והרכבה טובה של ברזל מוט, אי השוויון הנוכחי הוא זניח. כי מאחר ובניית שנאים עם מעגל מגנטי א-סימטרי היא הרבה יותר פשוטה מזו של שנאי עם מעגל מגנטי סימטרי, התברר שהשנאים הראשונים נמצאים בשימוש בעיקר.שנאי מעגל מגנטי סימטרי הם נדירים.

בהתחשב באיור. 3 ו-4 ובהנחה שזרמים זורמים דרך כל שלושת הפאזות, קל לראות שכל השלבים מחוברים זה לזה באופן מגנטי. משמעות הדבר היא שהכוחות המגנטו-מוטיביים של הפאזות הבודדות משפיעים זה על זה, מה שאין לנו כאשר הזרם התלת-פאזי עובר טרנספורמציה על ידי שלושה שנאים חד-פאזיים.

הקבוצה השנייה של שנאים תלת פאזיים הם שנאים משוריינים. שנאי משוריין יכול להיחשב כאילו הוא מורכב משלושה שנאי משוריין חד פאזי המחוברים זה לזה בעול.

באיור. 5 מתאר באופן סכמטי שנאי תלת פאזי משוריין עם ליבה פנימית הממוקמת אנכית. מהאיור קל לראות שבאמצעות המטוסים AB ו-CD ניתן לחלק אותו לשלושה שנאים משוריינים חד פאזיים, שהשטף המגנטי שלהם יכול להיות סגור כל אחד במעגל המגנטי שלו. נתיבי השטף המגנטי באיור. 5 מסומנים בקווים מקווקוים.

איור 5.

כפי שניתן לראות מהאיור, במוטות האנכיים האמצעיים a, עליהם מונחות פיתולי ה-I וה-II המשניים של אותו שלב, השטף המלא עובר, בעוד שבעולים b-b ובדפנות הצדדיות עובר חצי מהשטף. . באותה אינדוקציה, החתכים של העול והדפנות צריכים להיות חצי מהחתך של המוט האמצעי א.

באשר לשטף המגנטי בחלקי הביניים c - c, ערכו, כפי שנראה להלן, תלוי בשיטת ההכללה של השלב האמצעי.

היתרון העיקרי של שנאי אבזור על פני שנאי מוט הוא מסלולי הסגירה הקצרים של השטף המגנטי ולכן זרמי האין-עומס הנמוכים.

החסרונות של שנאים משוריינים כוללים, ראשית, זמינות נמוכה של פיתולים לתיקון, בשל העובדה שהם מוקפים בברזל, ושנית, התנאים הגרועים ביותר לקירור הפיתול - מאותה סיבה.

בשנאים מסוג מוט, הפיתולים פתוחים כמעט לחלוטין ולכן נגישות יותר לבדיקה ותיקון, כמו גם לאמצעי הקירור.

שנאי תלת פאזי מלא בשמן עם מיכל צינורי: 1 - גלגלות, 2 - שסתום ניקוז שמן, 3 - צילינדר בידוד, 4 - פיתול מתח גבוה, 5 - פיתול מתח נמוך, 6 - ליבה, 7 - מדחום, 8 - מסופים עבור מתח נמוך, 9 - מסופי מתח גבוה, 10 - מיכל שמן, 11 - ממסרי גז, 12 - מחוון מפלס שמן, 13 - רדיאטורים.

פרטים נוספים על המכשיר של שנאים תלת פאזיים: שנאי כוח - מכשיר ועיקרון הפעולה