借助发光二极管研究电机。方案、说明

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本文致力于提高电气工程的知名度，消除一种常见的误解。这对于任何参与电动机和交流发电机研究的人来说都是有用的。

本研究的目的是确定使用异步电机 (IM) 作为单相至三相电流转换器获得的相移角。这种“发电机变压器”应该为小型企业的电动机提供简化的启动和操作（图1）。

借助 LED 研究电机

我们对出版物 [1, 2] 感到震惊，其中指出这种电路解决方案给出的相移不是 120°，而是 90°。电气工程教科书也重复了同样的情况。我们手头没有三通道示波器，因此我们决定基于 LED 制作类似的东西。

首先，我们检查了图 2 所示电路在 220/380 V (Δ/λ)、1500 rpm（四舍五入）电机上单相电流的性能。

借助 LED 研究电机

本文图表中的所有连接均应使用灯相位指示器（图 3）并遵守安全规则。

借助 LED 研究电机

ALS331A 型双色 LED（L93WEGC、LHG3392）安装在电机轴上，在随后的实验中，该电机轴被不太稀缺的红色和绿色 LED 对相互焊接而成（图 4）。

借助 LED 研究电机

这一对的一端连接到轴上，另一端连接到由箔玻璃纤维制成的接触垫上，粘在轴的末端上（图 5）。

借助 LED 研究电机

通过 100 kΩ 电阻器和标准测量探头将相电压施加到正在运行的发动机。由此产生的光动态图像可以确定电机内部的极对数量以及转差率。滑动是通过计算光动态图案一分钟的转数来确定的[3]。

可以确定轴的旋转速度（图 6）和负载系数（所需负载期间的滑移与正常负载之间的比率）。

借助 LED 研究电机

任何一种颜色（红色或绿色）的一段光带不仅表示定子极之一，还表示发光 LED 在 0,01 秒内行进的距离！当发动机关闭时，二极管并没有立即熄灭，这清楚地表明 IM 正在发电机模式下运行。实验表明通过改变电压来调节IM的速度是徒劳的。为此，最常使用改变极数以及电源电流的频率。

因此，获得了一个阶段的光动态图片。但我们对发动机发电机所有三个阶段的空间图很感兴趣。为此，需要将电机主体与底盘隔离（当发动机由两相（380 V）供电时，无需隔离）并将其连接到“星形”的中心”，并用钢锯条在箔玻璃纤维板上划出特殊的环形凹槽（图7）。

借助 LED 研究电机

电路中又添加了两对 LED 和两个电阻。在发动机运行期间，使用一组由金属箔和电线制成的触点将三个电压施加到指示器装置上。在发动机运行的情况下，相对于电源电压（两相电源为 127 V）形成 0 V，这需要遵守适当的安全措施。无论电机轴的旋转方向如何，在转速为 1500 rpm 时，我们都得到相同的图像（图 8）。

借助 LED 研究电机

彩色条纹与电机定子中的绕组完全对应。从生成的光动态图片中，我们得出结论，发动机发电机的相位之间的角度不是 90°，而是 120°。

参考文献：

雅科夫列夫 V.F. 单相网络中的三相电动机// Elektrik。 2001.-第12号。 - 第 13 页。
拉希托夫·O.G. 使用单相网络为三相电动机//Elektrik 供电。 - 2002 年。第 12 号。 - C.3。
伊万诺夫 A.A. 电气工程手册。 - K.，1984 年。 - 第 135 页。

作者：Y. Fenyak, Y. Bearded

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