בשנות השמונים של המאה העשרים, ניקולה טסלה פיתחה סדרה של מנועי זרם חילופין (AC). הם הסתמכו על כוח פוליפאזי - כלומר, שניים או שלושה הזנות חשמליות AC מסונכרנות זו עם זו, עם הזנה אחת שנועדה להגיע למקסימום לפני האחרים. כוח פוליפאז מייצר שדה מגנטי מסתובב המניע את המנוע. כיום, בבתים שלנו יש זרם זרם זרם חד פאזי. כדי לגרום למנועי ה- AC במכשירי החשמל שלך לעבוד, הוסיפו מהנדסים קבלים ליצירת שלב נוסף.
פוליפאז AC
הגנרטורים בתחנות הכוח של החשמל מייצרים חשמל בשלושה שלבים נפרדים. לכל אחד מהם יש זרם חילופין בן 60 מחזורים, אך המחזורים של כל שלב מתחילים ונגמרים בתבנית חופפת. דרישות הכוח הגדולות יותר של ציוד מסחרי ותעשייתי דורשות שימוש בחיווט חשמלי בכל שלושת השלבים.
משק בית AC
ברוב הבתים יש חשמל חשמלי חד או דו פאזי, מכיוון שהוא פחות יקר מחיווט תלת פאזי. אתה יכול לעשות את הדברים הרגילים ביותר בכל אחד משלושת השלבים המקוריים, כגון הפעלת שואב אבק, טוסטר או מחשב. ברוב השקעים בביתכם יש שלב אחד בלבד, בגודל 110 וולט. לשקע 220 וולט יהיו שני שלבים.
מנוע זרם חילופין
למנוע חשמלי AC יש רוטור פנימי המוקף במערכת סלילים. מנוע זרם תלת פאזי מפעיל קבוצות שונות של סלילים. שלב אחד עשוי להתקרב למקסימום במחזור שלו, השלב הבא הוא במקסימום, והשלב הבא יורד מהמקסימום. רק סט סלילים אחד בכל פעם מייצר שדה מגנטי בעל חוזק מרבי. כאשר כל שלב עובר את המחזורים שלו, הנקודה המגנטית המרבית מסתובבת סביב היקף המנוע, ומניעה את הרוטור.
קבל המתנע
בהספק חד פאזי, כל סלילי המנוע מתחילים את מחזורם בו זמנית. השדה המגנטי לא מסתובב, ולכן הרוטור לא יכול לנוע. מהנדסים עבדו סביב זה באמצעות סליל מתנע נפרד בסדרה עם קבלים. קבל הוא מכשיר אלקטרוני קטן בצורת גליל המאחסן ומשחרר מטען חשמלי. הקיבולת שלו נמדדת ביחידות הנקראות פארדות, כאשר קבלים המתנע בדרך כלל מכילים כ -10 מיקרו-פארדות (מיליוניות של פאראד). בשילוב עם הסליל, הקבל יוצר שלב שני שמוביל את הראשון ב 90 מעלות. זה מספיק כדי ליצור שדה מגנטי מסתובב ולהפעיל את המנוע. ברגע שהמנוע עולה במהירות, מתג צנטריפוגלי מנתק את סליל המתנע וקבל, אחרת, הם יפריעו ליעילות המנוע.
קבלים Start-Run
וריאציה של תוכנית הקבלים המתנעים משתמשת בשני קבלים: אחד גדול להפעלת המנוע, וקטן יותר כדי להפעיל אותו. זה משפר את הביצועים של מנועים חשמליים גדולים יותר.