תוֹכֶן
בשנות השמונים של המאה העשרים פיתח ניקולה טסלה סדרה של מנועים חשמליים זרם חילופין. הם הסתמכו על עוצמה פוליפאזית - כלומר, שניים או שלושה הזנות חשמליות AC מסונכרנות זו עם זו, כאשר הזנה אחת נועדה להגיע למקסימום לפני האחרות. כוח פוליפייס מייצר שדה מגנטי מסתובב המניע את המנוע. כיום, לבתים שלנו יש מתח AC חד-פאזי. כדי לגרום למנועי AC במכשירים שלך לעבוד, הוסיפו המהנדסים קבלים ליצירת שלב נוסף.
פוליפייס AC
הגנרטורים בתחנות הכוח של החשמל מייצרים חשמל בשלושה שלבים ברורים. לכל אחד זרם חילופין בן 60 מחזורים, אך המחזורים של כל שלב מתחילים ומסתיימים בתבנית חופפת. דרישות הכוח הגדולות יותר של ציוד מסחרי ותעשייתי דורשות שימוש בחוטי חשמל בכל שלושת השלבים.
AC ביתי
לרוב הבתים יש חשמל חשמלי דו-פאזי, שכן הוא פחות יקר מחיווט תלת פאזי. אתה יכול לעשות את הדברים הרגילים ביותר עם כל אחד משלושת השלבים המקוריים, כמו להפעיל שואב אבק, טוסטר או מחשב. ברוב השקעים בבית יש רק שלב אחד, שגודלו 110 וולט. לשקע 220 וולט יהיו שני שלבים.
מנוע AC
למנוע חשמלי AC יש רוטור פנימי המוקף בערכת סלילים. מנוע תלת-פאזי AC מריץ קבוצות סלילים שונים. שלב אחד עשוי להתקרב למקסימום במחזור שלו, השלב הבא הוא מקסימום, השלב הבא יורד מהמקסימום. רק סט סלילים אחד בכל פעם עושה שדה מגנטי בעל חוזק מירבי. ככל שכל שלב עובר את המחזורים שלו, הנקודה המגנטית המרבית מסתובבת סביב היקף המנוע, ומניעה את הרוטור.
קבלים מתחילים
עם הספק חד-פאזי, כל סלילי המנוע מתחילים את המחזור שלהם במקביל. השדה המגנטי אינו מסתובב, ולכן הרוטור לא יכול לנוע. מהנדסים עבדו סביב זה באמצעות סליל מתנע נפרד בסדרה עם קבל. קבל הוא מכשיר אלקטרוני בצורת צילינדר המאגר ומשחרר מטען חשמלי. הקיבולת שלו נמדדת ביחידות הנקראות farads, כאשר בדרך כלל קבלים המתנעים מכילים כעשרה מיקרו-פארדים (מיליונים מפראד). בשילוב עם הסליל, הקבל יוצר שלב שני שמוביל את הראשון ב 90 מעלות. די בכך כדי ליצור שדה מגנטי מסתובב ולהפעיל את המנוע. ברגע שהמנוע יגיע למהירות, מתג צנטריפוגלי מנתק את סליל המתנע ואת הקבל, אחרת, הם יפריעו ליעילות המנוע.
קבלים מתחילים
וריאציה של ערכת קבלים המתנעים משתמשת בשני קבלים: אחד גדול להפעלת המנוע, וקטן יותר בכדי להפעיל אותו. זה משפר את הביצועים של מנועים חשמליים גדולים יותר.