ما هو المحرك التعريفي وكيف يعمل
المحرك الحثي بسيط وموثوق ، ولهذا السبب يتم استخدامه في كثير من الأحيان في الإنتاج وفي الأجهزة المنزلية ، من محرك الصمام إلى دوران الأسطوانة في الغسالة. في هذه المقالة سنخبرك بكلمات بسيطة حول ما هي المحركات الكهربائية غير المتزامنة ، وما هو وكيف يعمل هذا النوع من الآلات الكهربائية.
الآراء
تنقسم المحركات الحثية (AM) إلى مجموعتين رئيسيتين:
- الدوار قفص السنجاب
- مع دوار الطور.
إذا قمنا بحذف الفروق الدقيقة ، فإن الفرق هو أن محرك الدوار من قفص السنجاب لا يحتوي على فرش وملفات واضحة ، فهو أقل تطلبًا في الصيانة. بينما في المحركات غير المتزامنة مع الدوار الطوري ، هناك ثلاثة ملفات متصلة بحلقات الانزلاق ، يتم إزالة التيار منها بالفرش. على عكس سابقتها ، من الأفضل التحكم في عزم الدوران على العمود ومن الأسهل تحقيق بداية سلسة لتقليل تيارات التدفق.
تصنف بقية المحركات:
- حسب عدد مراحل التوريد - أحادية الطور ومرحلتان (تستخدم في الحياة اليومية عند تشغيلها بواسطة شبكة 220 فولت) ، وثلاث مراحل (الأكثر استخدامًا في الإنتاج وفي ورش العمل).
- عن طريق التثبيت - شفة أو على الكفوف.
- عن طريق وضع التشغيل - لوضع طويل الأجل أو قصير المدى أو قصير المدى بشكل متكرر.
وعدد من العوامل الأخرى التي تؤثر على اختيار منتج معين للاستخدام في ظروف معينة.
يمكن أن يقال الكثير عن المحركات الكهربائية أحادية الطور: يتم إطلاق بعضها من خلال مكثف ، وبعضها يتطلب قدرة بدء وتشغيل. هناك أيضًا خيارات ذات دورة قصيرة ، تعمل بدون مكثف وتستخدم ، على سبيل المثال ، في أغطية. إذا كنت مهتمًا ، فاكتب التعليقات وسنكتب مقالًا عنها.
جهاز
بحكم التعريف ، تشير كلمة "غير متزامن" إلى محرك التيار المتردد الذي يدور فيه الدوار بشكل أبطأ من المجال المغناطيسي للجزء الثابت ، أي بشكل غير متزامن. لكن هذا التعريف ليس غني بالمعلومات. لفهم ذلك ، تحتاج إلى معرفة كيفية تصميم هذا المحرك.
يتكون المحرك الحثي ، مثل أي محرك آخر ، من جزأين رئيسيين - الدوار والجزء الثابت. لفك الدمى في الكهرباء نقوم بفك الشفرة:
- يسمى الجزء الثابت بالجزء الثابت من أي مولد أو محرك كهربائي.
- يسمى الدوار الجزء الدوار من المحرك ، والذي يحرك الآليات.
يتكون الجزء الثابت من مبيت ، يتم إغلاق نهايته بواسطة دروع تحمل يتم فيها تثبيت المحامل. اعتمادًا على الغرض من المحرك وقوته ، يتم استخدام المحامل المنزلقة أو المتدحرجة. يقع القلب في الحالة ، يتم تثبيت لف عليه. يطلق عليه لفائف الجزء الثابت.
بما أن التيار يتناوب لتقليل الخسائر بسبب التيارات الضالة (تيارات فوكو) قلب الجزء الثابت مستمد من صفائح فولاذية رقيقة معزولة عن بعضها البعض بمقياس وترتبط بالورنيشيتم توفير جهد إمداد إلى ملفات الجزء الثابت ، ويسمى التيار المتدفق فيها تيار الجزء الثابت.
يعتمد عدد اللفات على عدد مراحل التوريد وتصميم المحرك. لذا فإن المحرك ثلاثي الطور يحتوي على ثلاثة ملفات على الأقل متصلة بواسطة دائرة نجمية أو مثلثية. قد يكون عددهم أكبر ، ويؤثر على سرعة دوران العمود ، لكننا سنتحدث عن ذلك لاحقًا.
ولكن مع الدوار ، تكون الأشياء أكثر إثارة للاهتمام ، كما ذكرنا سابقًا ، يمكن أن تكون إما دائرة قصيرة أو مرحلة.
دوار قفص السنجاب هو مجموعة من القضبان المعدنية (عادة الألومنيوم أو النحاس) ، في الشكل أعلاه يشار إليها بالرقم 2 ، ملحومة أو مملوءة في القلب (1) ، مغلقة بواسطة حلقات (3). يشبه هذا التصميم عجلة تسير فيها القوارض المستأنسة ، ولهذا السبب يطلق عليها غالبًا "قفص السنجاب" أو "عجلة السنجاب" وهذا الاسم ليس عامية ، ولكنه أدبي تمامًا. لتقليل التوافقيات العالية للمجالات الكهرومغناطيسية ونبض المجال المغناطيسي ، لا يتم وضع القضبان على طول العمود ، ولكن بزاوية معينة بالنسبة لمحور الدوران.
يختلف دوار الطور عن الدوار السابق في أنه يحتوي بالفعل على ثلاثة ملفات ، كما هو الحال في الجزء الثابت. ترتبط بداية اللفات بالحلقات ، وعادة ما تكون نحاسية ، ويتم الضغط عليها على عمود المحرك. سنشرح لاحقًا بإيجاز سبب الحاجة إليها.
في كلتا الحالتين ، يتم توصيل أحد طرفي العمود بآلية مدفوعة بالحركة ، وهو مخروطي أو أسطواني الشكل مع أو بدون أخاديد لتثبيت شفة وبكرة وأجزاء محرك ميكانيكية أخرى.
يتم تثبيت دافع ، وهو ضروري للنفخ والتبريد ، على الجزء "الخلفي" من العمود ؛ يتم وضع غلاف على الغلاف فوق المكره. وبالتالي ، يتم توجيه الهواء البارد على طول حواف المحرك الحثي ، إذا لم تدور هذه المكره لسبب ما ، فسوف ترتفع درجة حرارتها.
تم تطوير تصميم المحرك التعريفي الأول بواسطة M.O. Dolivo-Dobrovolsky وحصل على براءة اختراع له عام 1889. دون أي تغييرات ، نجا حتى الآن.
مبدأ التشغيل
غالبًا ما تسمى الآلات الكهربائية غير المتزامنة بالحث ، وهذا بسبب مبدأ تشغيلها. يتم دفع أي محرك كهربائي إلى الدوران نتيجة لتفاعل المجالات المغناطيسية للدوار والجزء الثابت ، وكذلك بسبب قوة الأمبير. يمكن أن يتواجد المجال المغناطيسي ، بدوره ، إما حول مغناطيس دائم ، أو حول موصل يتدفق من خلاله التيار. ولكن كيف تعمل الآلة غير المتزامنة بالضبط؟
في المحرك الحثي ، على عكس الآخرين ، لا يوجد لف الإثارة في حد ذاته ، في حين أنه يحتوي على مجال مغناطيسي؟ الجواب بسيط: المحرك التعريفي هو محول.
ضع في اعتبارك مبدأ تشغيلها على سبيل المثال من آلة ثلاثية الطور ، لأنها هي التي توجد في كثير من الأحيان أكثر من غيرها.
في الشكل أدناه ، ترى موقع اللفات على قلب الجزء الثابت لمحرك غير متزامن ثلاثي الطور.
نتيجة لتدفق تيار ثلاثي الطور ، يظهر مجال مغناطيسي دوار في اللفات الساكنة. بسبب تحول الطور ، يتدفق التيار إما لفًا أو آخر ، وفقًا لهذا ، يوجد مجال مغناطيسي ، يتم توجيه أقطابه وفقًا لقاعدة اليد اليمنى. ووفقًا للتغير في التيار في ملف أو آخر ، يتم إرسال القطبين في الاتجاه المقابل. كما توضح الرسوم المتحركة التالية:
في أبسط حالة (ثنائي القطب) ، يتم تكديس اللفائف بحيث يتم تعويض كل منها بمقدار 120 درجة بالنسبة إلى السابقة ، كما هو الحال مع زاوية طور الجهد في شبكة التيار المتردد.
تسمى سرعة دوران المجال المغناطيسي الثابت الجزء المتزامن. تعرف على المزيد حول كيفية تدويرها ولماذا ستتعلم من الفيديو التالي. لاحظ أنه في المحركات ثنائية الطور (مكثف) ومحرك أحادي الطور - لا يدور ، ولكن بيضاوي الشكل أو نابض ، واللفات ليست 3 ، ولكن 2.
إذا اعتبرنا محركًا غير متزامن مع دوار قفص السنجاب ، فإن المجال المغناطيسي للجزء الثابت يحث EMF في قضبانه ، حيث يتم إغلاقها ، ثم يتدفق التيار.وبسبب هذا ، يحدث أيضًا مجال مغناطيسي.
نتيجة تفاعل مجالين و قوة امبيريعمل على الدوار ، ويبدأ في الدوران بعد المجال المغناطيسي الثابت للجزء الثابت ، ولكن في نفس الوقت يتخلف دائمًا قليلاً عن سرعة دوران الجزء الثابت MP ، ويطلق على هذا التأخر الانزلاق.
إذا كانت سرعة دوران المجال المغناطيسي تسمى متزامنة ، فإن سرعة دوران الدوار غير متزامنة بالفعل ، والتي حصل منها على هذا الاسم.
في AD مع الدوار الطوري ، تتشابه الأشياء ، باستثناء أن المتصل متصلاً بحلقاته ، والتي ، بعد دخول المحرك في وضع التشغيل ، تتم إزالتها من الدائرة وتكون اللفات قصيرة الدائرة. يظهر هذا في الرسم التخطيطي أدناه ، ولكن بدلاً من مقاوم متغير ، يتم استخدام المقاومات الثابتة أو توصيلها أو تحويلها بواسطة موصلات KM3 أو KM2 أو KM1.
يسمح هذا النهج ببدء سلس وتقليل تيارات التدفق ، عن طريق زيادة المقاومة الكهربائية النشطة للدوار.
لتلخيص:
- يولد التيار في اللفات الساكنة مجالًا مغناطيسيًا.
- المجال المغناطيسي يؤدي إلى التيار في الدوار.
- يؤدي التيار في الدوار إلى ظهور حقل حوله.
- منذ دوران الجزء الثابت ، بسبب مجاله ، يبدأ الدوار في الدوران خلفه.
سرعة الانزلاق والدوران
تردد دوران المجال المغناطيسي الثابت (n1) أكبر من تردد دوران الدوار (n2). الفرق بينهما يسمى زلة ، ويشار إليه بالحرف اللاتيني S ويحسب بالصيغة:
S = (n1-n2) * 100٪ / n1
الانزلاق ليس عيبًا في هذا المحرك الكهربائي ، لأنه إذا كان عموده يدور بنفس تردد المجال المغناطيسي الثابت (بشكل متزامن) ، فلن يتم تحريض أي تيار في قضبانه ، ولن يدور ببساطة.
الآن حول مفهوم أكثر أهمية - سرعة الدوران لمحرك الحث. يعتمد على 3 قيم:
- تردد التيار الكهربائي (و) ؛
- عدد أزواج الأقطاب المغناطيسية (p) ؛
- زلة (S).
يحدد عدد أزواج الأقطاب المغناطيسية السرعة المتزامنة لدوران المجال ويعتمد على عدد اللفات الثابتة. يعتمد الانزلاق على الحمل والتصميم لمحرك كهربائي معين ويقع في حدود 3-10 ٪ ، أي أن السرعة غير المتزامنة أقل قليلاً من السرعة المتزامنة. حسنًا ، يتم تثبيت تردد التيار المتردد عند 50 هرتز.
لذلك ، من الصعب تنظيم سرعة دوران عمود المحرك التعريفي ، يمكنك فقط التأثير على تردد التيار الكهربائي ، أي عن طريق ضبط محول التردد. من الممكن خفض جهد الجزء الثابت ، ولكن بعد ذلك تنخفض الطاقة على العمود ، ومع ذلك ، يتم استخدام هذه التقنية عند بدء تشغيل AM مع تبديل اللفات من النجم إلى الدلتا لتقليل تيارات البدء.
يتم تحديد تردد دوران الحقل الثابت (السرعة المتزامنة) بالصيغة:
ن = 60 * و / ص
لذا في المحرك الذي يحتوي على زوج واحد من الأقطاب المغناطيسية (قطبين) ، تكون السرعة المتزامنة هي:
60 * 50/1 = 3000 دورة في الدقيقة
الخيارات الأكثر شيوعًا للمحركات الكهربائية مع:
- زوج واحد من الأعمدة (3000 دورة في الدقيقة) ؛
- اثنان (1500 دورة في الدقيقة) ؛
- ثلاثة (1000 دورة في الدقيقة) ؛
- أربعة (750 دورة في الدقيقة).
ستكون سرعة الدوار الفعلية أقل قليلاً ، على محرك حث حقيقي يشار إليه على لوحة الاسم ، على سبيل المثال ، هنا - 2730 دورة في الدقيقة. على الرغم من ذلك ، سيطلق الناس على هذا المحرك غير المتزامن وفقًا للسرعة المتزامنة أو ببساطة "ثلاثة آلاف متر".
ثم يساوي الانزلاق:
3000-2730*100%/3000=9%
نطاق التطبيق
وجد محرك كهربائي غير متزامن تطبيقًا في جميع مجالات النشاط البشري. يمكن العثور على تلك التي تعمل بالطاقة من مرحلة واحدة (من 220 فولت) في المحركات منخفضة الطاقة أو في الأجهزة والأدوات المنزلية ، على سبيل المثال:
- في غسالة من نوع "طفل" وغيرها من النماذج السوفيتية القديمة ؛
- في خلاطة خرسانية
- في المروحة
- في غطاء المحرك
- وحتى في جز العشب في الجزء العلوي من السعر.
في الإنتاج في شبكات ثلاثية الطور:
- صمامات بوابة أوتوماتيكية
- آليات الرفع (الرافعات والرافعات) ؛
- التهوية
- الضواغط
- مضخات
- آلات تشغيل الخشب والخشب وأكثر.
يتم استخدام AD أيضًا في السيارات الكهربائية ، ومؤخرًا يتم الإعلان عن المحرك غير المتزامن مع لف نوع Slavyanka وما يسمى بعجلة Duyunov الآلية على الإنترنت ، والتي يمكنك اكتشافها من فيديو المطور.
إن نطاق المحركات غير المتزامنة واسع للغاية لدرجة أن القائمة وحدها ستكون أطول من هذه المقالة ، لذلك يجب على كل كهربائي أن يعرف كيف يتم ترتيبها ، وما هو الغرض منها ومكان استخدامها. لتلخيص وإدراج إيجابيات وسلبيات هذه الأجهزة.
الإيجابيات:
- البناء البسيط.
- تكلفة منخفضة
- تقريبا لا صيانة.
العيب الرئيسي هو صعوبة تعديل السرعة مقارنة بمحركات التيار المستمر أو آلات التجميع العامة. وفقًا لذلك ، من الصعب تنظيم بدء التشغيل السلس للآلات الكبيرة ، وغالبًا ما يتم ذلك باستخدام محول تردد باهظ الثمن.
هذا هو المكان الذي ننتهي فيه بالنظر في المحركات الحثية ونطاقها. نأمل أنه بعد قراءة المقال ، سوف تفهم ما هي وكيف تعمل هذه الآلة الكهربائية!
المواد ذات الصلة:
جار التحميل ...
