発光ダイオードを利用した電気機械の研究。スキーム、説明

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発光ダイオードを利用した電気機械の研究。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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この記事は、電気工学の認知度を高め、よくある誤解を払拭することを目的としています。電気モーターとオルタネーターの研究に携わるすべての人にとって役立ちます。

この研究の目的は、単相から三相への電流変換器として動作する非同期モーター (IM) を使用して得られる位相シフト角を決定することです。このような「ダイナモ変圧器」は、小規模企業の電気モーターの始動と操作を簡素化する必要があります (図 1)。

LEDの助けを借りた電気機械の研究

私たちは、このような回路ソリューションでは位相シフトが 1° ではなく 2° になると述べている出版物 [120、90] に懸念を抱きました。電気工学の教科書でも同じことが繰り返されました。 XNUMX チャンネルのオシロスコープが手元になかったので、LED をベースにして同様のものを作ることにしました。

まず、モーター 2/220 V (Δ/λ)、380 rpm (四捨五入) の単相電流について、図 1500 に示す回路の性能をチェックしました。

LEDの助けを借りた電気機械の研究

この記事の図にあるすべての接続は、ランプ位相インジケーター (図 3) を使用し、安全規則に従って行う必要があります。

LEDの助けを借りた電気機械の研究

ALS331Aタイプの93色LED（L3392WEGC、LHG4）がモーターシャフトに取り付けられ、その後の実験では、希少性の低い赤色LEDと緑色LEDを互いにはんだ付けしたLEDペアに置き換えられました（図XNUMX）。

LEDの助けを借りた電気機械の研究

このようなペアの一方の端はシャフトに取り付けられ、もう一方の端はシャフトの端に接着されたフォイルグラスファイバーで作られた接触パッドに取り付けられました（図5）。

LEDの助けを借りた電気機械の研究

相電圧は、100 kΩ 抵抗器と標準測定プローブを介して稼働中のエンジンに印加されました。得られた光力学的画像により、電気機械内の極対の数と滑りを決定することが可能になりました。滑りは、3 分間の光動的パターンの回転をカウントすることによって決定されます [XNUMX]。

シャフトの回転速度（図6）と負荷率（所望の負荷時の滑りと通常の滑りの比）を求めることが可能になりました。

LEDの助けを借りた電気機械の研究

任意の 0,01 つの色 (赤または緑) の光のストリップのセグメントは、ステーターの極の XNUMX つを示すだけでなく、発光 LED が XNUMX 秒間に移動する距離も示します。エンジンを停止してもダイオードはすぐに消灯しませんでした。これは、IM が発電機モードで動作していることを明確に示していました。この実験では、電圧を変更して IM の速度を調整することの無駄が示されました。これを行うには、電源電流の周波数だけでなく極数の変更も使用することがほとんどです。

このようにして、380 つの位相について光力学的画像が得られました。しかし、私たちはエンジン発電機の 7 つのフェーズすべての空間像に興味がありました。これを行うには、電気機械の本体をシャーシから分離し（エンジンが XNUMX 相（XNUMX V）から電力供給されている場合は、分離する必要はありません）、それを「スター」の中心に接続する必要がありました。」と、金鋸の刃を使用して、ガラス繊維ホイルのプレートに特別な環状の溝を引っ掻きます (図 XNUMX)。

LEDの助けを借りた電気機械の研究

さらに 127 組の LED と 0 つの抵抗が回路に追加されました。エンジンの動作中、フォイルテキソライトとワイヤーで作られた一組の接点を使用して、1500 つの電圧がインジケーターデバイスに印加されました。エンジンが動作している場合、主電源電圧 (8 V の二相電源) に対して XNUMX V が形成されるため、適切な安全対策を遵守する必要がありました。モーターシャフトの回転方向に関係なく、XNUMX rpm の速度で同じ画像が得られました (図 XNUMX)。

LEDの助けを借りた電気機械の研究

色付きのストライプは、モーターの固定子の巻線に正確に対応していました。得られた光力学的画像から、エンジン発電機の位相間の角度は 90°ではなく 120°であると結論付けました。

文学：

ヤコブレフ V.F. 単相ネットワーク内の三相電気モーター // Elektrik。 2001年 - 第12号。 - P.13。
ラシトフ OG 単相ネットワークを使用して三相電気モーターに電力を供給する // Elektrik。 - 2002年。第12号。 -C.3.
イワノフ A.A. 電気工学ハンドブック。 - K.、1984. - P. 135。

著者: Y. Fenyak、Y. Bearded

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