ما هي أنواع المحركات الكهربائية وكيف تختلف

كيف تعمل المحركات

يتكون مبدأ تشغيل جميع أنواع المحركات الكهربائية من تفاعل المجالات المغناطيسية للدوار والجزء الثابت. في هذه الحالة ، يمكن إنشاء المجال المغناطيسي بواسطة مغناطيسي ثابت أو لف (مغناطيس كهربائي).

اعتمادًا على قوة ونوع المحرك ، لا يمكن وضع الملفات إلا على الجزء الثابت أو على الجزء الثابت وعلى الدوار. دعونا نحاول شرح الجهاز ومبدأ تشغيل الدمى في الكهرباء.

بادئ ذي بدء ، نعتبر تصميم محركات التجميع. على سبيل المثال ، في المحركات الصغيرة لتجميع التيار المستمر ، كما هو الحال في النماذج الراديوية ، توجد مغناطيس دائم على الجزء الثابت ، ويتم لف ملفات الأسلاك النحاسية في الدوار. يتم توفير التيار إلى لفائف الدوار لمحرك كهربائي من خلال مجموعة فرشاة تتكون من فرش ومجمع. على المجمع توجد صفائح ، ترتبط بها أسلاك اللفات.

بعد تشغيل الطاقة ، يبدأ الدوار (المرساة) في الدوران ، ويتم تثبيت المجمع عليه ، وتلمس الفرش الثابتة بالتناوب أزواجًا مختلفة من صفائح التجميع. من خلال الفرش والرقائق ، يتم توفير التيار إلى اللفات الدوارة إما إلى لف واحد أو إلى آخر ، وبالتالي إنشاء مجال مغناطيسي متغير يتفاعل مع المجال المغناطيسي. نتيجة لذلك ، يتم جذب أقطاب المغناطيسات الكهربائية الدوارة والثابتة ، وهذا هو السبب في حدوث الدوران.

إذا حذفت بعض الفروق الدقيقة ، فكلما زاد تيار الدوار ، زاد هذا الحقل وأسرع دوران الدوار. ومع ذلك ، هذا ينطبق بشكل رئيسي على آلات تجميع DC و AC (فهي عالمية).

إذا تحدثنا عن محرك غير متزامن (HELL) مع دوار قفص السنجاب - فهذا هو محرك كهربائي AC بدون فرش. توجد فيه اللفات على الجزء الثابت (أ) ، والدوار عبارة عن قضيب (ب) ، يتم إغلاقه قريبًا بالحلقات - ما يسمى قفص السنجاب.

في هذه الحالة ، يولد المجال المغناطيسي الدوار للجزء الثابت تيارًا في قضبان العضو الدوار ، والذي يظهر أيضًا مجال مغناطيسي آخر. وماذا يحدث عندما يوجد مغناطيسان قريبان؟

يتم صدهم أو جذبهم لبعضهم البعض. نظرًا لأن الدوار ثابت في نهايات المحامل ، فإن الدوار يبدأ في الدوران.AM مخصصة فقط للتيار المتردد ، وتعتمد سرعة دوران العمود على تردد التيار وعدد الأعمدة في اللفات الثابتة ، وسنناقش هذه المشكلة بمزيد من التفاصيل في المقالة حول المحركات غير المتزامنة.

ولكن لبدء دوران عمود هذا المحرك ، من المهم إما دفعه (لإعطاء السرعة الأولية) ، أو لإنشاء مجال مغناطيسي دوار. يتم إنشاؤه باستخدام اللفات مرتبة بطريقة معينة ، متصلة بشبكة إمدادات طاقة ثلاثية الطور (على سبيل المثال ، 380 فولت) ، أو باستخدام مكثفات بدء التشغيل والعمل (في ما يسمى بمحركات الحث المكثف).

بالإضافة إلى تفاعل المجالات المغناطيسية في دوران رمح المحرك و قوة امبير.

لذلك ، عليك أن تفهم أن اللحظة على عمود المحرك المجرد وعدد الثورات تعتمد على تصميم ونوع الآلة الكهربائية ، وكذلك على قوة التيار وتردده. أكرر أنه في هذه المقالة لن ندخل في تفاصيل حول ميزات الأجهزة لكل نوع من أنواع المحركات الكهربائية وأنواعها ، ولكننا سنصنع مقالات منفصلة لهذا الغرض.

وتجدر الإشارة إلى أن محركات التجميع غير المتزامنة والعالمية هي الأكثر شيوعًا في الحياة اليومية والإنتاج ، في محركات مركبات البناء. يتم استخدامها في كل مكان ، سواء لحركة الآليات الصناعية أو للسيارات والمركبات الكهربائية واستخدامها في الأجهزة المنزلية ، حتى فرشاة الأسنان الكهربائية.

التصنيف الرئيسي

لذلك ، تنقسم المحركات الكهربائية بشكل رئيسي إلى آلات تعمل على التيار المباشر ، وكذلك على التيار المتناوب. ما الفرق بين التيار المتناوب والتيار المباشر ، قلنا في المقالة: https://arm.electricianexp.com/chem-otlichaetsya-peremennyj-tok-ot-postoyannogo.html. سننظر في أنواع المحركات الكهربائية من الآلات التي تعمل من فترة استراحة.

محركات AC

معظم الآلات الكهربائية المستخدمة في الإنتاج وفي الحياة اليومية ، لتشغيل المصاعد ، في أنواع أخرى من المحركات الكهربائية تعمل من التيار المتردد.

يمكن تصنيف محركات التيار المتردد على النحو التالي:

• غير متزامن؛
• متزامن.

في هذه الحالة ، تتميز المحركات الحثية إما بتصميم الدوار:

• دوار قفص السنجاب (الأكثر شيوعًا مع أي عدد من المراحل) ؛
• مع الدوار الطوري (ثلاث مراحل فقط).

وعدد المراحل:

• يتم استخدام مرحلة واحدة (مع مكثف بدء) في المراوح الكهربائية المنزلية والأجهزة الأخرى منخفضة الطاقة ؛
• مكثف أو ثنائي الطور (هو أحادي الطور مع مكثف لا يتوقف أثناء التشغيل ، ونتيجة لذلك يتم إنشاء مرحلة "ثانية") في مضخات صغيرة ، والتهوية ، على غسالات من النوع "الرضيع" ونماذج قديمة مصنوعة في اتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية ؛
• ثلاث مراحل هي الأكثر شيوعا وتستخدم في كل مكان في الإنتاج.

هناك تصميمات مختلفة لضغط الدم أحادي الطور ، وتظهر القائمة خيارين رئيسيين!

ميزة جميع المحركات الكهربائية غير المتزامنة هي أن سرعة الدوار أقل قليلاً من سرعة دوران المجال المغناطيسي الثابت وهي تساوي:

حيث n هو عدد الدورات في الدقيقة ، و f هو تردد شبكة التوريد ، و p هو عدد أزواج القطب ، و s هو زلة ، و "60" ثانية في الدقيقة.

وبالتالي ، يتم تحديد سرعة الدوار من خلال تردد شبكة الإمداد ، وتصميم اللفات ، أو بالأحرى عدد أزواج الأعمدة (الملفات) فيها وحجم الانزلاق.

الانزلاق هو قيمة تميز إلى أي مدى تقل سرعة الدوار بالنسبة لتردد المجال المغناطيسي الدوار. في ظل ظروف التشغيل العادية يقع في نطاق 0.01-0.06. بعبارات بسيطة ، يدور الحقل في الجزء الثابت مع زوج واحد من الأعمدة بسرعة:

60 * 50/1 = 3000 دورة في الدقيقة

مع زوجين - 1500 دورة في الدقيقة ، وثلاثة أزواج - 1000 دورة في الدقيقة.

عند الانزلاق ، على سبيل المثال ، عند 0.05 ، ستكون سرعة الدوار تساوي:

3000 * (1-0.05) = 2850 دورة في الدقيقة

لضبط سرعة استخدام هذه المحركات محولات التردد، حيث لا يمكننا التأثير على المتغيرات الأخرى للصيغة أعلاه.

الأكثر شيوعًا هي المحركات غير المتزامنة بجهد إمداد 220 فولت لتوصيل اللفات وفقًا لدائرة المثلث و 380 فولت وفقًا للدائرة النجمية.

إذا تم إنشاء حقل الجزء الثابت الدوار في آلة كهربائية ثلاثية الطور من خلال موقع اللفات وتحول الطور في الشبكة بمقدار 120 درجة مئوية ، فإن هذا التأثير لا يلاحظ في تلك المرحلة الواحدة. سيتم تدوير العمود إذا قمت بتعيينه على الدوران الأولي عن طريق تدوير العمود يدويًا أو عن طريق تثبيت مكثف إزاحة الطور ، مما سيخلق تحولًا طوريًا عند لف البداية.

يتم ترتيب محركات المكثفات ثنائية الطور بطريقة مماثلة ، لكن اللف الثاني لا يتوقف بعد البدء ، ولكنه يستمر في العمل من خلال مكثف. لذلك ، يشير اسم "ثنائي الطور" بدلاً من ذلك إلى مخطط الرسم البياني والأسلاك ، بدلاً من دوائر الطاقة. تم تصميم كل من المرحلتين والمرحلة الواحدة للعمل على شبكة 220 فولت.

غالبًا ما يتم تنفيذ المحركات الكهربائية المتزامنة (LEDs) تقريبًا مع إثارة متعرجة في المحرك ، ويتم نقل تيار الإثارة إليها إما من خلال مجموعة الفرشاة أو بواسطة نظام كهرومغناطيسي.

يعد ذلك ضروريًا حتى يدور عموده بتردد يتزامن مع تردد دوران حقل الجزء الثابت. أي أنه لا توجد معلمة مثل الانزلاق في هذه الحالة.

يتم توفير تيار الإثارة من أنظمة إثارة خاصة ، مثل "محرك المولد" أو المحولات الإلكترونية على الثايرستور أو الترانزستورات. الأكثر شيوعًا في الشركات المحلية هي أجهزة مثل VTE و TVU وما إلى ذلك.

لا يوجد دائمًا لف مجال وفرش ، على سبيل المثال ، في فرن الميكروويف ، يتم استخدام محرك متزامن مغناطيسي دائم في محرك دوران اللوحة.

الآلات المتزامنة صريحة وضمنية. الاختلافات البصرية في تصميم الدوار ، في الواقع هناك اختلاف في خصائصها وأساليب الإنتاج والتصميم. من الناحية العملية ، من غير المحتمل أن يواجههم كهربائي كهربائي منزلي عادي.

يبقى أن نقول الشيء الرئيسي عن محركات التيار المتردد - من الصعب ضبط سرعة الدوران بسبب حقيقة أن سرعتها مرتبطة بالسرعة. يؤدي انخفاض الجهد (التيار) على الجزء الثابت أو الإثارة (للمزامنة وغير المتزامنة مع الدوار الطوري) إلى انخفاض في عزم الدوران وزيادة في قيمة الانزلاق (بالنسبة للجحيم) ، بينما يمكن أن يدور العمود ببطء أكثر. لتنظيم سرعة هذه المحركات ، تحتاج إلى محول تردد. حول كيفية اختيار chastotnik ، قلنا في المقالة: https://arm.electricianexp.com/vybor-chastotnogo-preobrazovatelya.html.

دي سي موتورز

تتوفر الأنواع والأنواع التالية من محركات التيار المستمر:

1. العاصمة فرشاة للسيارات تتكون من مغناطيس أو ملف إثارة وحديد ، يتم نقل التيار إلى لف حديد التسليح باستخدام مجموعة فرشاة ، والتي يكون عيبها تدريجيًا.
2. محركات جامع عالمي. وهي مشابهة لتلك السابقة ، ولكنها يمكن أن تعمل من التيار المباشر ومن التيار المتردد.
3. فرش أو فرش. يتكون من اللفات الساكنة ، يتم تثبيت مغناطيس دائم على الدوار. يتم توصيله بدائرة التيار المستمر من خلال وحدة تحكم خاصة تقوم بتبديل اللفات الثابتة.

يمكن تقسيم محركات التجميع إلى مجموعات وفقًا لنوع الإثارة:

• مع الإثارة الذاتية.
• بإثارة مستقلة.

وفقًا لنوع اتصال اللفات الميدانية ، يتم تمييزها على النحو التالي:

1. تسمح لك الإثارة المتتابعة بالحصول على لحظة عالية على العمود ، ولكن سرعة التباطؤ أيضًا عالية جدًا ويمكن أن تتسبب في تلف المحرك (سوف تتحول إلى ترس).
2. الإثارة الموازية - في هذه الحالة ، تكون الثورات أكثر استقرارًا ولا تتغير تحت الحمل ، لكن عزم الدوران على العمود أقل.
3. تجمع الإثارة المختلطة بين مزايا النوعين.

في DCTs المجمعة منخفضة الطاقة ، يتم تنظيم الإثارة في الغالب بمساعدة المغناطيس الدائم.

مع الإثارة المستقلة في المحرك الكهربائي المجمع ، لا ترتبط اللفات الساكنة والدوار ببعضها البعض ، ولكن في جوهرها يتم تشغيلها من مصادر مختلفة.وبالتالي ، من الممكن تنظيم تعديل اللحظة أو السرعة ، بالإضافة إلى تحقيق كفاءة طاقة أكبر.

اعتمادًا على التصميم ، يمكن أن يعمل مثل هذا المحرك الكهربائي إما من التيار المباشر فقط ، أو من العمل بالتناوب والثابت. في الحالة الثانية ، يطلق عليهم "محرك المبدل العالمي". وهي منتشرة في الحياة اليومية ، وتستخدم في أدوات المطبخ والأدوات الكهربائية (المطاحن ، والمثاقب ، وما إلى ذلك).

تفتقر المحركات الخالية من الفرشاة إلى العيوب المتأصلة في المبدل بسبب عدم وجود مجموعة فرشاة. يتم توفير التيار إلى اللفات الثابتة الثلاثة ، ويتم تبديل اللفات باستخدام وحدة التحكم. في الواقع ، يتم تشغيل DCTs بدون فرش عن طريق تحويل التيار المتناوب. يمكنك معرفة كيفية عمل هذه المحركات من خلال مشاهدة الفيديو التالي:

وهي متشابهة في التصميم مع المحركات المتزامنة ، باستثناء استخدام المغناطيس الدائم ، وليس المغناطيس الكهربائي. لتدوير هذا المحرك وزيادة كفاءته ، يتم استخدام مستشعرات Hall لتحديد موضع العمود وتبديل اللفات بشكل صحيح.

غالبًا ما يطلق عليها محركات الصمامات ، وفي المصادر الإنجليزية ، تسمى هذه المحركات ، اعتمادًا على التصميم ، PWSM أو BLDC.

يتم استخدامها في مبردات الكمبيوتر ، كمحرك للطرازات التي يتم التحكم فيها عن طريق الراديو ، مثل quadrocopters ، وكذلك في عجلة محرك للدراجة.

تصنيف إضافي

بالإضافة إلى المحركات التي تمت مناقشتها أعلاه ، يجب أن يقال عن أنواع أخرى ، مثل:

• يخطو
• الماكينات
• خطي
• تموج المحركات الحالية (على غرار محرك DC ، والفرق هو أن الطاقة يتم توفيرها بواسطة تيار تموج معدل).

يتم استخدام محركات ومضاعفات السائر حيث تحتاج إلى وضع عقدة بعض الآلية. أبسط مثال هو CNC ، وطابعة ثلاثية الأبعاد ، والمزيد. أيضا ، بمساعدة "shagovikov" تتحكم في بعض الأحيان في موضع خنق السيارة - وهذا ليس سوى جزء صغير من تطبيقها.

وصف وظائف وميزات هذه الأنواع من المحركات الكهربائية هو موضوع لمقال منفصل. إذا كنت مهتمًا ، فاكتب تعليقات وسننشره!

المحرك الخطي ، على عكس كل ما سبق ، فإن حركة عمودها ليست دورانية ، ولكنها متعدية. أي أنها لا تدور ، ولكنها تتحرك "ذهابًا وإيابًا". هم مختلفون:

• AC يعتمد على مبدأ التشغيل المماثل للمحركات المتزامنة وغير المتزامنة ؛
• التيار المباشر
• كهرضغطية
• محكم مغنطيسي.

من الناحية العملية ، فهي نادرة ، يتم استخدامها كمحرك لخط سكة حديدية أحادية ، لتغذية الجسم العامل في آلات مختلفة.

ومع ذلك ، تم اختيار التصنيف الوارد في المقالة من وجهة نظر عملية ، بينما في الأدبيات يقترح تقسيم المحرك الكهربائي وفقًا للمعايير التالية.

وفقًا لخصائص العزم الناتج:

• هستيري.
• كهرومغناطيسي.

يعتمد خيار التصنيف التالي على الاختلافات في التصميم وميزات تصميمها.

حسب نوع وموقع العمود:

• مع ترتيب أفقي للعمود ؛
• مع وضع رمح عمودي.

الحماية من الإجراءات البيئية:

• محمية من الرطوبة العالية والغبار.
• للعمل في غرف متفجرة.

حسب مدة وضع التشغيل:

• متقطع (الروافع والرافعات ومحركات صمام البوابة) ؛
• للتشغيل المستمر (مضخات ، تهوية ، إلخ).

من خلال القوة ، يمكنك أيضًا تمييز السيارات ذات الطاقة الصغيرة والمتوسطة والعالية. ومع ذلك ، ليس من المنطقي وضع حدود لهذه السعات ، حيث أن ما يقرب من 6 ميجاوات هو متوسط ​​القوة ، وفي مكان ما حوالي 1 كيلو واط هو عدد ضخم.

من المستحيل فحص جميع الأنواع ضمن مقال واحد بالتفصيل ، لذلك سننظر في كل نسخة على حدة.نأمل أن يساعدك التصنيف المقدم لفترة وجيزة على فهم أنواع محركات DC و AC ، وما هي اختلافاتها وميزات التطبيق!

المواد ذات الصلة:

• كيفية الحصول على التيار الكهربائي المتناوب
• أنواع مثبتات الجهد
• كيفية صنع محرك كهربائي بسيط بيديك