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:

Экраны влияют на детей неравномерно в разном возрасте 01.08.2026

Планшеты и смартфоны давно стали привычной частью повседневной жизни даже самых маленьких детей. Родители часто используют гаджеты, чтобы успокоить малыша или занять его на время, однако ученые все чаще задаются вопросом, как экранное время сказывается на развитии мозга и будущей способности к обучению. Новое исследование показывает, что значение имеет не только продолжительность просмотра, но и возраст, в котором ребенок проводит время перед экраном. Ученые наблюдали детей от рождения до 8 лет. Оказалось, что больше всего экраны влияют на мозг в два периода - в раннем младенческом возрасте и перед поступлением в школу. У детей, много времени проводивших перед экранами в эти возрастные точки, в 9 лет были несколько хуже успехи в обучении, а в 10,5 лет хуже работала рабочая память - способность удерживать и обрабатывать информацию здесь и сейчас. Исследователи из Франции и Сингапура проанализировали данные 502 детей и выделили два ключевых этапа. У младенцев мозг развивается очень ...>>

Умные жилеты, спасающие от жары 01.08.2026

Летняя жара в больших городах все чаще становится серьезным испытанием для людей, работающих на открытом воздухе. Мусорщики, строители и другие специалисты вынуждены проводить часы под палящим солнцем, рискуя перегревом. Китайские инженеры предложили практичное решение - специальные охлаждающие жилеты, которые помогают снизить ощущаемую температуру примерно на 10 градусов. Пока мир страдает от сильной жары, китайские инженеры разработали "умные" жилеты с климат-контролем. Жилеты с кондиционированием почти не отличаются от обычной рабочей одежды. Главное отличие - в системе охлаждения. В городе Нанкин в жилет вмонтированы два вентилятора, работающих от портативных аккумуляторов. Одного заряда хватает на 3-4 часа непрерывной работы. В Чанчжоу решили разместить в карманах охлаждающие элементы с материалом, который при нагревании переходит из твердого состояния в жидкое, активно поглощая тепло. Это поддерживает комфортную температуру в течение 2,5-4 часов. Такие жилеты выглядят почти ...>>

Летающие ветротурбины 3 МВт вышли в серию 31.07.2026

Традиционные ветряные электростанции зависят от силы и стабильности ветра у поверхности земли, где воздушные потоки часто бывают слабыми и порывистыми. На больших высотах ветер обычно сильнее и постояннее, поэтому инженеры уже давно рассматривают возможность подъема турбин в воздух. Китайская компания сделала важный шаг в этом направлении, перейдя от испытаний к мелкосерийному производству. Компания Beijing Linyi Yunchuan Energy Technology запустила мелкосерийное производство летающей ветротурбины S2000, а в провинции Чжэцзян возводят отдельный завод по производству материалов для оболочки аппарата. У компании уже есть предварительные договоренности с прибрежными городами и горными регионами, которые рассматривают возможность использования этой технологии для удовлетворения собственных энергетических потребностей. Прототип, который полгода назад только что поднялся в небо над Сычуанем, теперь превращается в целую отрасль. Идея S2000 проста: вместо того чтобы устанавливать ветряну ...>>

Случайная новость из Архива Опиоидное обезболивающее без побочных эффектов 07.03.2017 Опиоидные препараты действуют как мощное обезболивающее, но обладают рядом побочных эффектов и могут вызвать зависимость. Но теперь эта проблема решена: немецкие ученые создали препарат, эффективно справляющийся с болью и совершенно не оказывающий на пациента негативного воздействия. Препараты на основе опиатов обладают большим количеством недостатков. Они часто приносят пациенту как незначительный дискомфорт, вроде кишечной непроходимости, так и серьезную опасность для жизни, такую как респираторный дистресс-синдром. Но отказаться от опиатов современная медицина не может: они крайне эффективно справляются с болью. К сожалению, до сих пор ученым не удавалось сделать так, чтобы опиоидные препараты приносили одну лишь пользу. Но эта проблема в прошлом. Исследователи разработали новый тип опиоидов, которые избирательно воздействуют только на воспаленные ткани. Теоретически, такой препарат не только облегчит боль, но также не вызовет побочных эффектов и зависимости. Изобретение уже было опробовано на крысах, и результат был сугубо положительный, так что в ближайшем будущем новый препарат может стать настоящей панацеей от различных видов боли. Опиоиды воздействуют на специальные рецепторы, расположенные по всему телу человека. Молекулы вещества совместимы с ними как ключ с замком, и при их взаимодействии происходит выброс дофамина в кровь, который и подавляет болевые ощущения. Это отлично подходит для воспаленных областей, но для здоровых тканей польза весьма сомнительна. Когда опиоиды прикрепляются к рецепторам в головном мозге, то могут взаимодействовать с нервами, контролирующими частоту дыхания человека, замедляя его до опасно низкого уровня. В желудочно-кишечном тракте опиоиды также могут негативно воздействовать на нервную систему, вызывая кишечную непроходимость (проще говоря, запор). Помимо всего перечисленного, высвобождение домафина вызывает эйфорию и релаксацию, что в дальнейшем может с высокой вероятностью спровоцировать зависимость от препаратов. Но что, если создать такое обезболивающее, которое будет избирательно взаимодействовать с опиоидными рецепторами лишь в поврежденных тканях? Чтобы выяснить это, группа исследователей в первую очередь проанализировала то, что отличает воспаленные ткани от здоровых с точки зрения кислотности среды. Оказалось, что кислотность поврежденных областей намного выше, чем здоровых, а значит дело было за малым: лабораторным путем были получены опиоиды, связывающиеся с рецепторами только в условиях повышенной килостности. Кристоф Штайн, профессор кафедры анестезиологии и интенсивной терапии при Свободном университете Берлина и соавтор статьи уверяет, что подобные меры устраняют риск возникновения побочных эффектов и зависимости - опиоиды попросту не связываются с рецепторами ни в ЖКТ, ни в головном мозге. Результаты исследования его команды опубликованы на днях в журнале Science. Новый препарат называется NFEPP, и его испытания на крысах прошли с положительным результатом: грызуны переставали чувствовать боль без какого-либо респираторного или желудочного дискомфорта. Даже после того, как нескольких крыс длительное время держали на опиоидах, после резкой отмены дозы те никак не отреагировали на этот факт, хотя обычно опиоидная зависимость у крыс развивается примерно так же, как и у людей. Что касается эффективности, то новый препарат и старое, давно проверенное на практике средство "фентанил" оказались одинаково действенными. Следующим шагом, по словам Штайна, станет испытание препарата на людях. К сожалению, здесь в дело вступает бюрократическая волокита, так что ученым повезет, если все необходимые разрешения они получат в течение хотя бы нескольких ближайших месяцев. Если их работа увенчается успехом, то это может стать настоящей революцией в сфере обезболивающих препаратов.

Другие интересные новости:

▪ Крысы-саперы лучше металлодетекторов

▪ Разгадан ген рыжих котов

▪ Freescale пополняет ассортимент микроконтроллеров для автомобилей

▪ Оптический кабель Thunderbolt

▪ Тапочки с автопарковкой

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Параметры, аналоги, маркировка радиодеталей. Подборка статей

▪ статья Сказка про белого бычка. Крылатое выражение

▪ статья Около чего в день открытия Диснейленда рабочие поставили таблички с надписями на латыни? Подробный ответ

▪ статья Проходчик. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Светодиодная индикация режимов работы квартирного звонка. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Блок регулирования больших выпрямленных токов. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026