إنه يسمى محرك كهربائي. أنواع المحركات الكهربائية وخصائصها

أحب الفيديو؟ الاشتراك في القناة لدينا!

المحرك الكهربائي هو آلة خاصة تحول الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية. بالنظر إلى نوع تيار التركيبات الكهربائية التي تعمل فيها الآلة الكهربائية ، يتم استخدام الأنواع الرئيسية للمحركات الكهربائية - التيار المباشر والمتناوب.

تنقسم محركات التيار المتردد إلى متزامن وغير متزامن. غير المتزامن ، بدوره ، ينقسم إلى صناعي عام ، ومقاوم للانفجار ورافعة.

آلات التيار المتردد الكهربائية أحادية الطور وثلاث مراحل. في المرحلة الحالية ، يتم استخدام المحركات الكهربائية المتزامنة وغير المتزامنة ثلاثية الطور على نطاق واسع.

اليوم ، تعد المحركات الكهربائية غير المتزامنة هي المحركات الكهربائية الأكثر شيوعًا. حصلت الأجهزة غير المتزامنة على شعبية كبيرة بسبب بساطة تصميمها وموثوقيتها التشغيلية العالية. غالبًا ما يستخدم المحرك الكهربائي غير المتزامن في الأجهزة المنزلية والمؤسسات الصناعية.

في الحالات التي لا يلزم فيها عزم دوران كبير في محركات الأقراص ، يتم استخدام محرك كهربائي مع دوار قفص السنجاب. وعندما لا تكون هناك حاجة إلى التحكم السلس في السرعة وكانت قوة المحرك الكهربائي كبيرة ، يتم استخدام محرك كهربائي غير متزامن مع دوار طور. تُستخدم المحركات الكهربائية غير المتزامنة مع دوار الطور في الحالات التي يكون فيها من الضروري تقليل تيار البدء وزيادة عزم دوران البداية.

تُستخدم الوحدات أحادية الطور غير المتزامنة في شبكة التيار المتردد 220 فولت. تستخدم هذه المحركات الكهربائية على نطاق واسع في الغسالات المنزلية ، وخلاطات الخرسانة ، وأدوات البناء الكهربائية ، ومعالجات الطعام متعددة الوظائف ، وآلات النجارة والحفر وغيرها من المعدات المنزلية.

تُستخدم المحركات الكهربائية غير المتزامنة أيضًا لتشغيل تركيبات الرافعات الصناعية المختلفة ، ورافعات البضائع المختلفة والأجهزة الأخرى المستخدمة في الإنتاج. تعد محركات التيار المتردد ذات أهمية كبيرة للعديد من الصناعات. يمكن أن تكون الوحدات غير المتزامنة مع محول في شكل مجمّع (محركات كهربائية مجمعة) أو لا تحتوي عليها (محركات كهربائية بدون فرش).

تُستخدم محركات التيار المتردد بدون فرش في العديد من الأجهزة الكهربائية الصناعية والمنزلية (الثلاجات ، المكانس الكهربائية ، مطاحن اللحوم ، الأدوات الكهربائية ، المراوح ، العصارات) والمعدات الطبية. وهي مصممة للعمل على كل من طاقة التيار المستمر والتيار المتردد. تتميز محركات المجمع بعزم دوران كبير وأبعاد صغيرة نسبيًا.

تتميز المحركات الكهربائية عديمة الفرشاة بمستوى منخفض من الإشعاع الكهرومغناطيسي ومستوى ضوضاء منخفض. تتميز بعمر خدمة مرتفع. في معظم الحالات ، يتم استخدام المحركات بدون فرش في الأماكن ذات الجو المتفجر ، مثل صناعة النفط والغاز.

تنتشر على نطاق واسع بين محركات التيار المتردد الكهربائية محركات كهربائية غير متزامنة ذات لف متماثل ثلاثي الأطوار على قلب الجزء الثابت ، والتي يتم تشغيلها من أنابيب التيار المتردد.

والجدير بالذكر أن المحركات الحثية تستخدم عادة كمحركات ، بينما تستخدم المحركات المتزامنة بشكل شائع كمولدات.

المحركات الكهربائية المتزامنة هي آلات كهربائية ذات ملفين يتم فيها توصيل إحدى اللفات بشبكة كهربائية بسرعة ثابتة معينة ، بينما يتم إثارة الثانية بشكل منتظم بواسطة التيار المباشر بسرعة الدوار التي لا تعتمد على الحمل. تستخدم هذه الآلات كمحركات كهربائية في التطبيقات الكبيرة مثل محركات الضواغط الترددية وقنوات الهواء ، وعادة ما تستخدم كمولدات.

تكون سرعة دوران المحركات المتزامنة بنسبة ثابتة إلى تردد معين للشبكة الكهربائية.

تُستخدم محركات الطاولة الدوارة لمحركات الأقراص التي تعمل في درجات حرارة عالية في مختلف الصناعات المعدنية. تم تصميم المحركات الكهربائية المقاومة للانفجار لتشغيل آليات مختلفة في صناعات الغاز والكيمياء وتكرير النفط ، حيث يمكن أن تظهر مركبات متفجرة مختلفة من الغازات والأبخرة بالهواء. تم تصميم محركات الرافعة المختلفة بشكل أساسي لجميع أنواع آليات الرافعة من جميع الأنواع. يمكن استخدامها لقيادة آليات أخرى تعمل في أوضاع تشغيل قصيرة المدى.

تُستخدم المحركات الكهربائية الصناعية العامة على نطاق واسع في صناعة النجارة ، وبناء الأدوات الآلية ، وأنظمة التهوية الصناعية المختلفة ، والناقلات المختلفة ، والمصاعد ، وجميع أنواع معدات الضخ.

تخيل ما سيكون عليه العالم الحديث إذا اختفت منه جميع المحركات الكهربائية فجأة. لنفترض أنهم سيستبدلونها بمحركات حرارية. ولكن بعد كل شيء ، فإن المحركات الحرارية ضخمة ، وتنبعث منها بخار وغازات عادم ، في حين أن المحركات الكهربائية ذات الطاقة المماثلة مدمجة ، وتتناسب تمامًا مع أدوات الآلات ، والمركبات الكهربائية ، وغيرها من المعدات ، مع كونها صديقة للبيئة واقتصادية وموثوقة. من المستحيل تخيل العالم الحديث بدون محركات كهربائية ، والتي تسهل عمل الناس بشكل كبير ، وباختصار ، تجعل حياتنا أكثر راحة.

بفضل المحركات الكهربائية ، نحصل على الطاقة الميكانيكية من الطاقة الكهربائية. والأمر الحاسم في هذه العملية هو خصائص الوزن والحجم والقوة وعدد الدورات في الدقيقة ، والتي ترتبط بدورها بكل من ميزات تصميم المحركات ومعلمات جهد الإمداد.

وفقًا لنوع جهد الإمداد ، تكون المحركات الكهربائية إما تيار متردد أو تيار مستمر. حسب طريقة التحكم: الخطوة ، الخطية ، المؤازرة (التالية). محركات التيار المتردد ، بدورها ، غير متزامنة ومتزامنة. دعونا نلقي نظرة على أنواع المحركات الكهربائية ، ونلاحظ ميزاتها ، ونتحدث عن مبادئ تشغيل كل منها.

محركات التيار المستمر

لبناء محركات كهربائية ذات خصائص ديناميكية عالية ، يتم استخدام محركات كهربائية تعمل بالتيار المستمر. تتميز بقدرة عالية على التحميل الزائد ودوران موحد. غالبًا ما تستخدم محركات التيار المستمر في السيارات الكهربائية. كما أنها مجهزة بالعديد من الأدوات والآلات والوحدات ، بما في ذلك الأجهزة المنزلية.

يعتمد تشغيل محرك DC الكلاسيكي على دوران إطار حامل للتيار في مجال مغناطيسي خارجي: يتم توفير التيار للإطار من خلال تجميع مجمع الفرشاة ، ويتم الحصول على المجال المغناطيسي للجزء الثابت إما من مغناطيس دائم أو من نفس التيار المباشر (المجال المغناطيسي للملف مع التيار). نتيجة لذلك ، يدور الإطار مع التيار في المجال المغناطيسي. بدلاً من الإطار ، يمكن أن يعمل الملف مع التيار على الدائرة المغناطيسية - الدوار.

محركات التيار المتردد

تستخدم محركات التيار المتردد على نطاق واسع في الحياة اليومية وفي الصناعة ، حيث تعتبر أكثر تنوعًا من محركات التيار المستمر. محركات التيار المتردد بسيطة التصميم ، وأكثر موثوقية من محركات التيار المستمر ، ويسهل التعامل معها.

على سبيل المثال ، تم تجهيز معظم المراوح المنزلية والأغطية الصناعية بمحركات AC غير متزامنة. وهي مجهزة أيضًا بالرافعات والمضخات والأدوات الآلية. تكمن بساطة محركات التيار المتردد ذات التردد الصناعي في عدم وجود مجموعة مجمعات الفرشاة والإلكترونيات المعقدة.

السائر المحركات

تعمل المحركات السائر عن طريق تحويل النبضات الكهربائية المنفصلة للتيار المستمر إلى حركات ميكانيكية (خطوات). المعدات المكتبية ، والأدوات الآلية ، والروبوتات - حيثما كانت هناك حاجة إلى سرعة عالية وحركة موحدة لجسم العمل ، يتم استخدام محركات السائر اليوم. للتحكم في سرعة دوران الدوار ، تنظم الوحدة الإلكترونية معدل تكرار النبض ودورة عملها. محرك السائر هو محرك DC متزامن بدون فرش.

محركات مؤازرة (محركات مؤازرة)

محرك سيرفو (محرك سيرفو) هو محرك DC عالي التقنية. على عكس محرك السائر ، يحتوي محرك سيرفو أيضًا على مستشعر موضع دوار في تصميمه ، بمساعدة آلية ردود الفعل السلبية.

المحركات من هذا النوع قادرة على تطوير سرعات وقوة عالية ، مثل محركات السائر DC ، لكن تعديل موضع جسم العمل يكون أكثر دقة. بالنسبة لآلات CNC ، فإن محرك الأقراص المؤازر هو ما تحتاجه تمامًا. تم تجهيز العديد من الآلات الصناعية الحديثة بمحركات سيرفو مدمجة في نظام تحكم حاسوبي عالي الدقة.

المحركات الخطية

في محرك DC الخطي ، بدلاً من الدوار ، يوجد قضيب (قضيب) به مغناطيس ، والذي يتحرك بشكل مستقيم عبر الجزء الثابت بالنسبة للمحث. تكتسب المحركات من هذا النوع شعبية كمحركات لآليات المعاملة بالمثل أثناء التشغيل.

هذا حل موثوق واقتصادي ، يلغي الحاجة إلى أي ناقل حركة ميكانيكي. يتم إرسال نبضات القطبية والمدة المطلوبة إلى الملف ، لتشكيل مجال مغناطيسي بالتكوين المطلوب ، والذي يعمل بدوره على القضيب ، ويتم مراقبة الوضع الحالي للقضيب بفضل مستشعرات Hall المضمنة في الجزء الثابت.

محركات متزامنة

عند الحديث عن "محرك متزامن" ، فإنهم يقصدون تقليديًا محرك تيار متردد ، حيث يكون تردد الدوران (أو السرعة الزاوية) للعضو الدوار مساويًا للسرعة الزاوية للتدفق المغناطيسي في تجويف الجزء الثابت. غالبًا ما نتحدث عن المحركات التي تحمل دواراتها مغناطيسًا دائمًا أو ملفًا مثيرًا يخلق مجالًا مغناطيسيًا قويًا يمنع الانزلاق.

مع المحركات المتزامنة ، تكون سرعة الدوار ثابتة. المراوح القوية ومحركات الرافعات ومحركات المضخات - في العديد من التطبيقات التي تتطلب طاقة عالية وسرعة ثابتة ، بغض النظر عن الحمل ، يتم استخدام محركات متزامنة.

المحركات غير المتزامنة

في أغلب الأحيان ، يُطلق على المحرك غير المتزامن اسم محرك التيار المتردد ، حيث يختلف التردد (أو السرعة الزاوية) لدوران الجزء المتحرك عن السرعة الزاوية للتدفق المغناطيسي للجزء الثابت. وهذا هو ، في مثل هذا المحرك هناك "زلة". تأتي المحركات الحثية AC مع قفص السنجاب الدوار (قفص السنجاب) الدوار أو.

يتم تصنيع محركات غير متزامنة أكثر قوة بدوار طور ، ويتم تنظيم حجم التدفق المغناطيسي لمثل هذا الدوار بواسطة مقاومة متغيرة ، وسرعة الدوران قابلة للتعديل. المعدات الأقل أهمية (لاعتماد سرعة الدوار على الحمل) مجهزة بمحركات غير متزامنة مع دوار قفص السنجاب.

من بين النطاق الكامل للمحركات الكهربائية المنتجة حاليًا ، فإن المحرك غير المتزامن ثلاثي الطور هو الأكثر استخدامًا. تستخدم هذه الآلات ما يقرب من نصف الكهرباء المنتجة في العالم. تستخدم على نطاق واسع في صناعات الأشغال المعدنية والنجارة. لا غنى عن المحرك غير المتزامن في المصانع ومحطات الضخ. لا يمكنك الاستغناء عن هذه الآلات في الحياة اليومية ، حيث يتم استخدامها في الأجهزة المنزلية الأخرى وفي الأدوات الكهربائية المحمولة باليد.

يتوسع نطاق هذه الآلات الكهربائية كل يوم ، حيث يتم تحسين كل من النماذج نفسها والمواد المستخدمة في تصنيعها.

ما هي الأجزاء الرئيسية لهذا الجهاز

بعد تفكيك المحرك غير المتزامن ثلاثي الطور ، يمكن ملاحظة عنصرين رئيسيين.

1. الجزء الثابت.

أحد أهم التفاصيل هو الجزء الثابتفي الصورة أعلاه ، يقع هذا الجزء من المحرك على اليسار. يتكون من العناصر الرئيسية التالية:

1. إطار. من الضروري توصيل جميع أجزاء الجهاز. إذا كان المحرك صغيرًا ، فإن الجسم مصنوع من قطعة واحدة. المواد المستخدمة هي الحديد الزهر. كما تستخدم سبائك الصلب أو الألومنيوم. في بعض الأحيان ، تجمع حالة المحركات الصغيرة بين وظائف النواة. إذا كان المحرك كبيرًا وقويًا ، فسيتم لحام الجسم من أجزاء منفصلة.

2. جوهر. يتم ضغط هذا العنصر من المحرك في الجسم. إنه يعمل على تحسين صفات الحث المغناطيسي. القلب مصنوع من ألواح فولاذية كهربائية. من أجل تقليل الخسائر التي لا مفر منها عند ظهور التيارات الدوامة ، يتم تغطية كل لوحة بطبقة من الورنيش الخاص.

3. لف. يقع في الأخاديد الأساسية. يتكون من لفائف من الأسلاك النحاسية ، يتم تجميعها في أقسام. متصلة في تسلسل معين ، فإنها تشكل ثلاثة ملفات ، والتي هي معا لف الجزء الثابت. يتصل مباشرة بالشبكة ، لذلك يطلق عليه اسم أساسي.

الدوار- هذا هو الجزء المتحرك من المحرك ، في الصورة على اليمين. إنه يعمل على تحويل قوة المجالات المغناطيسية إلى طاقة ميكانيكية. يتكون دوار المحرك غير المتزامن من الأجزاء التالية:

1. الفتحة. يتم تثبيت المحامل على ساقها. يتم ضغطها في الدروع ، مثبتة بمسامير في الجدران النهائية للصندوق الثابت.

2. اللب الذي يتم تجميعه على العمود. يتكون من ألواح فولاذية خاصة ، والتي لها خاصية قيمة مثل المقاومة المنخفضة للمجالات المغناطيسية. اللب ، الذي له شكل أسطوانة ، هو الأساس لوضع لف حديد التسليح. يستقبل الجزء المتحرك ، أو كما يطلق عليه أيضًا ، الملف الثانوي الطاقة بسبب المجال المغناطيسي الذي ظهر حول ملفات الجزء الثابت عند مرور تيار كهربائي من خلالها.

المحركات حسب نوع تصنيع الجزء المتحرك

هناك محركات:

1. وجود لف دوار قصير الدائرة. يظهر أحد الخيارات الخاصة بهذا الجزء في الشكل.

يحتوي المحرك التعريفي ذو الدوار القفص السنجابي على لف مصنوع من قضبان الألمنيوم ، والتي تقع في أخاديد القلب. في الجزء الأخير يتم تقصيرهم بواسطة الحلقات.

2. محركات كهربائية بدوار مصنوعة من حلقات انزلاقية.

كلا النوعين من المحركات الحثية لهما نفس تصميم الجزء الثابت. تختلف فقط في تنفيذ المرساة.

ما هو مبدأ العمل

يتم تشغيل المحرك للمحرك غير المتزامن ثلاثي الأطوار ، المصنوع بهذه الطريقة ، بسبب تأثير حدوث مجال مغناطيسي متناوب في ملفات الجزء الثابت. لفهم كيفية حدوث ذلك ، من الضروري أن نتذكر القانون الفيزيائي للحث الذاتي. تنص على أن مجالًا مغناطيسيًا ينشأ حول موصل يمر من خلاله تيار من الجسيمات المشحونة. ستكون قيمته متناسبة طرديًا مع محاثة السلك وشدة تدفق الجسيمات المشحونة المتدفقة فيه. بالإضافة إلى ذلك ، يولد هذا المجال المغناطيسي قوة ذات اتجاه معين. هي التي تهمنا ، لأنها سبب دوران الدوار. من أجل التشغيل الفعال للمحرك ، من الضروري وجود تدفق مغناطيسي قوي. تم إنشاؤه بفضل طريقة خاصة لتركيب اللف الأساسي.

من المعروف أن مصدر الطاقة له جهد متناوب. لذلك ، فإن المجال المغناطيسي حول الجزء الثابت سيكون له نفس الخاصية ، ويعتمد بشكل مباشر على التغيير في التيار في شبكة الإمداد. من الجدير بالذكر أن كل مرحلة يتم إزاحتها بالنسبة لبعضها البعض بمقدار 120 درجة.

ماذا يحدث في لف الجزء الثابت

يتم توصيل كل مرحلة من إمدادات التيار الكهربائي بملف الجزء الثابت المقابل ، لذلك سيتم إزاحة المجال المغناطيسي المتولد من حولهم بمقدار 120 درجة مئوية. له جهد متناوب ، لذلك ، سينشأ مجال مغناطيسي متناوب حول ملفات الجزء الثابت التي يمتلكها المحرك التعريفي. يتم تجميع دائرة المحرك التعريفي بحيث يتغير المجال المغناطيسي الذي ينشأ حول ملفات الجزء الثابت تدريجياً ويمر بالتتابع من ملف إلى آخر. هذا يخلق تأثير المجال المغناطيسي الدوار. يمكنك حساب تردد الدوران الخاص به. سيتم قياسه بعدد الدورات في الدقيقة. تحددها الصيغة: n = 60f / p ، حيث f هو تردد التيار المتردد في الشبكة المتصلة (Hz) ، p تقابل عدد أزواج الأقطاب المركبة على الجزء الثابت.

كيف يعمل الدوار

الآن من الضروري النظر في العمليات التي تحدث في الملف الثانوي. يتميز المحرك غير المتزامن مع الدوار ذو القفص السنجابي بميزة التصميم. الحقيقة هي أنه لا يتم تطبيق أي جهد على لف المرساة. ينشأ هناك بسبب اتصال الحث المغناطيسي بالملف الأساسي. لذلك ، تحدث عملية على عكس ما لوحظ في الجزء الثابت ، وفقًا للقانون ، الذي ينص على أنه عند عبور الموصل ، وفي حالتنا يكون لف الدوار قصير الدائرة ، ينشأ تيار كهربائي فيه مع تدفق مغناطيسي. من أين يأتي المجال المغناطيسي؟ نشأ حول الملف الأساسي عندما تم توصيل مصدر طاقة ثلاثي الطور.

قم بتوصيل الجزء الثابت والدوار. ماذا سيحدث؟

وهكذا ، لدينا محرك قفص السنجاب غير المتزامن مع الدوار ، والذي يمر فيه تيار كهربائي. سيكون سبب المجال المغناطيسي حول لفائف المحرك. ومع ذلك ، فإن قطبية هذا التدفق ستكون مختلفة عن قطبية الجزء الثابت. وفقًا لذلك ، ستعارض القوة الناتجة عن ذلك القوة الناتجة عن المجال المغناطيسي للملف الأساسي. سيؤدي ذلك إلى ضبط الدوار في الحركة ، حيث يتم تجميع الملف الثانوي عليه ، ويتم تثبيت ساق عمود المحرك في غلاف المحرك على المحامل.

ضع في اعتبارك حالة تفاعل القوى الناشئة عن المجالات المغناطيسية للجزء الثابت والدوار بمرور الوقت. نحن نعلم أن المجال المغناطيسي للملف الأولي يدور وله تردد معين. القوة التي خلقها ستتحرك بسرعة مماثلة. هذا سيجعل المحرك التعريفي يعمل. وسيدور دواره بحرية حول المحور.

تأثير انزلاق

يسمى الوضع عندما يبدو أن تدفقات الطاقة في الجزء المتحرك تتنافر بواسطة المجال المغناطيسي الدوار للجزء الثابت ، الانزلاق. وتجدر الإشارة إلى أن تردد المحرك التعريفي (n1) يكون دائمًا أقل من التردد الذي يتحرك به المجال المغناطيسي للجزء الثابت. يمكن تفسيره على هذا النحو. من أجل أن ينشأ تيار في لف الجزء المتحرك ، يجب أن يتم عبوره بواسطة تدفق مغناطيسي بسرعة زاوية معينة. وبالتالي ، فإن العبارة الصحيحة هي أن سرعة دوران العمود أكبر من أو تساوي الصفر ، ولكنها أقل من شدة حركة المجال المغناطيسي للجزء الثابت. سرعة الدوار تعتمد على قوة الاحتكاك في المحامل ، وكذلك على مقدار الطاقة المأخوذة من عمود الدوار. لذلك ، يبدو أنه يتخلف عن المجال المغناطيسي للجزء الثابت. وبسبب هذا يسمى التردد غير متزامن.

وهكذا ، تم تحويل الطاقة الكهربائية لمصدر الإمداد إلى الطاقة الحركية للعمود الدوار. تتناسب سرعة دورانها بشكل مباشر مع تواتر تيار شبكة الإمداد وعدد أزواج أعمدة الجزء الثابت. يمكن استخدام محولات التردد لزيادة سرعة المحرك. ومع ذلك ، يجب أن يتم تنسيق تشغيل هذه الأجهزة مع عدد أزواج القطب.

كيفية توصيل المحرك بمصدر طاقة

لبدء تشغيل محرك غير متزامن ، يجب توصيله بشبكة تيار ثلاثية الطور. يتم تجميع دائرة المحرك التعريفي بطريقتين. يوضح الشكل مخطط التوصيل لأسلاك المحرك ، حيث يتم تجميع لفات الجزء الثابت بطريقة "النجمة".

يوضح هذا الشكل طريقة أخرى للاتصال تسمى "المثلث". يتم تجميع الدوائر في صندوق طرفي مثبت على العلبة.

يجب أن تعلم أن بدايات كل ملف من الملفات الثلاثة ، تسمى أيضًا ملفات الطور ، تسمى C1 ، C2 ، C3 ، على التوالي. وبالمثل ، يتم توقيع النهايات ، والتي لها أسماء C4 و C5 و C6. إذا لم يكن هناك علامة طرفية في صندوق المحطة ، فيجب تحديد البدايات والنهايات بشكل مستقل.

كيفية عكس

إذا كانت هناك حاجة لبدء تشغيل محرك غير متزامن عن طريق تغيير اتجاه دوران المحرك ، فأنت تحتاج فقط إلى تبديل سلكين من مصدر الجهد ثلاثي الأطوار المتصل.

محركات غير متزامنة أحادية الطور

في الحياة اليومية ، من الصعب استخدام محركات ثلاثية الطور بسبب نقص مصدر الجهد المطلوب. لذلك ، يوجد محرك غير متزامن أحادي الطور. كما أن لديها الجزء الثابت ، ولكن مع اختلاف هيكلي كبير. يكمن في عدد اللفات وترتيبها. يحدد هذا أيضًا مخطط بدء تشغيل الجهاز.

إذا كان المحرك غير المتزامن أحادي الطور يحتوي على الجزء الثابت مع لفتين ، فسيتم تحديد موقعهما بإزاحة حول المحيط بزاوية 90 درجة. تسمى الملفات بالبدء والعمل. إنها متصلة بالتوازي ، ولكن من أجل تهيئة الظروف لظهور مجال مغناطيسي دوار ، يتم إضافة مقاومة نشطة أو مكثف. يؤدي هذا إلى حدوث تحول طور للتيارات المتعرجة ، بالقرب من 90 درجة مئوية ، ونتيجة لذلك يتم إنشاء حالة لتشكيل مجال مغناطيسي دوار.

إذا كان الجزء الثابت يحتوي على ملف واحد فقط ، فإن مصدر الطاقة أحادي الطور المتصل به سيؤدي إلى مجال مغناطيسي نابض. سيظهر تيار متردد في لف الدوار قصير الدائرة. سوف يتسبب في ظهور تدفقها المغناطيسي. ستكون نتيجة القوتين المشكَّلتين مساوية للصفر. لذلك ، لبدء تشغيل المحرك بهذا التصميم ، يلزم دفع إضافي. يمكنك إنشائه عن طريق توصيل دائرة بدء مكثف.

قم بتوصيل المحرك بدائرة أحادية الطور

يمكن للمحرك الكهربائي المصنوع للعمل من مصدر طاقة ثلاثي الطور أن يعمل أيضًا من شبكة منزلية أحادية الطور ، لكن خصائصه ، مثل الكفاءة وعامل الطاقة ، ستنخفض بشكل كبير. بالإضافة إلى ذلك ، ستنخفض الطاقة وأداء التشغيل.

إذا كنت لا تستطيع الاستغناء عن الاتصال ، فأنت بحاجة إلى تجميع دائرة من ثلاث لفات الجزء الثابت ، حيث سيكون هناك اثنان منهم فقط. واحد يعمل والآخر يبدأ. على سبيل المثال ، هناك ثلاث ملفات ذات بدايات C1 و C2 و C3 وتنتهي C4 و C5 و C6 على التوالي. لإنشاء أول لف للمحرك (العامل) ، نقوم بدمج نهايات C5 و C6 ، وربط بداياتهما C3 و C2 بمصدر تيار أحادي الطور ، على سبيل المثال ، شبكة منزلية بجهد 220 فولت. سيتم تنفيذ دور الملف الثاني ، بدء التشغيل ، بواسطة ملف بدء التشغيل المتبقي غير المستخدم. وهو متصل بمصدر الطاقة من خلال مكثف متصل به على التوالي.

معلمات المحرك غير المتزامن

عند اختيار هذه الآلات ، وكذلك أثناء تشغيلها الإضافي ، من الضروري مراعاة خصائص المحرك غير المتزامن. إنها طاقة - هذه هي الكفاءة ، عامل القدرة. من المهم النظر في المؤشرات الميكانيكية. العامل الرئيسي هو العلاقة بين سرعة دوران العمود والقوة العاملة المطبقة عليه. هناك أيضا خصائص البداية. يحددون عزم البداية ، الحد الأدنى والأقصى ونسبتهم. من المهم أيضًا معرفة تيار البداية للمحرك التعريفي. من أجل الاستخدام الأكثر كفاءة للمحرك ، يجب مراعاة كل هذه المعلمات.

لا يمكن تجاهل قضية الحفاظ على الطاقة. في الآونة الأخيرة ، لا يتم النظر إليه فقط من وجهة نظر خفض تكاليف التشغيل. تقلل كفاءة المحركات الكهربائية من مستوى المشاكل البيئية المرتبطة بإنتاج الكهرباء.

يواجه المصنعون باستمرار مهمة تطوير وإنتاج محركات موفرة للطاقة ، وزيادة عمر الخدمة ، وتقليل مستوى الضوضاء.

من الممكن تحسين مؤشرات توفير الطاقة عن طريق تقليل الخسائر أثناء التشغيل. ويعتمدون بشكل مباشر على درجة حرارة تشغيل الجهاز. بالإضافة إلى ذلك ، فإن تحسين هذه الخاصية سيؤدي حتمًا إلى زيادة عمر المحرك.

من الممكن تقليل درجة حرارة اللفات باستخدام منفاخ خارجي مركب على ساق عمود الدوار. لكن هذا يؤدي إلى زيادة حتمية في الضوضاء الصادرة عن المحرك أثناء التشغيل. هذا المؤشر ملحوظ بشكل خاص عند سرعة الدوار العالية.

وبالتالي ، يمكن ملاحظة أن المحرك غير المتزامن له عيب واحد مهم. إنه غير قادر على الحفاظ على سرعة عمود دوران ثابتة في ظل الأحمال المتزايدة. لكن مثل هذا المحرك له مزايا عديدة مقارنة بعينات المحركات الكهربائية ذات التصميمات الأخرى.

أولا ، لديها تصميم متين. لا يسبب تشغيل المحرك غير المتزامن أي صعوبات عند استخدامه.

ثانيًا ، المحرك غير المتزامن اقتصادي في الإنتاج والتشغيل.

ثالثًا ، هذه الآلة عالمية. من الممكن استخدامه في أي أجهزة لا تتطلب صيانة دقيقة لسرعة عمود المحرك.

رابعًا ، هناك طلب أيضًا على محرك بمبدأ تشغيل غير متزامن في الحياة اليومية ، حيث يتلقى الطاقة من مرحلة واحدة فقط.

المحرك الكهربائي هو محول خاص. هذه آلة يتم فيها تحويل الطاقة الكهربائية وتحويلها إلى طاقة ميكانيكية. يعتمد مبدأ تشغيل المحرك على الحث الكهرومغناطيسي. هناك أيضًا محركات إلكتروستاتيكية. من الممكن استخدام المحركات على مبادئ أخرى لتحويل الكهرباء أثناء الحركة دون أي إضافات خاصة. لكن قلة من الناس يعرفون كيف يعمل المحرك الكهربائي وكيف يعمل.

مبدأ تشغيل الجهاز

يحتوي محرك التيار المتردد على أجزاء ثابتة ومتحركة. أولها ما يلي:

• الجزء الثابت.
• اداة الحث.

يجد الجزء الثابت تطبيقًا للآلات نوع متزامن وغير متزامن. يتم استخدام المحرِّض في آلات التيار المستمر. يتكون الجزء المتحرك من الدوار وحديد التسليح. الأول يستخدم للأجهزة المتزامنة وغير المتزامنة ، بينما يتم استخدام المحرك للمعدات ذات المؤشرات الثابتة. تكمن وظيفة المحرِّض في المحركات ذات القدرة الصغيرة. غالبًا ما يتم استخدام المغناطيس الدائم هنا.

عند الحديث عن كيفية ترتيب المحرك الكهربائي ، من الضروري تحديد فئة المعدات التي ينتمي إليها طراز معين. في تصميم محرك غير متزامن يكون الدوار:

• قصر الدائرة
• المرحلة ، أي مع لف.

يتم استخدام النوع الأخير إذا كان مطلوبًا لتقليل تيار البدء و اضبط السرعةمحرك كهربائي غير متزامن. عادة ما نتحدث عن محركات الرافعة ، التي يشيع استخدامها في تركيبات الرافعات.

الرافعة قابلة للتنقل وتستخدم في آلات التيار المستمر. يمكن أن يكون مولدًا أو محركًا ، وكذلك محركًا عالميًا ، يعمل على نفس المبدأ. يتم استخدامه في الأدوات الكهربائية. في الواقع ، المحرك العام هو نفس محرك الأداء الثابت الذي تحدث فيه الإثارة المتسلسلة. الاختلاف يتعلق فقط حسابات متعرجة. لا يوجد تفاعل هنا. يحدث:

• بالسعة.
• استقرائية.

هذا هو السبب في أن أي أداة كهربائية ، إذا تمت إزالة الوحدة الإلكترونية منها ، ستكون قادرة على العمل على التيار المباشر. لكن في الوقت نفسه ، سيكون الجهد في الشبكة أقل. يتم تحديد مبدأ تشغيل المحرك الكهربائي وفقًا للمكونات التي يتكون منها والغرض المقصود منه.

تشغيل محرك غير متزامن ثلاثي الأطوار

أثناء الاتصال بالشبكة ، يتم تشكيل مجال مغناطيسي دوار. يتم ملاحظته في الجزء الثابت ويخترق من خلال لف الدوار قصير الدائرة. يذهب إلى الحث. بعد ذلك ، وفقًا لقانون أمبير ، يبدأ الدوار في الدوران. يعتمد تواتر حركة هذا العنصر على تواتر جهد الإمداد وعدد الأقطاب المغناطيسية المعروضة في أزواج.

يتم التعبير عن الفرق بين سرعة الجزء المتحرك والمجال المغناطيسي للجزء الثابت في صورة انزلاق. محرك يسمى غير متزامن، لأن تواتر دوران المجال المغناطيسي فيه يتوافق مع تواتر دوران الجزء المتحرك. المحرك المتزامن له اختلافات في التصميم. يتم استكمال الجزء المتحرك بمغناطيس دائم أو مغناطيس كهربائي. يحتوي على عناصر مثل قفص السنجاب للإطلاق والمغناطيس الدائم. يمكن للمغناطيسات الكهربائية أيضًا أن تلعب دورها.

في المحرك غير المتزامن ، تتطابق سرعة دوران الحقل المغناطيسي للجزء الثابت مع سرعة الدوار. للتشغيل ، يتم استخدام محركات كهربائية غير متزامنة من النوع الإضافي أو دوار مع لف قفص السنجاب. تمكنت المحركات غير المتزامنة من العثور على تطبيقات واسعة في جميع المجالات التقنية.

هذا ينطبق بشكل خاص على المحركات ثلاثية الطور ، والتي تتميز بالبساطة في التصميم. فهي ليست ميسورة التكلفة فحسب ، بل إنها أيضًا أكثر موثوقية من تلك الكهربائية. إنها لا تتطلب أي صيانة تقريبًا. يرجع الاسم غير المتزامن المخصص لهم إلى الدوران غير المتزامن للدوار في مثل هذا المحرك. في حالة عدم وجود شبكة ثلاثية الطور ، يمكن توصيل هذا المحرك بشبكة تيار أحادية الطور.

يحتوي الجزء الثابت للمحرك الكهربائي غير المتزامن على حزمة. تحتوي على صفائح فولاذية كهربائية مطلية بسمك 0.5 مم. لديهم أخاديد حيث يتم وضع اللف. ترتبط المراحل الثلاث لللف ببعضها البعض بواسطة مثلث أو نجمة ، والتي يتم إزاحتها مكانيًا بمقدار 120 درجة.

إذا كنا نتحدث عن دوار محرك كهربائي ، حيث توجد حلقات انزلاقية في الأخاديد ، فهناك موقف مشابه لملف الجزء الثابت. هذا صحيح إذا تم تشغيله بواسطة نجمة أو كانت النهايات الأولية للمراحل متصلة بثلاث حلقات اتصال مثبتة على العمود. عند تشغيل المحرك ، يمكنك توصيل ريوستات بمراحل اللف للتحكم في السرعة. بعد عملية تشغيل ناجحة ، تكون حلقات الانزلاق قصيرة الدائرة ، وبالتالي يؤدي ملف الدوار نفس الوظائف كما في حالة المنتج ذي الدائرة القصيرة.

التصنيف الحديث

وفقًا لمبدأ توليد عزم الدوران ، يتم تقسيم المحركات الكهربائية إلى كهرومغناطيسية وتباطؤ. تختلف المجموعة الأخيرة في أن العزم هنا يتكون بسبب التباطؤ عندما يكون الجزء المتحرك ممغنطًا بشكل مفرط. لا تعتبر هذه المحركات كلاسيكية وليست شائعة جدًا في الصناعة. الأكثر انتشارًا هي التعديلات المغناطيسية الكهربية ، والتي تنقسم إلى مجموعتين كبيرتين ، وفقًا للطاقة المستهلكة. هذه هي محركات AC و DC. هناك أيضًا نماذج عالمية يمكن تشغيلها بواسطة كلا النوعين من التيار الكهربائي.

دلائل الميزات

سيكون من الصحيح استدعاء هذه الأجهزة الكهربائية غير الطورية. هذا لأن المراحل تتحول هنا مباشرة في المحرك. نتيجة لذلك ، يتم تشغيل المحرك بأنواع التيار المباشر والمتغير ، بنفس النجاح. هذه المجموعة مقسمة حسب طريقة تبديل المراحل ووجود التغذية الراجعة. هم صمام ومتشعب.

بالنسبة لنوع الإثارة ، تنقسم محركات التجميع إلى نماذج ذاتية الإثارة ، محركات ذات إثارة مستقلة من مغناطيس دائم ومغناطيس كهربائي. النوع الأول ، بدوره ، يصنف إلى محركات ذات إثارة متسلسلة ومتوازية ومختلطة.

تعمل المنتجات الخالية من الفرشاة أو الصمامات بالكهرباء. في نفوسهم ، يحدث تبديل الطور من خلال وحدة كهربائية خاصة تسمى العاكس. يمكن تجهيز هذه العملية بملاحظات عند استخدام مستشعر موضع الدوار أو بدون تغذية مرتدة. يمكن وضع مثل هذا الجهاز في الواقع كنظير لجهاز غير متزامن.

وحدات التيار النابض

هذا المحرك كهربائي ، ويتم تشغيله بواسطة تيار كهربائي نابض. تشبه ميزات تصميمه تلك الخاصة بأجهزة التيار المستمر. الاختلافات الهيكلية من المحرك مع الأداء المستمر في وجود إدخالات مغلفة لتصحيح التيار المتردد. يتم استخدامه في القاطرات الكهربائية ذات التركيبات الخاصة. السمة المميزة هي وجود لف تعويض وعدد كبير من أزواج القطب.

تعديلات التيار المتردد

المحرك عبارة عن جهاز يعمل بالتيار المتردد. هذه الوحدات غير متزامنة ومتزامنة. الفرق هو أنه في الآلات غير المتزامنة ، تتحرك القوة الدافعة المغناطيسية للجزء الثابت بسرعة دوران الدوار. في المعدات غير المتزامنة ، يوجد دائمًا فرق بين سرعة دوران المجال المغناطيسي والدوار.

يتم تشغيل المحرك الكهربائي المتزامن بالتيار المتردد. يدور الدوار هنا وفقًا لحركة المجال المغناطيسي لجهد الإمداد. تنقسم المحركات الكهربائية المتزامنة إلى تعديلات بملفات الإثارة ، بمغناطيس دائم ، بالإضافة إلى تعديلات تفاعلية ، تباطؤ ، خطوة ، أنواع تفاعلية هجينة.

هناك أيضًا ما يسمى بنوع التباطؤ التفاعلي. يتم أيضًا إنتاج نماذج مع وحدات خطوة. هنا ، يتم تثبيت موضع معين للدوار عن طريق إمداد مناطق معينة من الملف بالطاقة. يتم تحقيق الانتقال إلى موضع آخر عن طريق إزالة الجهد من بعض اللفات ونقله إلى مناطق أخرى. النماذج التفاعلية للصمامات من النوع الكهربائي امدادات الطاقة من اللفات عن طريق عناصر أشباه الموصلات. الجهاز غير المتزامن له سرعة دوار تختلف عن تردد المجال المغناطيسي الدوار. يتم إنشاؤه بواسطة جهد الإمداد. هذه النماذج هي الأكثر استخدامًا حاليًا.

معدات تجميع عالمية

يمكن أن تعمل هذه الوحدة على التيار المتردد والمباشر. وهي مصنوعة من سلسلة لفات الإثارة بمعدلات طاقة تصل إلى 200 واط. الجزء الثابت مصنوع من الفولاذ الكهربائي الخاص. يتم تنفيذ ملف الإثارة عند مؤشر جهد ثابت كليًا وجزئيًا عند مؤشر متغير. الجهد المقدر للتيار المتردد هو 127 و 220 فولت ، ونفس مؤشرات المعلمة الثابتة هي 110 و 220 فولت ، وهي تستخدم في الأدوات الكهربائية والأجهزة المنزلية.

تعتمد كيفية عمل المحرك الكهربائي على انتمائه إلى نوع معين من المعدات. لا تسمح تعديلات التيار المتردد المدعوم بشبكة صناعية تبلغ 50 هرتز بالحصول على سرعة تزيد عن 3000 دورة في الدقيقة. هذا هو السبب في استخدام محرك تجميع من النوع الكهربائي للحصول على ترددات كبيرة. كما أنه أخف وأصغر من الأجهزة ذات المعدل المتغير ذات الطاقة المماثلة.

في علاقتها ، يتم استخدام آليات نقل خاصة تقوم بتحويل المعلمات الحركية للآلية إلى معايير مقبولة. عند استخدام محولات التردد وبوجود شبكة تردد متزايدة ، تكون محركات التيار المتردد أخف وزناً وأقل منتجات مجمعة.

إن مورد النماذج غير المتزامنة ذات المؤشرات المتغيرة أعلى بكثير من موارد النماذج المجمعة. يتم تحديده من خلال حالة المحامل وخصائص عزل اللف.

يعتبر المحرك المتزامن ، الذي يحتوي على مستشعر موضع دوار وعاكس ، نظيرًا إلكترونيًا لمحرك تجميع التيار المستمر. في الواقع ، إنه محرك كهربائي جامع مع لفات الجزء الثابت المتصلة في سلسلة. تم تحسينها بشكل مثالي للعمل مع مصدر الطاقة المنزلي. مثل هذا النموذج ، بغض النظر عن قطبية الجهد ، يمكن تدويره في اتجاه واحد ، لأن التوصيل المتسلسل للملفات والدوار يضمن تغيير الأقطاب من المجالات المغناطيسية. وفقًا لذلك ، تظل النتيجة موجهة في اتجاه واحد.

الجزء الثابت المغناطيسي للمواد الناعمة مناسب لتشغيل التيار المتردد. هذا ممكن إذا كانت المقاومة في انعكاس المغنطة غير مهمة. لتقليل خسائر تيار الدوامة ، فإن الجزء الثابت مصنوع من صفائح معزولة. اتضح أن يتم تعيينه. ميزتها هي أن التيار المستهلك محدود بسبب المقاومة الاستقرائية لللفات. وفقًا لذلك ، يتم تقدير عزم دوران المحرك على أنه الحد الأقصى ويتراوح من 3 إلى 5. لتقريب المحركات ذات الأغراض العامة من الخصائص الميكانيكية ، يتم استخدام اللفات المقطعية. لديهم استنتاجات منفصلة.

يشار إلى أنه بالنسبة لحركة بعض أنواع البكتيريا ، يتم استخدام محرك كهربائي من عدة جزيئات بروتينية. إنه قادر على تحويل طاقة التيار الكهربائي في شكل حركة البروتونات في دوران السوط.

يعمل النموذج الترددي المتزامن بطريقة يتم فيها تجهيز الجزء المتحرك من الجهاز بمغناطيس دائم. تم تثبيتها على الستارة. عن طريق العناصر الثابتة ، تتأثر المغناطيسات الدائمة بمجال مغناطيسي وتقوم بحركة القضيب بطريقة تبادلية.

المحرك الكهربائي هو جهاز مبدأ تشغيله هو تحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية. يتم استخدام هذا التحول لإطلاق جميع أنواع المعدات ، من أبسط معدات العمل إلى السيارات. ومع ذلك ، مع كل فائدة وإنتاجية تحويل الطاقة هذا ، فإن هذه الخاصية لها تأثير جانبي صغير ، والذي يتجلى في زيادة إطلاق الحرارة. هذا هو السبب في أن المحركات الكهربائية مزودة بمعدات إضافية يمكنها تبريدها والسماح لها بالعمل بسلاسة.

مبدأ تشغيل المحرك الكهربائي - العناصر الوظيفية الرئيسية

يتكون أي محرك كهربائي من عنصرين رئيسيين ، أحدهما ثابت ، ويسمى هذا العنصر الجزء الثابت. العنصر الثاني متحرك ، وهذا الجزء من المحرك يسمى الدوار. يمكن صنع دوار المحرك الكهربائي في نسختين ، أي أنه يمكن أن يكون قصير الدائرة وملف. على الرغم من أن النوع الأخير نادر جدًا اليوم ، حيث أن الأجهزة مثل.

يعتمد مبدأ تشغيل المحرك الكهربائي على مراحل العمل التالية. أثناء التضمين في الشبكة ، يبدأ المجال المغناطيسي الناتج في الدوران في الجزء الثابت. إنه يعمل على لف الجزء الثابت ، حيث ينشأ تيار من نوع الحث. وفقًا لقانون أمبير ، يبدأ التيار في العمل على الجزء المتحرك ، والذي ، بموجب هذا الإجراء ، يبدأ دورانه. بشكل مباشر ، تعتمد سرعة الجزء المتحرك بشكل مباشر على قوة العمل التي ينشأ عنها التيار ، وكذلك على عدد الأقطاب التي تحدث.

مبدأ تشغيل المحرك الكهربائي - أصناف وأنواع

حتى الآن ، الأكثر شيوعًا هي المحركات ذات النوع الكهرومغناطيسي. هناك نوع آخر من المحركات الكهربائية يسمى التباطؤ ، لكنها ليست شائعة. يمكن تقسيم النوع الأول من المحركات الكهربائية ، وهو النوع الكهرومغناطيسي ، إلى نوعين فرعيين آخرين ، وهما محركات التيار المستمر ومحركات التيار المتردد.

النوع الأول من المحركات ينفذ عمله من التيار المباشر ، وتستخدم هذه الأنواع من المحركات الكهربائية عندما يصبح من الضروري ضبط السرعات. يتم إجراء هذه التعديلات عن طريق تغيير الجهد في المحرك. ومع ذلك ، يوجد الآن مجموعة كبيرة من محولات التردد المختلفة ، لذلك أصبحت هذه المحركات أقل استخدامًا.

تعمل محركات التيار المتردد ، على التوالي ، عن طريق عمل من نوع التيار المتردد. كما أن لها تصنيفها الخاص ، وتنقسم المحركات إلى متزامنة وغير متزامنة. الفرق الرئيسي بينهما هو الاختلاف في دوران العناصر الضرورية ؛ في نفس الوقت ، يتحرك التوافقي الدافع للمغناطيسات بنفس سرعة الدوار. على العكس من ذلك ، ينشأ التيار بسبب الاختلاف في سرعات حركة العناصر المغناطيسية والدوار.

نظرًا لخصائصها الفريدة ومبادئ التشغيل ، أصبحت المحركات الكهربائية أكثر شيوعًا اليوم من محركات الاحتراق الداخلي ، على سبيل المثال ، نظرًا لأن لها عددًا من المزايا عليها. لذا فإن كفاءة المحركات الكهربائية عالية جدًا ويمكن أن تصل إلى ما يقرب من 98٪. أيضًا ، تتميز المحركات الكهربائية بجودة عالية وعمر تشغيل طويل جدًا ، ولا تصدر الكثير من الضوضاء ، وعمليًا لا تهتز أثناء التشغيل. الميزة الكبرى لهذا النوع من المحركات أنه لا يحتاج إلى وقود ونتيجة لذلك لا ينبعث منه أي ملوثات في الغلاف الجوي. بالإضافة إلى ذلك ، فإن استخدامها أكثر اقتصادا من محركات الاحتراق الداخلي.