45 แนวคิดหลักและหลักการทางวิศวกรรมไฟฟ้า: จากหม้อแปลงถึงมอเตอร์ไฟฟ้า

การแนะนำ

ยินดีต้อนรับสู่การสำรวจแนวคิดและหลักการสำคัญในสาขาวิศวกรรมไฟฟ้าอย่างครอบคลุม บทความนี้ออกแบบมาเพื่อเจาะลึกโลกอันน่าทึ่งของหม้อแปลงและมอเตอร์ ซึ่งเป็นองค์ประกอบสำคัญสองประการที่ขับเคลื่อนโลกสมัยใหม่ของเรา

ไม่ว่าคุณจะเป็นนักศึกษาวิศวกรรมไฟฟ้าที่ต้องการเพิ่มพูนความเข้าใจ มืออาชีพมากประสบการณ์ที่ต้องการเพิ่มพูนความรู้ หรือเป็นเพียงผู้สนใจที่จะเรียนรู้วิธีการทำงานของอุปกรณ์เหล่านี้ บทความนี้เหมาะสำหรับคุณ

เราจะเดินทางผ่านความซับซ้อนของหม้อแปลงเฟสเดียว มอเตอร์กระแสตรง มอเตอร์อะซิงโครนัส เครื่องกำเนิดไฟฟ้าซิงโครนัส และอื่นๆ อีกมากมาย แต่ละส่วนได้รับการออกแบบมาอย่างพิถีพิถันเพื่ออธิบายหลักการที่ซับซ้อนในลักษณะที่เข้าถึงได้ ทำให้โลกของวิศวกรรมไฟฟ้าเข้าถึงได้ง่ายขึ้น

นอกจากนี้ บทความนี้ยังทำหน้าที่เป็นแนวทางสำหรับผู้ที่ต้องการจัดหามอเตอร์ไฟฟ้าคุณภาพสูงจากผู้ผลิตมืออาชีพในประเทศจีน ซึ่งเป็นประเทศที่มีชื่อเสียงในด้านความสามารถในการผลิตขั้นสูงในภาคส่วนวิศวกรรมไฟฟ้า

ดังนั้น ไม่ว่าคุณจะมาที่นี่เพื่อเรียนรู้ ทบทวน หรือค้นหาผู้ผลิตที่เชื่อถือได้ เราหวังว่าบทความนี้จะทำหน้าที่เป็นแหล่งข้อมูลอันมีค่า มาร่วมเดินทางอันสดใสนี้ไปด้วยกัน

45 แนวคิดหลักและหลักการทางวิศวกรรมไฟฟ้า

1. กระแสไฟฟ้าของหม้อแปลงเฟสเดียวภายใต้สภาวะไม่มีโหลดไม่อยู่ในเฟสกับฟลักซ์แม่เหล็กหลัก และมีความแตกต่างของมุมเฟส aFe เนื่องจากมีกระแสไฟฟ้าสูญเสียธาตุเหล็ก กระแสที่ไม่มีโหลดเป็นรูปแบบคลื่นสูงสุดเนื่องจากมีฮาร์มอนิกที่สามขนาดใหญ่
2. ขดลวดกระดองของมอเตอร์กระแสตรงยังมีกระแสสลับด้วย อย่างไรก็ตาม ขดลวดกระตุ้นจะมีกระแสตรง โหมดการกระตุ้นของมอเตอร์กระแสตรงประกอบด้วยการกระตุ้นแบบแยก การกระตุ้นแบบขนาน การกระตุ้นแบบอนุกรม และการกระตุ้นแบบผสม
3. การแสดงออกของแรงเคลื่อนไฟฟ้าด้านหลังของมอเตอร์กระแสตรงคือ E =CE F n; การแสดงออกของแรงบิดแม่เหล็กไฟฟ้าคือ Tem = CTFI
4. จำนวนกิ่งขนานในมอเตอร์กระแสตรงจะเป็นคู่เสมอ อย่างไรก็ตาม จำนวนกิ่งขนานในขดลวดไฟฟ้ากระแสสลับไม่จำเป็นต้องเท่ากัน
5. ในมอเตอร์กระแสตรง องค์ประกอบของขดลวดชั้นเดียวจะเชื่อมต่อกันแบบอนุกรมในลักษณะที่ขดลวดหนึ่งซ้อนกันทับอีกด้านหนึ่ง ไม่ว่าจะเป็นการพันแบบคลื่นเดียวหรือการพันแบบชั้นเดียว คอมมิวเตเตอร์จะเชื่อมต่อองค์ประกอบทั้งหมดในอนุกรมเพื่อสร้างวงปิดเดียว
6. มอเตอร์อะซิงโครนัสเรียกอีกอย่างว่ามอเตอร์เหนี่ยวนำเนื่องจากกระแสโรเตอร์ของมอเตอร์อะซิงโครนัสถูกสร้างขึ้นผ่านการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า

1. เมื่อมอเตอร์อะซิงโครนัสสตาร์ทด้วยแรงดันไฟฟ้าที่ลดลง แรงบิดสตาร์ทจะลดลง และแรงบิดสตาร์ทและกำลังสองของกระแสสตาร์ทของขดลวดจะลดลงตามสัดส่วน
2. เมื่อแอมพลิจูดและความถี่ของแรงดันไฟฟ้าด้านปฐมภูมิคงที่ ระดับความอิ่มตัวของแกนหม้อแปลงโดยทั่วไปจะไม่เปลี่ยนแปลง และปฏิกิริยารีแอกแตนซ์กระตุ้นโดยทั่วไปก็ไม่เปลี่ยนแปลงเช่นกัน
3. ลักษณะการลัดวงจรของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบซิงโครนัสเป็นเส้นตรง เมื่อเกิดการลัดวงจรแบบสมมาตรสามเฟส วงจรแม่เหล็กจะไม่อิ่มตัว ในระหว่างลัดวงจรสถานะคงตัวแบบสมมาตรสามเฟส วงจรลัดวงจรเป็นส่วนประกอบแกนตรงล้างอำนาจแม่เหล็กล้วนๆ
4. กระแสในขดลวดกระตุ้นของมอเตอร์ซิงโครนัสเป็นกระแสตรง วิธีการกระตุ้นส่วนใหญ่ ได้แก่ การกระตุ้นเครื่องกำเนิดการกระตุ้น, การกระตุ้นวงจรเรียงกระแสแบบคงที่, การกระตุ้นวงจรเรียงกระแสแบบหมุน ฯลฯ
5. ไม่มีฮาร์โมนิกแม้แต่ในแรงแม่เหล็กสังเคราะห์สามเฟส เมื่อขดลวดสามเฟสแบบสมมาตรผ่านกระแสไฟสามเฟสแบบสมมาตร จะไม่มีฮาร์โมนิกแม่เหล็กที่มีค่าทวีคูณของ 3 ในแรงแม่เหล็กสังเคราะห์

1. โดยทั่วไปหม้อแปลงสามเฟสหวังว่าด้านหนึ่งจะเชื่อมต่อกันเป็นรูปเดลต้าหรือด้านหนึ่งจะต่อสายดินไว้ตรงกลาง เนื่องจากการเชื่อมต่อขดลวดของหม้อแปลงสามเฟสหวังว่าจะมีเส้นทางสำหรับกระแสฮาร์มอนิกที่สาม
2. เมื่อขดลวดสามเฟสแบบสมมาตรผ่านกระแสไฟฟ้าสามเฟสแบบสมมาตร ฮาร์มอนิกที่ห้าในแรงแม่เหล็กสังเคราะห์จะกลับกัน ฮาร์มอนิกที่เจ็ดไปข้างหน้า
3. ลักษณะทางกลของมอเตอร์กระแสตรงแบบตื่นเต้นแบบอนุกรมค่อนข้างอ่อน ลักษณะทางกลของมอเตอร์กระแสตรงแบบแยกส่วนนั้นค่อนข้างแข็ง
4. การทดสอบการลัดวงจรของหม้อแปลงสามารถวัดความต้านทานการรั่วไหลของขดลวดหม้อแปลงได้ ในขณะที่การทดสอบขณะไม่มีโหลดสามารถวัดพารามิเตอร์ความต้านทานการกระตุ้นของขดลวดได้
5. อัตราส่วนการเปลี่ยนแปลงของหม้อแปลงไฟฟ้าเท่ากับอัตราส่วนการหมุนของขดลวดปฐมภูมิต่อขดลวดทุติยภูมิ อัตราส่วนการเปลี่ยนแปลงของหม้อแปลงเฟสเดียวสามารถแสดงเป็นอัตราส่วนของแรงดันไฟฟ้าที่ได้รับการจัดอันดับของด้านหลักและด้านรอง
6. เมื่อตื่นเต้นตามปกติ ตัวประกอบกำลังของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าซิงโครนัสจะเท่ากับ 1; ทำให้กำลังเอาท์พุตที่ใช้งานไม่เปลี่ยนแปลง เมื่อกระแสกระตุ้นน้อยกว่าการกระตุ้นปกติ (ภายใต้การกระตุ้น) ลักษณะของปฏิกิริยากระดองแกนตรงจะเป็นแม่เหล็ก ทำให้กำลังเอาท์พุตที่ใช้งานไม่เปลี่ยนแปลง เมื่อกระแสกระตุ้นมากกว่าการกระตุ้นปกติ (การกระตุ้นมากเกินไป) ลักษณะของปฏิกิริยากระดองแกนตรงจะถูกล้างอำนาจแม่เหล็ก

1. ในมอเตอร์กระแสตรง การสูญเสียธาตุเหล็กส่วนใหญ่มีอยู่ในแกนเหล็กของโรเตอร์ (แกนเหล็กกระดอง) เนื่องจากสนามแม่เหล็กของแกนเหล็กสเตเตอร์ไม่มีการเปลี่ยนแปลงโดยพื้นฐาน
2. ในมอเตอร์กระแสตรง ระยะพิทช์แรก y1 จะเท่ากับจำนวนช่องระหว่างด้านที่หนึ่งและด้านที่สองขององค์ประกอบ ระยะพิทช์คอมโพสิต y เท่ากับจำนวนช่องระหว่างขอบองค์ประกอบด้านบนขององค์ประกอบทั้งสองที่เชื่อมต่อกันเป็นอนุกรม
3. ในมอเตอร์กระแสตรง เมื่อไม่คำนึงถึงความอิ่มตัว คุณลักษณะของปฏิกิริยากระดองข้ามแกนคือการชดเชยตำแหน่งของสนามแม่เหล็กเป็นศูนย์ แต่ฟลักซ์แม่เหล็กต่อขั้วจะไม่เปลี่ยนแปลง เมื่อแปรงอยู่บนเส้นกลางทางเรขาคณิต ปฏิกิริยาของกระดองจะเป็นแม่เหล็กข้าม
4. ในมอเตอร์กระแสตรง ส่วนประกอบที่แปลงพลังงานไฟฟ้ากระแสตรงภายนอกเป็นพลังงานไฟฟ้ากระแสสลับภายในคือตัวสับเปลี่ยน หน้าที่ของตัวสับเปลี่ยนคือการแปลง DC เป็น AC (หรือกลับกัน)
5. ในมอเตอร์ซิงโครนัส เมื่อฟลักซ์แม่เหล็ก F0 ของสเตเตอร์ที่คดเคี้ยวกระตุ้นการเชื่อมโยงกันอยู่ที่ค่าสูงสุด แรงเคลื่อนไฟฟ้าด้านหลัง E0 จะไปถึงค่าต่ำสุด เมื่อ F0 ถึงศูนย์ E0 จะไปถึงค่าสูงสุด ความสัมพันธ์ของเฟสระหว่าง F0 และ E0 คือ F0 นำ E0 ไป 90o และความสัมพันธ์ระหว่าง E0 และ F0 แสดงเป็น: E0 = 4.44 f N kN1F0
6. ในมอเตอร์ ฟลักซ์แม่เหล็กรั่วหมายถึงฟลักซ์แม่เหล็กที่เชื่อมโยงเฉพาะกับขดลวดเท่านั้น และแรงเคลื่อนไฟฟ้าด้านหลังที่มันสร้างขึ้นมักจะเทียบเท่ากับการลดลงของรีแอกแตนซ์ของรีแอกแตนซ์ (หรือรีแอกแตนซ์รีแอกแตนซ์เชิงลบ)

1. โรเตอร์ของ มอเตอร์แบบอะซิงโครนัส มีสองประเภท: กรงกระรอกและโรเตอร์แผล
2. อัตราสลิป s ของมอเตอร์อะซิงโครนัสถูกกำหนดเป็น: อัตราส่วนของความแตกต่างระหว่างความเร็วซิงโครนัสและความเร็วโรเตอร์ต่อความเร็วซิงโครนัส เมื่อมอเตอร์อะซิงโครนัสทำงานในสถานะมอเตอร์ ช่วงของอัตราการสลิป s คือ 1>ส>0.
3. เส้นโค้ง Tem-s ของความสัมพันธ์ระหว่างแรงบิดแม่เหล็กไฟฟ้า Tem และอัตราการสลิป s ของมอเตอร์อะซิงโครนัสมีจุดสำคัญสามจุด ซึ่งก็คือจุดเริ่มต้น (s = 1) จุดแรงบิดแม่เหล็กไฟฟ้าสูงสุด (s=sm) และ จุดซิงโครนัส (s=0) เมื่อความต้านทานของโรเตอร์ของมอเตอร์อะซิงโครนัสเปลี่ยนแปลง คุณลักษณะของแรงบิดแม่เหล็กไฟฟ้าสูงสุด Tem และอัตราการสลิป sm คือ ขนาดยังคงไม่เปลี่ยนแปลง และตำแหน่งของ s เปลี่ยนแปลง
4. มอเตอร์แบบอะซิงโครนัสจะต้องดูดซับพลังงานปฏิกิริยาของธรรมชาติที่ล้าหลังจากกริดเพื่อกระตุ้น
5. เมื่อกระแสไฟ AC ถูกส่งผ่านกลุ่มคอยล์ แรงแม่เหล็กของมันจะมีลักษณะเป็นจังหวะเมื่อเวลาผ่านไป ขดลวดเดี่ยวส่งกระแสไฟ AC และแรงแม่เหล็กของขดลวดก็มีลักษณะเป็นจังหวะเช่นกันเมื่อเวลาผ่านไป
6. เมื่อเครื่องกำเนิดไฟฟ้าแบบซิงโครนัสเชื่อมต่อกับโครงข่าย จะต้องให้แรงดันไฟฟ้าเทอร์มินัลสามเฟสของมันมีค่าเหมือนกัน: ความถี่ แอมพลิจูด รูปคลื่น ลำดับเฟส (และเฟส) เป็นแรงดันไฟฟ้าสามเฟสของโครงข่าย

1. โรเตอร์ของมอเตอร์ซิงโครนัสมีสองประเภท: เสาเด่นและทรงกระบอก
2. หมายเลขเฟสที่เท่ากันของโรเตอร์กรงกระรอกจะเท่ากับหมายเลขช่อง และจำนวนรอบต่อเฟสที่เท่ากันคือ 1/2
3. สำหรับขดลวด AC แบบสามเฟสแบบสมมาตร เมื่อกระแสไฟ AC แบบสามเฟสแบบสมมาตรถูกส่งผ่าน แรงแม่เหล็กสังเคราะห์คลื่นพื้นฐานของมันคือแรงแม่เหล็กแบบหมุนเป็นวงกลม และทิศทางการหมุนของมันจะมาจากแกนขดลวดเฟสนำไปจนถึงแกนเฟสที่ล้าหลัง จากนั้นไปที่แกนเฟสล้าหลังถัดไป
4. มีวิธีการเชื่อมต่อสองวิธีสำหรับขดลวดสามเฟสของหม้อแปลงสามเฟส: สตาร์และเดลต้า; วงจรแม่เหล็กมีโครงสร้างสองแบบ: แบบแกนและแบบเปลือก
5. หมายเลขกลุ่มการเชื่อมต่อคี่หกหมายเลขของหม้อแปลงสามเฟสคือ 1, 3, 5, 7, 9, 11 และหมายเลขกลุ่มการเชื่อมต่อหกคู่คือ 0, 2, 4, 6, 8, 10
6. ในขดลวดไฟฟ้ากระแสสลับ จำนวนช่องต่อขั้วต่อเฟส q =q = Z/2p/m (สมมติว่าจำนวนช่องคือ Z จำนวนคู่ขั้วคือ p และจำนวนเฟสคือ m) ในขดลวดไฟฟ้ากระแสสลับ จะใช้ทั้งแบนด์เฟส 120o และแบนด์เฟส 60o ค่าสัมประสิทธิ์การคดเคี้ยวของคลื่นพื้นฐานและแรงเคลื่อนไฟฟ้าย้อนกลับของแถบเฟส 60o นั้นสูงกว่า

1. วิธีส่วนประกอบแบบสมมาตรสามารถใช้เพื่อวิเคราะห์การทำงานแบบอสมมาตรของหม้อแปลงและมอเตอร์ซิงโครนัส สมมติฐานของการใช้งานคือระบบเป็นแบบเส้นตรง ดังนั้นหลักการซ้อนทับจึงสามารถนำไปใช้เพื่อแยกระบบไฟฟ้าสามเฟสแบบไม่สมมาตรออกเป็นลำดับบวก ลำดับลบ ลำดับศูนย์ และระบบสามเฟสสมมาตรอีกสามกลุ่ม
2. สูตรการคำนวณของสัมประสิทธิ์พิทช์สั้นคือ ky1 = sin(p/2×y1/t) และความหมายทางกายภาพของมันคือส่วนลด (หรือสัมประสิทธิ์การลดลง) ที่กำหนดโดยพิทช์สั้นไปยังแรงเคลื่อนไฟฟ้าด้านหลัง (หรือแรงแม่เหล็ก) เมื่อเปรียบเทียบ ด้วยระดับเสียงทั้งหมด สูตรการคำนวณของสัมประสิทธิ์การกระจายคือ kq1 = sin(qa1 /2 ) / q / sin(a1 / 2) และความหมายทางกายภาพของมันคือค่าสัมประสิทธิ์การลด (หรือส่วนลด) ของแรงเคลื่อนไฟฟ้าด้านหลัง (หรือแรงเคลื่อนไฟฟ้า) สัมพันธ์กับ สถานการณ์ที่เข้มข้นเมื่อขดลวด q แตกต่างกันอย่างต่อเนื่องตามมุมไฟฟ้า a1
3. หม้อแปลงกระแสใช้ในการวัดกระแส และด้านรองไม่สามารถเปิดได้ หม้อแปลงแรงดันไฟฟ้าใช้ในการวัดแรงดันไฟฟ้า และด้านทุติยภูมิไม่สามารถลัดวงจรได้
4. มอเตอร์เป็นอุปกรณ์ที่แปลงพลังงานกลเป็นพลังงานไฟฟ้า (หรือกลับกัน) หรือเปลี่ยนระดับแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับหนึ่งระดับไปเป็นระดับแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับอีกระดับหนึ่ง จากมุมมองของการแปลงพลังงาน มอเตอร์สามารถแบ่งออกเป็นสามประเภท: หม้อแปลงไฟฟ้า มอเตอร์ และเครื่องกำเนิดไฟฟ้า
5. สูตรการคำนวณของมุมไฟฟ้าของระยะพิทช์ของสล็อต a1 คือ a1 = p×360o/Z จะเห็นได้ว่ามุมไฟฟ้าของสนามสล็อต a1 คือ p คูณมุมกลของสนามสล็อต am
6. หลักการของการแปลงขดลวดหม้อแปลงคือ ก่อนและหลังการแปลง ตรวจสอบให้แน่ใจว่าแรงแม่เหล็กของขดลวดไม่เปลี่ยนแปลง และตรวจสอบให้แน่ใจว่าพลังงานที่ใช้งานและปฏิกิริยาของขดลวดไม่เปลี่ยนแปลง

1. ลักษณะของประสิทธิภาพของหม้อแปลงไฟฟ้าคือมีค่าสูงสุดซึ่งจะถึงเมื่อการสูญเสียตัวแปรเท่ากับการสูญเสียคงที่
2. การทดสอบรอบไม่มีโหลดของหม้อแปลงมักจะทำโดยการใช้แรงดันไฟฟ้าและการวัดที่ด้านแรงดันต่ำ การทดสอบการลัดวงจรของหม้อแปลงไฟฟ้ามักทำได้โดยใช้แรงดันไฟฟ้าและการวัดที่ด้านไฟฟ้าแรงสูง
3. เมื่อหม้อแปลงทำงานแบบขนาน เงื่อนไขสำหรับการไม่มีกระแสหมุนเวียนที่ไม่มีโหลดคือ: อัตราส่วนการเปลี่ยนแปลงเดียวกันและหมายเลขกลุ่มการเชื่อมต่อเดียวกัน
4. เมื่อหม้อแปลงทำงานแบบขนาน หลักการกระจายโหลดคือ: ค่าต่อหน่วยของกระแสโหลดของหม้อแปลงจะแปรผกผันกับค่าต่อหน่วยของความต้านทานไฟฟ้าลัดวงจร เงื่อนไขสำหรับความจุของหม้อแปลงที่จะใช้อย่างเต็มที่ระหว่างการทำงานแบบขนานคือ: ค่าต่อหน่วยของความต้านทานไฟฟ้าลัดวงจรควรเท่ากัน และมุมความต้านทานควรเท่ากันด้วย

บทสรุป

การทำความเข้าใจหลักการและแนวคิดของวิศวกรรมไฟฟ้า โดยเฉพาะที่เกี่ยวข้องกับหม้อแปลงและมอเตอร์ เป็นสิ่งสำคัญสำหรับทุกคนที่เกี่ยวข้องในสาขานี้ ความรู้นี้ไม่เพียงแต่ช่วยในการทำความเข้าใจวิธีการทำงานของอุปกรณ์เหล่านี้ แต่ยังช่วยในการแก้ไขปัญหาและเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานอีกด้วย

หากคุณกำลังมองหาผู้ผลิตมอเตอร์ไฟฟ้ามืออาชีพในประเทศจีน การพิจารณาบริษัทที่มีชื่อเสียงในด้านคุณภาพและนวัตกรรมเป็นสิ่งสำคัญ ประเทศจีนเป็นที่ตั้งของผู้ผลิตหลายรายที่มีชื่อเสียงในด้านผลิตภัณฑ์คุณภาพสูงและเทคโนโลยีล้ำสมัยในสาขาวิศวกรรมไฟฟ้า ตรวจสอบให้แน่ใจเสมอว่าได้ทำการวิจัยอย่างละเอียดและพิจารณาปัจจัยต่างๆ เช่น ประสบการณ์ของผู้ผลิต การรับรอง กลุ่มผลิตภัณฑ์ และบทวิจารณ์ของลูกค้าก่อนตัดสินใจ

โปรดจำไว้ว่า ผู้ผลิตที่เหมาะสมไม่เพียงแต่จะมอบผลิตภัณฑ์ที่ดีที่สุดให้กับคุณเท่านั้น แต่ยังเสนอบริการหลังการขายและการสนับสนุนทางเทคนิคที่ครอบคลุมอีกด้วย ในฐานะผู้ผลิตมอเตอร์ไฟฟ้ามืออาชีพชั้นนำ - ตงชุนมอเตอร์ จะเป็นทางเลือกที่ดีสำหรับคุณ สิ่งนี้จะช่วยให้แน่ใจว่าคุณจะได้รับประโยชน์สูงสุดจากการลงทุนของคุณ และระบบไฟฟ้าของคุณทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพและประสิทธิผล