Исследование электромашин с помощью светодиодов. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Электродвигатели

 Комментарии к статье

Эта статья посвящена повышению наглядности в электротехнике, искоренению одного распространенного заблуждения. Она будет полезна всем, кто занимается исследованием электродвигателей и генераторов переменного тока.

Цель данного исследования - определить угол сдвига фаз, полученных с помощью асинхронного двигателя (АД), работающего в качестве преобразователя однофазного тока в трехфазный. Такой "динамотрансформатор" должен обеспечивать упрощенный пуск и работу электродвигателей малого предприятия (рис.1).

Тревогу у нас вызывали публикации [1, 2], в которых утверждалось, что подобное схемное решение дает сдвиг фазы не на 120°, а на 90°. То же твердили учебники по электротехнике. У нас не было под рукой трехканального осциллографа, поэтому решили изготовить что-то подобное на базе светодиодов.

Сначала проверили работоспособность схемы, показанной на рис.2, для однофазного тока на двигателе 220/380 В (∆/λ), 1500 об/мин (округлено).

Все соединения в схемах данной статьи следует производить, пользуясь ламповым индикатором фазы (рис.3) и соблюдая правила безопасности.

На валу двигателя укрепили двухцветный светодиод типа АЛС331А (L93WEGC, LHG3392), который в последующих экспериментах заменили менее дефицитными светодиодными парами из припаянных друг к другу светодиодов красного и зеленого цвета свечения (рис.4).

Один конец такой пары присоединили к валу, другой - к контактной площадке из фольгированного стеклотекстолита, приклеенного к торцу вала (рис.5).

Напряжение фазы подали на работающий двигатель через резистор 100 кОм и стандартный измерительный щуп. Полученная светодинамическая картинка позволила определить количество полюсных пар, находящихся внутри электромашины, а также скольжение. Скольжение определяют подсчетом оборотов светодинамической картины на протяжении минуты [3].

Появилась возможность определять скорость вращения вала (рис.6) и коэффициент нагрузки (соотношение между скольжением во время искомой нагрузки и нормальной).

Отрезок полоски света какого-нибудь одного цвета (красного или зеленого) указывает не только на один из полюсов статора, но и расстояние, которое проходит светящийся светодиод за 0,01 с! При отключении двигателя диоды гасли не сразу, что наглядно свидетельствовало о работе АД в режиме электрогенератора. Эксперимент показал бесперспективность регулирования оборотов АД изменением напряжения. Для этого чаще всего используют изменение числа полюсов, а также частоты питающего тока.

Итак, была получена светодинамическая картина для одной фазы. Но нас интересовала пространственная картина для всех трех фаз нашего двигатель-генератора. Для этого пришлось изолировать корпус электромашины от шасси (при питании двигателя от двух фаз (380 В) изолировать не надо) и соединить его с центром "звезды", а на пластинке из фольгированного стеклотекстолита процарапать отрезком ножовочного полотна специальные кольцевые канавки (рис.7).

В схему добавили еще две пары светодиодов и два резистора. На индикаторное устройство во время работы двигателя подавалось три напряжения с помощью набора контактов, изготовленного из фольгированного текстолита и проволоки. На корпусе работающего двигателя относительно сетевого напряжения образовывалось 127 В (при двухфазном питании 0 В), что требовало соблюдения соответствующих мер безопасности. Независимо от направления вращения вала двигателя, при скорости 1500 об/мин, мы получили одну и ту же картинку (рис.8).

Цветные полосы в точности соответствовали укладке обмоток в статоре двигателя. Из полученной светодинамической картины мы заключили, что угол между фазами нашего двигатель-генератора равен не 90°, а 120°.

Литература:

1. Яковлев В.Ф. Трехфазный электродвигатель в однофазной сети//Электрик. 2001. - №12. - С.13.
2. Рашитов О.Г. Использование однофазной сети для питания трехфазного электродвигателя//Электрик. - 2002. №12. - С.3.
3. Иванов А.А. Справочник по электротехнике. - К., 1984. - С.135.

Автор: Я. Феняк, Ю. Бородатый

Смотрите другие статьи раздела Электродвигатели.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Ферроэлектрики научились выдерживать более 10 миллиардов циклов перезаписи 11.10.2026

Энергонезависимая память должна не только быстро записывать и сохранять информацию без постоянного питания, но и выдерживать огромное количество циклов перезаписи. Одним из перспективных вариантов такой технологии считаются ферроэлектрические материалы, однако их практическое применение долгое время ограничивалось сравнительно быстрым разрушением. Исследователям удалось установить механизм этого процесса на атомном уровне и предложить способ, который значительно увеличивает срок службы таких материалов. Работу выполнила группа ученых из Университета электронной науки и техники Сианя (Xidian University) совместно с коллегами из Гонконгского университета и Фуданского университета. Особый интерес специалистов вызвали ферроэлектрики со структурой вюрцита, в частности нитрид алюминия-скандия (AlScN). Эти материалы способны сохранять информацию благодаря изменению направления электрической поляризации на атомном уровне и хорошо совместимы с современными технологиями производства микросхем ...>>

Электромобиль VENTRA с системой очистки воздуха 11.10.2026

Даже автомобили без двигателя внутреннего сгорания не являются полностью безвредными для окружающей среды. При движении любой автомобиль изнашивает шины и тормозные элементы, в результате чего в воздух и на дорожное покрытие попадают мельчайшие частицы. Студенты Эйндховенского технологического университета решили обратить внимание именно на этот мало заметный источник загрязнения и создали концептуальный электромобиль VENTRA, способный собирать часть таких загрязняющих веществ непосредственно во время движения. Проект разработала команда TU/ecomotive, которая оснастила VENTRA специальной системой улавливания частиц, образующихся при износе шин и торможении. Авторы концепта считают, что переход на электрическую тягу сам по себе не решает проблему автомобильных выбросов. Более тяжелые электромобили дополнительно нагружают шины, а их электродвигатели способны обеспечивать очень быстрое ускорение, что также может способствовать повышенному износу резины. Собранные около колес частицы си ...>>

Лазерное переключение магнитов 10.10.2026

Технологии хранения данных постоянно стремятся уменьшить размеры элементов памяти и одновременно увеличить скорость записи информации. Один из возможных путей связан с использованием света, который способен переносить энергию с огромной скоростью и воздействовать на очень небольшие области материала. Инженеры Университета Калифорнии в Сан-Диего (UC San Diego) продемонстрировали необычный способ управления магнитным состоянием вещества, при котором внешнее магнитное поле вообще не требуется. В обычных жестких дисках информация записывается в виде последовательности крошечных магнитных областей, соответствующих значениям 1 и 0. Для изменения их состояния обычно необходимо внешнее магнитное поле, однако такой способ требует значительных энергетических затрат и ограничивает скорость записи. Исследователи UC San Diego предложили альтернативу - так называемое оптическое переключение, при котором магнитное состояние изменяется под воздействием лазерного излучения. По оценкам специалистов, ...>>

Случайная новость из Архива Sweelin: белковый подсластитель, который слаще сахара в 3500 раз 18.09.2026 Поиск альтернатив сахару давно вышел за рамки простого стремления уменьшить количество калорий в рационе. Современные разработчики пытаются создать подсластители, которые не только дают привычный сладкий вкус, но и максимально предсказуемо взаимодействуют с организмом. Одним из таких решений стал sweelin - продукт израильской компании Amai Proteins, представляющий собой необычный белок природного происхождения. По заявленным данным, по массе он примерно в 3500 раз слаще обычного сахара. Основой для создания sweelin послужило растение Dioscoreophyllum cumminsii, произрастающее в тропических лесах Африки. Его ягоды содержат один из самых сладких белков, обнаруженных в природе. Исследователи Amai Proteins использовали эту молекулу в качестве исходного материала, а затем с помощью методов искусственного интеллекта изменили ее свойства. Главной задачей было сделать белок более устойчивым к нагреванию и одновременно обеспечить его хорошую растворимость в жидкостях. Столь высокая интенсивность сладкого вкуса позволяет использовать совершенно небольшое количество вещества. По данным разработчиков, для подслащивания стакана холодного чая достаточно менее 3 мг порошка. В рецептурах sweelin способен заменить до 70% сахара, что потенциально позволяет существенно снизить его количество в различных продуктах, не отказываясь полностью от сладкого вкуса. Особый интерес к новому подсластителю связан с его воздействием на организм. В клиническом тесте sweelin продемонстрировал поведение, сопоставимое со стевией: употребление вещества не сопровождалось выраженным повышением уровня инсулина. Именно этот показатель отличает разработку от распространенного сахара и делает ее потенциально интересной для продуктов, предназначенных для людей, стремящихся контролировать потребление быстрых углеводов. При этом проблема традиционных заменителей сахара значительно сложнее простого подсчета калорий. Некоторые искусственные подсластители способны влиять на физиологические процессы в организме, а исследования также продолжают изучать их возможное взаимодействие с кишечным микробиомом. Поэтому само по себе отсутствие или небольшое количество калорий еще не означает полного отсутствия биологического эффекта. Именно по этой причине специалисты продолжают искать вещества, сочетающие высокую сладость с более предсказуемыми метаболическими характеристиками. Sweelin принципиально отличается от многих привычных низкокалорийных подсластителей своим происхождением. Это не небольшая синтетическая молекула, а белок, созданный на основе природного соединения. Впрочем, назвать его полностью "натуральным" продуктом было бы некорректно: инженеры Amai Proteins целенаправленно модифицировали исходную молекулу, используя искусственный интеллект, чтобы придать ей свойства, необходимые для практического применения в пищевой промышленности. Разработка уже вышла за пределы лабораторных исследований. FDA одобрило использование sweelin, после чего подсластитель появился в продаже в США, Израиле и Сингапуре. Таким образом, речь идет не только об экспериментальной молекуле, а о продукте, который уже получил возможность применяться на реальном рынке.

Другие интересные новости:

▪ Стабильность вторичного углеродного радикала

▪ Бесполезное расходование электроэнергии электронными устройствами

▪ Миниатюрный робот-трансформер

▪ Зелень против преступности и болезней

▪ Раковые клетки погибают в невесомости

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Параметры радиодеталей. Подборка статей

▪ статья Простой стеллаж. Советы домашнему мастеру

▪ статья Чем пахнет лунная пыль? Подробный ответ

▪ статья Слесарь по ремонту и техническому обслуживанию автомобиля. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Усилитель PowerAmper 250. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Приспособление для токовых клещей. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026