Pesquisa de máquinas elétricas com a ajuda de diodos emissores de luz. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
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Este artigo é dedicado a melhorar a visibilidade na engenharia elétrica, erradicando um equívoco comum. Será útil para qualquer pessoa envolvida na pesquisa de motores elétricos e geradores de corrente alternada.
O objetivo deste estudo é determinar o ângulo de defasagem obtido utilizando um motor assíncrono (IM) operando como conversor de corrente monofásico para trifásico. Tal “dínamotransformador” deve proporcionar partida e operação simplificadas de motores elétricos de uma pequena empresa (Fig. 1).
Ficamos alarmados com publicações [1, 2], que afirmavam que tal solução de circuito produz uma mudança de fase não de 120°, mas de 90°. Os livros didáticos de engenharia elétrica diziam a mesma coisa. Não tínhamos um osciloscópio de três canais em mãos, então decidimos fazer algo semelhante usando LEDs.
Primeiramente, verificamos o desempenho do circuito mostrado na Fig. 2 para uma corrente monofásica em um motor de 220/380 V (∆/λ), 1500 rpm (arredondado).
Todas as conexões nos circuitos deste artigo devem ser feitas utilizando lâmpada indicadora de fase (Fig. 3) e observando as normas de segurança.
Um LED bicolor do tipo ALS331A (L93WEGC, LHG3392) foi montado no eixo do motor, que em experimentos subsequentes foi substituído por pares de LEDs menos escassos de LEDs vermelhos e verdes soldados entre si (Fig. 4).
Uma extremidade desse par foi conectada ao eixo, a outra a uma almofada de contato feita de folha de fibra de vidro colada na extremidade do eixo (Fig. 5).
A tensão de fase foi aplicada ao motor em funcionamento através de um resistor de 100 kOhm e uma ponta de prova padrão. A imagem fotodinâmica resultante permitiu determinar o número de pares de pólos localizados no interior da máquina elétrica, bem como o deslizamento. O deslizamento é determinado contando as revoluções do padrão dinâmico da luz por um minuto [3].
Tornou-se possível determinar a velocidade de rotação do eixo (Fig. 6) e o coeficiente de carga (relação entre o deslizamento durante a carga desejada e o normal).
Um pedaço de faixa de luz de qualquer cor (vermelho ou verde) indica não apenas um dos pólos do estator, mas também a distância que o LED brilhante percorre em 0,01 s! Ao desligar o motor, os diodos não apagaram imediatamente, o que indicava claramente que o IM estava operando em modo gerador elétrico. O experimento mostrou a futilidade de regular a velocidade da pressão arterial alterando a voltagem. Para isso, na maioria das vezes utilizam uma alteração no número de pólos, bem como na frequência da corrente de alimentação.
Assim, uma imagem fotodinâmica foi obtida para uma fase. Mas estávamos interessados na imagem espacial de todas as três fases do nosso motor-gerador. Para isso, foi necessário isolar o corpo da máquina elétrica do chassi (ao alimentar o motor em duas fases (380 V), não há necessidade de isolá-lo) e conectá-lo ao centro da “estrela” , e risque ranhuras anulares especiais em uma placa feita de folha de fibra de vidro com um pedaço de lâmina de serra (Fig. 7) .
Mais dois pares de LEDs e dois resistores foram adicionados ao circuito. Durante a operação do motor, três tensões foram fornecidas ao dispositivo indicador usando um conjunto de contatos feitos de folha de PCB e fio. No corpo de um motor em funcionamento foram gerados 127 V em relação à tensão da rede (com alimentação bifásica de 0 V), o que exigia o cumprimento de medidas de segurança adequadas. Independentemente do sentido de rotação do eixo do motor, na velocidade de 1500 rpm, obtivemos a mesma imagem (Fig. 8).
As listras coloridas combinavam exatamente com os enrolamentos do estator do motor. A partir da imagem dinâmica da luz resultante, concluímos que o ângulo entre as fases do nosso motor-gerador não é 90°, mas 120°.
Literatura:
- Yakovlev V.F. Motor elétrico trifásico em rede monofásica // Eletricista. 2001. - Nº 12. - Pág.13.
- Rashitov O.G. Utilização de rede monofásica para alimentação de motor elétrico trifásico // Eletricista. - 2002. Nº 12. - P.3.
- Ivanov A. A. Manual de engenharia elétrica. - K., 1984. - P. 135.
Autor: Y. Fenyak, Y. Barbudo
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