دراسة معمل محرك DC الكهربائي. نحن نفهم مبادئ تشغيل المحركات الكهربائية: مزايا وعيوب الأنواع المختلفة. كيف يعمل المحرك الكهربائي
لدراسة الجهاز ، مبدأ التشغيل ، خصائص محرك التيار المستمر ؛
اكتساب المهارات العملية في بدء تشغيل محرك كهربائي يعمل بالتيار المستمر وتشغيله وإيقافه ؛
التحقيق تجريبيًا في المعلومات النظرية حول خصائص محرك التيار المستمر.
الأحكام النظرية الأساسية
المحرك الكهربائي DC عبارة عن آلة كهربائية مصممة لتحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية.
لا يختلف جهاز محرك التيار المستمر عن مولد التيار المستمر. هذا الظرف يجعل الآلات الكهربائية ذات التيار المستمر قابلة للعكس ، أي أنها تسمح باستخدامها في كل من أوضاع المولدات والمحركات. من الناحية الهيكلية ، يحتوي محرك DC على عناصر ثابتة ومتحركة ، موضحة في الشكل. واحد.
الجزء الثابت - الجزء الثابت 1 (الإطار) مصنوع من الفولاذ المصبوب ، ويتكون من أعمدة رئيسية 2 و 3 إضافية مع ملفات مثيرة 4 و 5 وفرشاة اجتياز بالفرش. يؤدي الجزء الثابت وظيفة الدائرة المغناطيسية. بمساعدة القطبين الرئيسيين ، يتم إنشاء مجال مغناطيسي ثابت في الزمن وغير متحرك في الفضاء. يتم وضع أعمدة إضافية بين الأقطاب الرئيسية وتحسين ظروف التبديل.
الجزء المتحرك من محرك DC هو الدوار 6 (المحرك) ، والذي يتم وضعه على عمود دوار. يلعب المحرك أيضًا دور الدائرة المغناطيسية. وهي مصنوعة من صفائح رقيقة من الصلب الكهربائي ، معزولة كهربائيًا عن بعضها البعض ، تحتوي على نسبة عالية من السيليكون ، مما يقلل من فقد الطاقة. يتم ضغط اللفات 7 في أخاديد المحرك ، التي يتم توصيل أطرافها بألواح التجميع 8 ، الموضوعة على نفس عمود المحرك (انظر الشكل 1).
ضع في اعتبارك مبدأ تشغيل محرك التيار المستمر. يؤدي توصيل جهد ثابت بأطراف آلة كهربائية إلى حدوث متزامن في لفات الإثارة (الجزء الثابت) وفي ملفات المحرك الحالية (الشكل 2). نتيجة لتفاعل تيار المحرك مع التدفق المغناطيسي الناتج عن لف المجال ، تنشأ قوة في الجزء الثابت F، التي يحددها قانون أمبير . يتم تحديد اتجاه هذه القوة من خلال قاعدة اليد اليسرى (الشكل 2) ، والتي بموجبها يتم توجيهها بشكل عمودي على كل من التيار أنا(في ملف المحرك) ، وناقل الحث المغناطيسي الخامس(تم إنشاؤه بواسطة لف الإثارة). نتيجة لذلك ، يعمل زوج من القوى على الدوار (الشكل 2). تؤثر القوة على الجزء العلوي من الدوار إلى اليمين ، في الجزء السفلي - إلى اليسار. هذا الزوج من القوى يخلق عزم دوران ، والذي يتم من خلاله دفع المحرك إلى الدوران. اتضح أن حجم العزم الكهرومغناطيسي الصاعد يساوي
م = جم أناانا F,
أين معم - المعامل اعتمادًا على تصميم ملف المحرك وعدد أعمدة المحرك الكهربائي ؛ F- التدفق المغناطيسي لزوج واحد من الأقطاب الرئيسية للمحرك الكهربائي ؛ أناانا - تيار المحرك المحرك. على النحو التالي من التين. في الشكل 2 ، يكون دوران لفائف المحرك مصحوبًا بتغيير متزامن في القطبية على لوحات التجميع. يتغير اتجاه التيار في لفات ملف المحرك إلى الاتجاه المعاكس ، لكن التدفق المغناطيسي لملفات الإثارة يحتفظ بنفس الاتجاه ، مما يتسبب في بقاء اتجاه القوى دون تغيير. Fومن هنا عزم الدوران.
يؤدي دوران المحرك في مجال مغناطيسي إلى ظهور emf في لفه ، والذي يتم تحديد اتجاهه بالفعل بواسطة قاعدة اليد اليمنى. نتيجة لذلك ، للواحد الموضح في الشكل. 2 تكوينات للحقول والقوى في لف المحرك ، سيحدث تيار تحريضي ، موجه عكس التيار الرئيسي. لذلك ، تسمى EMF الناشئة بـ Counter-EMF. قيمتها
ه = معه لا,
أين ن- تواتر دوران المحرك الكهربائي ؛ مع e هو معامل يعتمد على العناصر الهيكلية للآلة. هذا EMF يحط من أداء المحرك.
يخلق التيار في المحرك مجالًا مغناطيسيًا يؤثر على المجال المغناطيسي للقطبين الرئيسيين (الجزء الثابت) ، وهو ما يسمى تفاعل المحرك. في وضع الخمول للجهاز ، يتم إنشاء المجال المغناطيسي فقط بواسطة الأقطاب الرئيسية. هذا المجال متماثل حول محاور هذه الأعمدة ومتحد معها. عند التوصيل بمحرك تحميل ، بسبب التيار في ملف المحرك ، يتم إنشاء مجال مغناطيسي - مجال المحرك. سيكون محور هذا الحقل عموديًا على محور القطبين الرئيسيين. نظرًا لأن التوزيع الحالي في موصلات المحرك يظل دون تغيير أثناء دوران المحرك ، يظل مجال المحرك ثابتًا في الفضاء. تعطي إضافة هذا المجال إلى مجال الأقطاب الرئيسية المجال الناتج ، والذي يتكشف من خلال زاوية ضد اتجاه دوران المحرك. نتيجة لذلك ، يتناقص عزم الدوران ، حيث يدخل جزء من الموصلات في منطقة القطب المعاكس ويخلق عزمًا للفرملة. في هذه الحالة ، شرارة الفرشاة وحرق المجمع ، ينشأ مجال إزالة المغناطيسية الطولي.
من أجل تقليل تأثير تفاعل المحرك على تشغيل الماكينة ، تم تضمين أعمدة إضافية فيها. ترتبط لفات هذه الأعمدة في سلسلة مع الملف الرئيسي للحديد ، ولكن التغيير في اتجاه اللف فيها يتسبب في ظهور مجال مغناطيسي موجه ضد المجال المغناطيسي للمحرك.
لتغيير اتجاه دوران محرك التيار المستمر ، من الضروري تغيير قطبية الجهد المقدم إلى المحرك أو الملف الميداني.
اعتمادًا على طريقة تشغيل ملف الإثارة ، تتميز محركات التيار المستمر بالإثارة المتوازية والمتسلسلة والمختلطة.
بالنسبة للمحركات ذات الإثارة المتوازية ، تم تصميم اللف للجهد الكامل لشبكة الإمداد ومتصل بالتوازي مع دائرة المحرك (الشكل 3).
يحتوي المحرك ذو الإثارة المتسلسلة على لف مجال متصل في سلسلة مع المحرك ، لذلك تم تصميم هذا اللف لتيار المحرك الكامل (الشكل 4).
تحتوي المحركات ذات الإثارة المختلطة على لفتين ، أحدهما متصل بالتوازي ، والآخر متصل في سلسلة مع عضو الإنتاج (الشكل 5).
أرز. 3 التين. 4
عند بدء تشغيل محركات التيار المستمر (بغض النظر عن طريقة الإثارة) عن طريق الاتصال المباشر بشبكة الإمداد ، تحدث تيارات انطلاق كبيرة ، مما قد يؤدي إلى فشلها. يحدث هذا نتيجة إطلاق كمية كبيرة من الحرارة في ملف المحرك والانتهاك اللاحق لعزلها. لذلك ، يتم بدء تشغيل محركات التيار المستمر بواسطة أجهزة بدء خاصة. في معظم الحالات ، لهذه الأغراض ، يتم استخدام أبسط جهاز بدء - ريوستات بدء. تظهر عملية بدء تشغيل محرك DC بمقاوم متغير متغير باستخدام مثال محرك DC مع الإثارة المتوازية.
بناءً على المعادلة التي تم تجميعها وفقًا لقانون كيرشوف الثاني للجانب الأيسر من الدائرة الكهربائية (انظر الشكل 3) ، تتم إزالة متغير البداية تمامًا ( صبدء = 0) ، المحرك الحالي
,
أين يو- الجهد الموفر للمحرك الكهربائي ؛ صأنا مقاومة لف المحرك.
في اللحظة الأولى لبدء تشغيل المحرك الكهربائي ، سرعة المحرك ن= 0 ، لذلك ، فإن القوة الدافعة الكهربائية المضادة التي يتم إحداثها في ملف المحرك ، وفقًا للتعبير الذي تم الحصول عليه سابقًا ، ستكون أيضًا مساوية للصفر ( ه= 0).
مقاومة لف حديد التسليح صانا صغير جدا. من أجل الحد من التيار الكبير غير المقبول في دائرة المحرك أثناء بدء التشغيل ، يتم تشغيل ريوستات بدء التشغيل بالتسلسل مع المحرك ، بغض النظر عن طريقة إثارة المحرك (مقاومة بدء التشغيل صبداية). في هذه الحالة ، يبدأ المحرك الحالي
.
بدء مقاومة مقاومة ريوستات صيتم حساب البداية للتشغيل فقط لوقت البدء ويتم تحديدها بحيث لا يتجاوز تيار بدء المحرك الحركي القيمة المسموح بها ( أناأنا ، ابدأ 2 أناأنا اسم). مع تسارع المحرك ، فإن EMF المستحث في ملف المحرك بسبب زيادة تردد دورانه n يزيد ( ه=معه لا). نتيجة لذلك ، ينخفض تيار المحرك ، مع افتراض ثبات باقى المتغيرات. في هذه الحالة ، مقاومة ريوستات البداية ص بدايةمع تسارع المحرك الحركي ، يجب تقليله تدريجياً. بعد انتهاء تسريع المحرك إلى القيمة الاسمية لسرعة المحرك ، تزداد قوة الكهرومغناطيسية بشكل كبير بحيث يمكن تقليل مقاومة البداية إلى الصفر ، دون التعرض لخطر حدوث زيادة كبيرة في تيار المحرك.
لذا فإن مقاومة الانطلاق صالبدء في دائرة المحرك ضروري فقط عند بدء التشغيل. أثناء التشغيل العادي للمحرك الكهربائي ، يجب إيقاف تشغيله ، أولاً ، لأنه مصمم للتشغيل قصير المدى أثناء بدء التشغيل ، وثانيًا ، إذا كانت هناك مقاومة بدء ، فإن فقد الطاقة الحرارية يساوي صبداية أنا 2 أنا ، يقلل بشكل كبير من كفاءة المحرك الكهربائي.
.
مع الأخذ في الاعتبار تعبير EMF ( ه=معه لا) ، كتابة الصيغة الناتجة لتردد الدوران ، نحصل على معادلة التردد (السرعة) المميزة للمحرك الكهربائي ن(أناانا):
.
ويترتب على ذلك أنه في حالة عدم وجود حمل على العمود وتيار المحرك أناانا = 0 سرعة دوران المحرك الكهربائي بقيمة معينة لجهد الإمداد
.
سرعة المحرك ن 0 هي سرعة الخمول المثالية. بالإضافة إلى معلمات المحرك الكهربائي ، فإنه يعتمد أيضًا على قيمة جهد الدخل والتدفق المغناطيسي. مع انخفاض التدفق المغناطيسي ، وتساوي الأشياء الأخرى ، تزداد سرعة الدوران لسرعة الخمول المثالية. لذلك ، في حالة وجود دائرة مفتوحة لملف الإثارة ، عندما يصبح تيار الإثارة صفرًا ( أناج = 0) ، يتم تقليل التدفق المغناطيسي للمحرك إلى قيمة مساوية لقيمة التدفق المغناطيسي المتبقي Fراحة. في الوقت نفسه ، "ينتقل المحرك إلى زيادة السرعة" ، مما يؤدي إلى تطوير سرعة أعلى بكثير من السرعة الاسمية ، مما يشكل خطرًا معينًا على كل من المحرك وأفراد الصيانة.
التردد (السرعة) المميز لمحرك DC مع الإثارة المتوازية ن(أناط) بقيمة ثابتة للتدفق المغناطيسي F=مقدار ثابتوقيمة ثابتة لجهد الدخل U = constيبدو وكأنه خط مستقيم (الشكل 6).
التعبير في معادلات خصائص التردد عن تيار المحرك من خلال عزم الدوران الكهرومغناطيسي للمحرك م =معم أناانا Fنحصل على معادلة الخاصية الميكانيكية ، أي التبعيات ن(م) في U = constللمحركات ذات الإثارة المتوازية:
.
بإهمال تأثير تفاعل المحرك في عملية تغيير الحمل ، من الممكن قبول عزم الدوران الكهرومغناطيسي للمحرك بما يتناسب مع تيار المحرك. لذلك ، فإن الخصائص الميكانيكية لمحركات التيار المستمر لها نفس شكل خصائص التردد المقابلة. يتميز محرك التحويل بخصائص ميكانيكية صلبة (الشكل 7). من هذه الخاصية يمكن ملاحظة أن سرعته الدورانية تتناقص قليلاً مع زيادة عزم الحمل ، حيث أن تيار الإثارة عندما يتم توصيل ملف الإثارة بالتوازي ، وبالتالي ، يظل التدفق المغناطيسي للمحرك دون تغيير عمليًا ، ومقاومة المحرك الدائرة صغيرة نسبيًا.
تظهر خصائص أداء محرك DC متوازي الإثارة في الشكل. 8. من هذه الخصائص يمكن ملاحظة أن سرعة الدوران نالمحركات ذات الإثارة المتوازية مع زيادة الحمل تتناقص بشكل طفيف. اعتماد اللحظة المفيدة على عمود المحرك على الطاقة ص 2 خط مستقيم تقريبًا ، لأن لحظة هذا المحرك تتناسب مع الحمل على العمود: م=ك 2 / ن. يفسر انحناء هذا الاعتماد بانخفاض طفيف في سرعة الدوران مع زيادة الحمل.
في ص 2 = 0 التيار الذي يستهلكه المحرك الكهربائي يساوي تيار عدم التحميل. مع زيادة الطاقة ، يزداد تيار المحرك تقريبًا وفقًا للاعتماد نفسه مثل عزم الحمل على العمود ، لأنه في ظل الحالة F=مقدار ثابتيتناسب تيار المحرك مع عزم الحمل. يتم تعريف كفاءة المحرك الكهربائي على أنها نسبة الطاقة المفيدة على العمود إلى الطاقة المستهلكة من الشبكة:
,
أين ص 2 - قوة رمح مفيدة ص 1 =واجهة المستخدم- الطاقة التي يستهلكها المحرك الكهربائي من شبكة الإمداد ؛ ص ey = أنا 2 ط صط - خسائر الطاقة الكهربائية في دائرة المحرك ، صإيف = واجهة المستخدمفي = أنا 2 بوصة صالخامس - خسائر الطاقة الكهربائية في دائرة الإثارة ؛ صالفراء - فقدان القدرة الميكانيكية صم - فقدان الطاقة بسبب التباطؤ والتيارات الدوامة.
مع جهد إمداد ثابت وتدفق مغناطيسي ثابت ، في عملية تغيير قيمة المقاومة لدائرة حديد التسليح ، يمكن الحصول على مجموعة من الخصائص الميكانيكية ، على سبيل المثال ، لمحرك كهربائي مع الإثارة المتوازية (الشكل 9).
تكمن ميزة طريقة التحكم المدروسة في بساطتها النسبية والقدرة على الحصول على تغيير سلس في سرعة الدوران على مدى واسع (من الصفر إلى القيمة الاسمية للتردد ننوم). تشمل عيوب هذه الطريقة حقيقة وجود فقد كبير للطاقة في المقاومة الإضافية ، مع زيادة السرعة المتناقصة ، فضلاً عن الحاجة إلى استخدام معدات تحكم إضافية. بالإضافة إلى ذلك ، لا تسمح لك هذه الطريقة بضبط سرعة المحرك من قيمته الاسمية.
يمكن أيضًا تحقيق تغيير في سرعة دوران محرك التيار المستمر نتيجة لتغيير قيمة التدفق المغناطيسي للإثارة. عند تغيير التدفق المغناطيسي وفقًا لمعادلة استجابة التردد لمحركات التيار المستمر ذات الإثارة المتوازية بقيمة ثابتة لجهد الإمداد وقيمة ثابتة لمقاومة دائرة المحرك ، يمكن الحصول على عائلة من الخصائص الميكانيكية ، كما هو موضح في الشكل . 10.
يجب أن تتضمن عيوب هذه الطريقة أيضًا نطاقًا صغيرًا نسبيًا من التنظيم بسبب وجود قيود على القوة الميكانيكية وتبديل المحرك الكهربائي. ميزة طريقة التحكم هذه هي بساطتها. بالنسبة للمحركات ذات الإثارة المتوازية ، يتم تحقيق ذلك عن طريق تغيير مقاومة مقاومة مقاومة متغيرة ص صفي دائرة الإثارة.
بالنسبة لمحركات التيار المستمر ذات الإثارة المتسلسلة ، يتم تحقيق تغيير في التدفق المغناطيسي عن طريق تحويل ملف الإثارة بمقاومة ذات قيمة مناسبة ، أو عن طريق قصر دائرة عدد معين من لفات ملف الإثارة.
تلقى الاستخدام الواسع ، خاصة في المحركات الكهربائية التي تم إنشاؤها وفقًا لنظام مولد المحرك ، طريقة للتحكم في السرعة عن طريق تغيير الجهد في مشابك المحرك. مع تدفق مغناطيسي ثابت ومقاومة دائرة المحرك ، نتيجة لتغيير جهد المحرك ، يمكن الحصول على عائلة من خصائص التردد.
مع تغيير في جهد الدخل ، تكون سرعة الخمول المثالية n 0 وفقًا للتعبير الوارد سابقًا ، يتناسب مع الجهد. نظرًا لأن مقاومة دائرة المحرك تظل دون تغيير ، فإن صلابة عائلة الخصائص الميكانيكية لا تختلف عن صلابة الخاصية الميكانيكية الطبيعية عند يو=يونوم.
تتمثل ميزة طريقة التنظيم المدروسة في مجموعة واسعة من التغييرات في السرعة دون زيادة فقد الطاقة. تشمل عيوب هذه الطريقة حقيقة أن هذا يتطلب مصدر جهد إمداد منظم ، وهذا يؤدي إلى زيادة الوزن والأبعاد وتكلفة التركيب.
المحرك الكهربائي هو جهاز كهربائي لتحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية. اليوم ، تُستخدم المحركات الكهربائية على نطاق واسع في الصناعة لقيادة الآلات والآليات المختلفة. في المنزل ، يتم تركيبها في غسالة وثلاجة وعصارة ومحضر طعام ومراوح وماكينات حلاقة كهربائية وما إلى ذلك. محركات كهربائية مثبتة في أجهزة الحركة والآليات المتصلة بها.
في هذا المقال ، سأتحدث عن أكثر أنواع ومبادئ تشغيل المحركات الكهربائية المتناوبة شيوعًا ، والمستخدمة على نطاق واسع في المرآب أو المنزل أو ورشة العمل.
كيف يعمل المحرك الكهربائي
يعمل المحرك على أساس التأثيراكتشفه مايكل فاراداي عام 1821. اكتشف أنه عندما يتفاعل تيار كهربائي في موصل مع مغناطيس ، يمكن أن يحدث دوران مستمر.
إذا كان في مجال مغناطيسي موحدضع الإطار في وضع عمودي وتمرر التيار خلاله ، ثم سينشأ مجال كهرومغناطيسي حول الموصل ، والذي سيتفاعل مع أقطاب المغناطيس. سيتم صد الإطار عن أحدهما ، وينجذب إلى الآخر.
نتيجة لذلك ، سيتحول الإطار إلى وضع أفقي ، حيث سيكون هناك تأثير صفري للمجال المغناطيسي على الموصل. لكي يستمر الدوران ، تحتاج إلى إضافة إطار آخر بزاوية أو تغيير اتجاه التيار في الإطار في الوقت المناسب.
في الشكل ، يتم ذلك باستخدام حلقتين نصفيتين ، تلتصق بهما لوحات التلامس من البطارية. نتيجة لذلك ، بعد اكتمال نصف دورة ، يتغير القطبية ويستمر الدوران.
في المحركات الكهربائية الحديثةبدلاً من المغناطيس الدائم ، يتم استخدام المحاثات أو المغناطيسات الكهربائية لإنشاء مجال مغناطيسي. إذا قمت بفك أي محرك ، فسترى ملفات ملفوفة من الأسلاك مطلية بورنيش عازل. هذه المنعطفات عبارة عن مغناطيس كهربائي أو ، كما يطلق عليها أيضًا ، ملف إثارة.
في البيتتستخدم المغناطيس الدائم في لعب الأطفال التي تعمل بالبطاريات.
في أخرى أكثر قوةتستخدم المحركات المغناطيسات الكهربائية أو اللفات فقط. الجزء الدوار معهم يسمى الدوار ، والجزء الثابت يسمى الجزء الثابت.
أنواع المحركات الكهربائية
يوجد اليوم عدد غير قليل من المحركات الكهربائية ذات التصاميم والأنواع المختلفة. يمكن تقسيمها حسب نوع مصدر الطاقة:
- التيار المتناوبتعمل مباشرة من التيار الكهربائي.
- التيار المباشرالتي تعمل على البطاريات أو البطاريات أو مزودات الطاقة أو مصادر التيار المستمر الأخرى.
وفق مبدأ العمل:
- متزامن، حيث توجد ملفات على الدوار وآلية فرشاة لتزويدها بالتيار الكهربائي.
- غير متزامن، أبسط أنواع المحركات وأكثرها شيوعًا. ليس لديهم فرش وملفات على الدوار.
يدور المحرك المتزامن بشكل متزامن مع المجال المغناطيسي الذي يدوره ، بينما بالنسبة للمحرك غير المتزامن ، يدور الجزء المتحرك ببطء أكثر من المجال المغناطيسي الدوار في الجزء الثابت.
مبدأ التشغيل وجهاز المحرك الكهربائي غير المتزامن
في حزمة غير متزامنةالمحرك ، لفات الجزء الثابت (380 فولت سيكون هناك 3 منهم) ، مما يخلق مجالًا مغناطيسيًا دوارًا. يتم إحضار نهايات الاتصال الخاصة بهم إلى كتلة طرفية خاصة. يتم تبريد اللفات بفضل مروحة مثبتة على العمود في نهاية المحرك.
الدوار، والتي هي واحدة مع العمود ، وهي مصنوعة من قضبان معدنية مغلقة مع بعضها البعض من كلا الجانبين ، وهذا هو سبب تسميتها بقصر الدائرة.
بفضل هذا التصميم ، ليست هناك حاجة للصيانة الدورية المتكررة واستبدال فرش التغذية الحالية ، وزيادة الموثوقية والمتانة والموثوقية بشكل كبير.
مستخدم، السبب الرئيسي للفشلالمحرك غير المتزامن هو تآكل المحامل التي يدور فيها العمود.
مبدأ التشغيل.لكي يعمل محرك غير متزامن ، من الضروري أن يدور الجزء المتحرك بشكل أبطأ من المجال الكهرومغناطيسي للجزء الثابت ، ونتيجة لذلك يتم إحداث EMF (يحدث تيار كهربائي) في الدوار. هنا حالة مهمة ، إذا كان الجزء المتحرك يدور بنفس سرعة المجال المغناطيسي ، فوفقًا لقانون الحث الكهرومغناطيسي ، لن يتم تحريض أي EMF فيه ، وبالتالي لن يكون هناك دوران. ولكن في الواقع ، بسبب الاحتكاك المحمل أو حمل العمود ، سوف يتباطأ الدوار دائمًا.
الأقطاب المغناطيسية تدور باستمرارفي لفات المحرك ، واتجاه التيار في الدوار يتغير باستمرار. في وقت ما ، على سبيل المثال ، يظهر اتجاه التيارات في لفات الجزء الثابت والدوار بشكل تخطيطي في شكل تقاطعات (يتدفق التيار منا) ونقاط (التيار إلينا). يظهر المجال المغناطيسي الدوار كخط منقط.
على سبيل المثال، كيف يعمل المنشار الدائري. لديها أعلى سرعة بدون حمولة. ولكن بمجرد أن نبدأ في قطع اللوح ، تنخفض سرعة الدوران وفي نفس الوقت يبدأ الدوار في الدوران بشكل أبطأ بالنسبة إلى المجال الكهرومغناطيسي ، ووفقًا لقوانين الهندسة الكهربائية ، تبدأ قيمة EMF أكبر في الظهور فيه. يزداد التيار الذي يستهلكه المحرك ويبدأ في العمل بكامل طاقته. إذا كان الحمل على العمود كبيرًا لدرجة أنه يتوقف ، فقد يحدث تلف في الجزء المتحرك من قفص السنجاب بسبب القيمة القصوى لـ EMF المستحثة فيه. هذا هو السبب في أنه من المهم اختيار محرك بقوة مناسبة. إذا كنت تأخذ المزيد ، فإن تكاليف الطاقة ستكون غير مبررة.
سرعة الدواريعتمد على عدد الأعمدة. مع قطبين ، ستكون سرعة الدوران مساوية لسرعة دوران المجال المغناطيسي ، والتي تساوي بحد أقصى 3000 دورة في الثانية عند تردد التيار الرئيسي 50 هرتز. لتقليل السرعة بمقدار النصف ، من الضروري زيادة عدد الأقطاب في الجزء الثابت إلى أربعة.
عيب كبير من غير المتزامنالمحركات هي أنه يتم تقديمها عن طريق ضبط سرعة دوران العمود فقط عن طريق تغيير تردد التيار الكهربائي. وبالتالي لا يمكن تحقيق سرعة ثابتة للعمود.
مبدأ التشغيل وجهاز محرك التيار المتناوب المتزامن
يتم استخدام هذا النوع من المحركات الكهربائية في الحياة اليومية حيث يلزم وجود سرعة دوران ثابتة وإمكانية تعديلها وكذلك إذا كانت هناك حاجة إلى سرعة دوران تزيد عن 3000 دورة في الدقيقة (هذا هو الحد الأقصى غير المتزامن).
يتم تثبيت المحركات المتزامنة في الأدوات الكهربائية ، المكانس الكهربائية ، الغسالات ، إلخ.
في حالة متزامنتوجد ملفات محرك التيار المتردد (3 في الشكل) ، والتي يتم لفها أيضًا على الدوار أو المحرك (1). استنتاجاتهم ملحومة في قطاعات حلقة الانزلاق أو المجمع (5) ، والتي يتم تنشيطها بمساعدة فرش الجرافيت (4). علاوة على ذلك ، يتم ترتيب الاستنتاجات بحيث توفر الفرش دائمًا الجهد لزوج واحد فقط.
الأعطال الأكثر شيوعًامحركات التجميع هي:
- ارتداء الفرشاةأو ضعف الاتصال بسبب إضعاف زنبرك التثبيت.
- تلوث المجمع.نظف باستخدام الكحول أو ورق الصنفرة الصفري.
- ارتداء تحمل.
مبدأ التشغيل.يتم إنشاء عزم الدوران في المحرك الكهربائي نتيجة للتفاعل بين تيار المحرك والتدفق المغناطيسي في لف المجال. مع التغيير في اتجاه التيار المتردد ، سيتغير اتجاه التدفق المغناطيسي أيضًا في نفس الوقت في الجسم وحديد التسليح ، ونتيجة لذلك سيكون الدوران دائمًا في نفس الاتجاه.
معمل # 9
عنوان. دراسة محرك التيار المستمر.
موضوعي: لدراسة الجهاز ومبدأ تشغيل المحرك الكهربائي.
ادوات: نموذج المحرك الكهربائي ، المصدر الحالي ، المتغير المتغير ، المفتاح ، مقياس التيار الكهربائي ، أسلاك التوصيل ، الرسومات ، العرض.
مهام:
1 . دراسة الجهاز ومبدأ تشغيل المحرك الكهربائي باستخدام عرض تقديمي ورسومات ونموذج.
2 . قم بتوصيل المحرك بمصدر طاقة وراقب تشغيله. إذا لم يعمل المحرك ، ابحث عن السبب ، وحاول إصلاح المشكلة.
3 . حدد العنصرين الرئيسيين في جهاز المحرك الكهربائي.
4 . ما هي الظاهرة الفيزيائية التي يعتمد عليها عمل المحرك الكهربائي؟
5 . تغيير اتجاه دوران المحرك. اكتب ما يجب القيام به.
6. قم بتجميع الدائرة الكهربائية عن طريق توصيل محرك كهربائي ، ومقاوم متغير ، ومصدر تيار ، ومقياس التيار الكهربائي ، ومفتاح في سلسلة. قم بتغيير التيار ولاحظ عمل المحرك الكهربائي. هل تتغير سرعة دوران المحرك؟ اكتب الاستنتاج حول اعتماد القوة المؤثرة على جانب المجال المغناطيسي على الملف ، على القوة الحالية في الملف.
7 . يمكن أن يكون للمحركات الكهربائية أي قوة للأسباب التالية:
أ) يمكنك تغيير القوة الحالية في لف المحرك ؛
ب) يمكنك تغيير المجال المغناطيسي للمحث.
حدد الإجابة الصحيحة:
1) فقط A هو الصحيح ؛ 2) فقط B هو الصحيح ؛ 3) كلاهما A و B صحيحان ؛ 4) كلا من A و B خطأ.
8 . ضع قائمة بمزايا المحرك الكهربائي على المحرك الحراري.
1. الغرض من العمل:لدراسة خصائص البدء والخصائص الميكانيكية وطرق التحكم في سرعة محرك DC مع الإثارة المختلطة.
عدانيا.
2.1. للعمل المستقل:
لدراسة ميزات التصميم ، دوائر لتشغيل محركات التيار المستمر ؛
لدراسة طريقة الحصول على الخصائص الميكانيكية لمحرك DC ؛
تعرف على ميزات بدء تشغيل محرك التيار المستمر والتحكم فيه ؛
ارسم مخططات الدائرة لقياس مقاومة دائرة المحرك والملفات الميدانية (الشكل 6.4) واختبار المحرك (الشكل 6.2) ؛
باستخدام التين. 6.2 و 6.3 يرسم مخطط الأسلاك ؛
ارسم أشكال الجداول 6.1 ... 6.4 ؛
قم بإعداد إجابات شفهية لأسئلة التحكم.
2.2. للعمل في المختبر:
تعرف على إعدادات المختبر ؛
سجل في الجدول 6.1. بيانات جواز السفر للمحرك ؛
قم بقياس مقاومة دائرة المحرك والملفات الميدانية. سجل البيانات في الجدول 6.1 ؛
قم بتجميع الدائرة وإجراء دراسة للمحرك ، وقم بتدوين البيانات في الجداول 6.2 ، 6.3 ، 6.4 ؛
بناء خاصية ميكانيكية طبيعية n = f (M) وخصائص السرعة n = f (I B) و n = f (U) ؛
استخلص استنتاجات من نتائج الدراسة.
معلومات عامة.
تتميز محركات التيار المستمر ، على عكس محركات التيار المتردد (غير المتزامنة بشكل أساسي) ، بنسبة عزم دوران كبيرة لبدء التشغيل وقدرة تحميل زائدة ، وتوفر تحكمًا سلسًا في سرعة آلة العمل. لذلك ، يتم استخدامها لقيادة الآلات والآليات في ظروف بدء صعبة (على سبيل المثال ، كمبتدئين في محركات الاحتراق الداخلي) ، وكذلك ، إذا لزم الأمر ، للتحكم في سرعة الدوران على نطاق واسع (آليات تغذية أداة الآلة ، التشغيل- منصات الفرامل والمركبات المكهربة).
من الناحية الهيكلية ، يتكون المحرك من وحدة ثابتة (محث) ووحدة دوارة (حديد التسليح). توجد ملفات الإثارة على الدائرة المغناطيسية للمحث. يوجد اثنان منهم في محرك الإثارة المختلط: بالتوازي مع المسامير Sh 1 و Sh2 والمتسلسلة مع المسامير C1 و C2 (الشكل 6.2). مقاومة اللف الموازي R ovsh ، اعتمادًا على قوة المحرك ، من عدة عشرات إلى مئات الأوم. وهي مصنوعة من سلك مقطع صغير مع عدد كبير من المنعطفات. لفائف السلسلة مقاومة منخفضة R obc (عادةً من بضعة أوم إلى كسور أوم) ، لأن يتكون من عدد قليل من لفات الأسلاك ذات المقطع العرضي الكبير. يعمل المحث على إنشاء تدفق إثارة مغناطيسية عندما يتم تشغيل لفاته بواسطة تيار مباشر.
يتم وضع لف المحرك في أخاديد الدائرة المغناطيسية ويتم إحضارها إلى المجمع. بمساعدة الفرشاة ، ترتبط استنتاجاتها أنا و أنا 2 بمصدر تيار مباشر. مقاومة ملف المحرك R I صغيرة (أوم أو كسور أوم).
يتم إنشاء عزم الدوران M لمحرك DC من خلال تفاعل تيار المحرك Ia مع التدفق المغناطيسي للإثارة Ф:
M \ u003d K × Ia × F ، (6.1)
حيث K هو معامل ثابت اعتمادًا على تصميم المحرك.
عندما يدور المحرك ، يتقاطع ملفه مع التدفق المغناطيسي للإثارة ويتم إحداث EMF E فيه ، بما يتناسب مع تردد الدوران n:
E \ u003d C × n × F ، (6.2)
حيث C عامل ثابت حسب تصميم المحرك.
تيار المحرك:
أنا \ u003d (U - E) / (R I + R OBC) \ u003d (U - C × n × F) / (R I + R OBC) ، (6.3)
بحل التعبيرات 6.1 و 6.3 فيما يتعلق بـ n ، يجدون تعبيرًا تحليليًا للخصائص الميكانيكية للمحرك n = F (M). يظهر تمثيلها البياني في الشكل 6.1.
أرز. 6.1 الخصائص الميكانيكية لمحرك DC ذو الإثارة المختلطة
تقابل النقطة A المحرك الذي يتباطأ مع سرعة دوران n o. مع زيادة الحمل الميكانيكي ، تنخفض سرعة الدوران ويزداد عزم الدوران ، ليصل إلى القيمة الاسمية M H عند النقطة B. في قسم BC ، يعمل المحرك بحمل زائد. يتجاوز التيار Iya القيمة الاسمية ، مما يؤدي إلى تسخين سريع لملفات المحرك و OBC ، ويزداد الشرارة على المجمع. الحد الأقصى للعزم M max (النقطة C) محدود بظروف تشغيل المجمع والقوة الميكانيكية للمحرك.
استمرارًا للخاصية الميكانيكية حتى تتقاطع عند النقطة D "مع محور عزم الدوران ، سنحصل على قيمة عزم الدوران عند بدء توصيل المحرك مباشرة بالشبكة. EMF E هو صفر والتيار في دائرة حديد التسليح ، وفقًا لـ الصيغة 6.3 ، يزيد بشكل حاد.
لتقليل تيار البدء ، يتم توصيل ريوستات البدء Rx (الشكل 6.2) مع المقاومة في سلسلة بدائرة المحرك:
Rx = U H / (1.3 ... 2.5) × I Ya.N. - (R I - R obc) ، (6.4)
حيث U h - الفولطية المقدرة للشبكة ؛
أنا يا ن. - التصنيف الحالي المحرك.
تخفيض تيار المحرك إلى (1.3 ... 2.5) × I Ya.N. يوفر عزم بدء تشغيل أولي كافي Mn (النقطة D). مع تسارع المحرك ، تنخفض المقاومة Rx إلى الصفر ، مع الحفاظ على قيمة ثابتة تقريبًا لـ Mp (قسم SD).
يسمح لك المتغير المتغير R B في دائرة ملف الإثارة الموازي (الشكل 6.2) بضبط حجم التدفق المغناطيسي Ф (الصيغة 6.1). قبل بدء تشغيل المحرك ، يتم إزالته تمامًا للحصول على عزم الدوران المطلوب عند الحد الأدنى من تيار المحرك.
باستخدام الصيغة 6.3 ، نحدد سرعة المحرك
ن = (U - I I (R I + R obc + Rx)) / (С Ф) ، (6.5)
حيث R I و R obc و C ثوابت ، ويمكن تغيير U و I و F. من هذا يتبع ثلاث طرق ممكنة للتحكم في سرعة المحرك:
التغيير في حجم جهد الدخل ؛
عن طريق تغيير قيمة تيار المحرك باستخدام ضبط مقاومة متغيرة Rx ، والتي ، على عكس البداية ، يتم حسابها للتشغيل المستمر ؛
عن طريق تغيير حجم الإثارة التدفق المغناطيسي F ، والذي يتناسب مع التيار في اللفات OVSH و OVSS. في اللف الموازي ، يمكن ضبطه بمقاوم متغير R b. يتم أخذ المقاومة R b اعتمادًا على حدود التحكم في السرعة المطلوبة R B = (2 ... 5) R obsh.
تشير لوحة تصنيف المحرك إلى السرعة المقدرة ، والتي تتوافق مع القدرة المقدرة على عمود المحرك عند جهد التيار الكهربائي المقنن ومقاومة الخرج للمقاومات المتغيرة R X و R B.
أي محرك كهربائي مصمم لأداء عمل ميكانيكي بسبب استهلاك الكهرباء المطبقة عليه ، والتي تتحول كقاعدة عامة إلى حركة دورانية. على الرغم من وجود نماذج في التكنولوجيا تخلق على الفور الحركة متعدية للجسم العامل. يطلق عليهم المحركات الخطية.
في التركيبات الصناعية ، تقوم المحركات الكهربائية بتشغيل العديد من الآلات والأجهزة الميكانيكية المشاركة في عملية الإنتاج التكنولوجي.
داخل الأجهزة المنزلية ، تعمل المحركات الكهربائية على تشغيل الغسالات والمكانس الكهربائية وأجهزة الكمبيوتر ومجففات الشعر ولعب الأطفال والساعات والعديد من الأجهزة الأخرى.
العمليات الفيزيائية الأساسية ومبدأ التشغيل
دائمًا ما تتأثر الشحنات الكهربائية التي تتحرك في الداخل ، والتي تسمى التيار الكهربائي ، بقوة ميكانيكية تميل إلى تحويل اتجاهها في مستوى عمودي على اتجاه خطوط القوة المغناطيسية. عندما يمر تيار كهربائي عبر موصل معدني أو ملف مصنوع منه ، فإن هذه القوة تميل إلى تحريك / تدوير كل موصل يحمل التيار والملف بأكمله.
توضح الصورة أدناه إطارًا معدنيًا يتدفق من خلاله التيار. يخلق المجال المغناطيسي المطبق عليه قوة F لكل فرع من فروع الإطار ، مما يخلق حركة دورانية.
يتم وضع خاصية التفاعل بين الطاقة الكهربائية والمغناطيسية القائمة على إنشاء قوة دافعة كهربائية في دائرة حاملة تيار مغلقة في تشغيل أي محرك كهربائي. يشمل تصميمه:
المتعرج الذي يتدفق من خلاله التيار الكهربائي. يتم وضعه على مرساة أساسية خاصة ومثبتة في محامل الدوران لتقليل مقاومة قوى الاحتكاك. هذا التصميم يسمى الدوار.
الجزء الثابت الذي يخلق حقلاً مغناطيسيًا يتخلل ، بخطوط قوته ، الشحنات الكهربائية التي تمر عبر لفات لفات الجزء المتحرك ؛
السكن للجزء الثابت. داخل السكن ، يتم عمل مآخذ تثبيت خاصة ، يتم تركيب الأقفاص الخارجية لمحامل الدوار فيها.
بشكل مبسط ، يمكن تمثيل تصميم أبسط محرك كهربائي من خلال صورة للشكل التالي.
عندما يدور الدوار ، يتم إنشاء عزم دوران ، وتعتمد قوته على التصميم العام للجهاز ، وحجم الطاقة الكهربائية المطبقة ، وخسائرها أثناء التحولات.
دائمًا ما تكون قيمة أقصى عزم ممكن للمحرك أقل من الطاقة الكهربائية المطبقة عليه. يتميز بقيمة عامل الكفاءة.
أنواع المحركات الكهربائية
وفقًا لنوع التيار المتدفق عبر اللفات ، يتم تقسيمها إلى محركات DC أو AC. كل من هاتين المجموعتين لديها عدد كبير من التعديلات باستخدام عمليات تكنولوجية مختلفة.
محركات التيار المستمر
لديهم مجال مغناطيسي ثابت تم إنشاؤه بواسطة مغناطيس كهربائي ثابت بشكل دائم أو خاص مع اللفات المثيرة. يتم تثبيت ملف المحرك بشكل صارم في العمود ، والذي يتم تثبيته في المحامل ويمكنه الدوران بحرية حول محوره.
يظهر الجهاز الرئيسي لهذا المحرك في الشكل.
يوجد في قلب المحرك المصنوع من مواد مغنطيسية حديدية ملف يتكون من جزأين متصلين في سلسلة ، متصلان في أحد طرفيه بألواح تجميع موصلة ، وفي الطرف الآخر يتم تبديلهما مع بعضهما البعض. توجد فرشتان من الجرافيت على طرفي نقيض تمامًا من المحرك ويتم ضغطهما على وسادات التلامس لألواح التجميع.
يتم توفير إمكانات موجبة لمصدر تيار ثابت للفرشاة السفلية للنمط ، وإمكانات سلبية للفرشاة العلوية. يظهر اتجاه التيار المتدفق خلال الملف بالسهم الأحمر المنقط.
يتسبب التيار في المجال المغناطيسي للقطب الشمالي في الجزء الأيسر السفلي من المحرك ، والقطب الجنوبي في الجزء الأيمن العلوي (قاعدة المثقاب). هذا يؤدي إلى تنافر أقطاب الجزء المتحرك من الأقطاب الثابتة التي تحمل الاسم نفسه والجاذبية للأقطاب المتقابلة على الجزء الثابت. نتيجة للقوة المطبقة ، تحدث حركة دورانية ، يُشار إلى اتجاهها بواسطة السهم البني.
مع مزيد من دوران المحرك ، عن طريق القصور الذاتي ، تمر الأعمدة إلى ألواح التجميع الأخرى. يتم عكس اتجاه التيار فيها. يواصل الدوار المزيد من الدوران.
يؤدي التصميم البسيط لجهاز التجميع هذا إلى خسائر كبيرة في الطاقة الكهربائية. تعمل هذه المحركات في أجهزة ذات تصميم بسيط أو ألعاب للأطفال.
تتميز محركات التيار المستمر المشاركة في عملية الإنتاج بتصميم أكثر تعقيدًا:
لا يتم تقسيم اللف إلى قسمين ، ولكن إلى أجزاء أكثر ؛
يتم تثبيت كل قسم متعرج على عمود خاص به ؛
يتكون جهاز التجميع من عدد معين من وسادات التلامس وفقًا لعدد أقسام اللف.
نتيجة لذلك ، يتم إنشاء اتصال سلس لكل عمود من خلال لوحات التلامس الخاصة به بالفرشاة والمصدر الحالي ، ويتم تقليل فقد الطاقة.
يظهر جهاز مثل هذا المرساة في الصورة.
باستخدام محركات DC الكهربائية ، يمكن عكس اتجاه دوران الدوار. للقيام بذلك ، يكفي تغيير حركة التيار في الملف إلى الاتجاه المعاكس عن طريق تغيير القطبية عند المصدر.
محركات التيار المتردد
وهي تختلف عن التصميمات السابقة من حيث أن التيار الكهربائي المتدفق في لفها يتم وصفه من خلال تغيير اتجاهه (الإشارة) بشكل دوري. لتزويدهم بالطاقة ، يتم توفير الجهد من مولدات بقيمة متغيرة إشارة.
الجزء الثابت لهذه المحركات مصنوع بواسطة دائرة مغناطيسية. إنه مصنوع من ألواح مغناطيسية حديدية ذات أخاديد يتم وضع لفات الملف عليها بتكوين إطار (ملف).
محركات متزامنة
تظهر الصورة أدناه مبدأ العمل لمحرك التيار المتردد أحادي الطورمع الدوران المتزامن للحقول الكهرومغناطيسية للدوار والجزء الثابت.
في أخاديد الدائرة المغناطيسية للجزء الثابت ، عند نهايات متقابلة تمامًا ، يتم وضع موصلات متعرجة ، موضحة بشكل تخطيطي في شكل إطار يتدفق من خلاله التيار المتردد.
ضع في اعتبارك حالة اللحظة الزمنية المقابلة لمرور الجزء الموجب من نصف الموجة.
في أقفاص المحامل ، يدور الدوار بمغناطيس دائم مدمج بحرية ، حيث يتم نطق "فم N" الشمالي و "الفم S" الجنوبي. عندما يتدفق تيار نصف موجب من خلال لف الجزء الثابت ، يتم إنشاء مجال مغناطيسي بقطبين "S st" و "N st" فيه.
تنشأ قوى التفاعل بين المجالات المغناطيسية للعضو الدوار والجزء الثابت (تتنافر الأقطاب التي تحمل الاسم نفسه ، والأقطاب المقابلة تجتذب) ، والتي تميل إلى تحويل المحرك الكهربائي من موضع تعسفي إلى آخر ، عندما الأقطاب المتقابلة قريبة قدر الإمكان من بعضها البعض.
إذا أخذنا في الاعتبار نفس الحالة ، ولكن في الوقت الذي يتدفق فيه التيار نصف الموجة العكسي السالب عبر موصل الإطار ، فسيحدث دوران المحرك في الاتجاه المعاكس.
لإعطاء حركة مستمرة للجزء المتحرك في الجزء الثابت ، لا يتم عمل ملف إطار واحد ، ولكن عددًا معينًا منها ، بحيث يتم تشغيل كل منها بواسطة مصدر تيار منفصل.
مبدأ تشغيل محرك تيار متردد ثلاثي الأطوار مع دوران متزامنتظهر المجالات الكهرومغناطيسية للدوار والجزء الثابت في الصورة التالية.
في هذا التصميم ، يتم تثبيت ثلاث لفات A و B و C داخل الدائرة المغناطيسية للجزء الثابت ، ويتم إزاحتها بزوايا 120 درجة لبعضها البعض. يتم تمييز الملف A باللون الأصفر ، والملف B باللون الأخضر ، والملف C باللون الأحمر. كل ملف مصنوع من نفس الإطارات كما في الحالة السابقة.
في الصورة لكل حالة ، يمر التيار من خلال ملف واحد فقط في الاتجاه الأمامي أو العكسي ، والذي يشار إليه بعلامتي "+" و "-".
مع مرور نصف موجة موجبة في المرحلة A في الاتجاه الأمامي ، يتخذ محور المجال الدوار موضعًا أفقيًا لأن الأقطاب المغناطيسية للجزء الثابت تتشكل في هذا المستوى وتجذب المحرك المتحرك. تميل أقطاب الجزء المتحرك المقابلة إلى الاقتراب من أقطاب الجزء الثابت.
عندما يذهب نصف الموجة الموجبة في المرحلة C ، سوف يدور المحرك 60 درجة في اتجاه عقارب الساعة. بعد تطبيق التيار على الطور B ، سيحدث دوران مماثل للحديد. كل تدفق تيار تالٍ في المرحلة التالية من الملف التالي سوف يقوم بتدوير الدوار.
إذا تم تحويل جهد لشبكة ثلاثية الطور بزاوية 120 درجة إلى كل ملف ، فإن التيارات المتناوبة ستدور فيها ، مما سيؤدي إلى فك المحرك وخلق دورانه المتزامن مع المجال الكهرومغناطيسي المطبق.
تم تطبيق نفس التصميم الميكانيكي بنجاح في ثلاث مراحل محرك متدرج. فقط في كل ملف ، بمساعدة التحكم ، يتم توفير نبضات التيار المستمر وإزالتها وفقًا للخوارزمية الموضحة أعلاه.
يبدأ إطلاقهم بحركة دورانية ، ويضمن الإنهاء عند نقطة زمنية معينة دورانًا مداويًا للعمود والتوقف بزاوية مبرمجة لأداء عمليات تكنولوجية معينة.
في كلا النظامين ثلاثي الأطوار الموصوفين ، من الممكن تغيير اتجاه دوران المحرك. للقيام بذلك ، تحتاج فقط إلى تغيير تسلسل المرحلة "أ" - "ب" - "ج" إلى تسلسل آخر ، على سبيل المثال ، "أ" - "ج" - "ب".
يتم تنظيم سرعة دوران الجزء المتحرك بمدة الفترة T. ويؤدي تقليله إلى تسريع الدوران. اتساع التيار في الطور يعتمد على المقاومة الداخلية للملف وقيمة الجهد المطبق عليه. يحدد مقدار عزم الدوران وقوة المحرك الكهربائي.
محركات غير متزامنة
تصميمات المحركات هذه لها نفس الدائرة المغناطيسية للجزء الثابت مع اللفات كما في النماذج أحادية الطور وثلاثية الطور التي تم النظر فيها سابقًا. لقد حصلوا على اسمهم بسبب الدوران غير المتزامن للحقول الكهرومغناطيسية للحديد والجزء الثابت. تم ذلك عن طريق تحسين تكوين الدوار.
قلبها مصنوع من صفائح كهربائية من الفولاذ ذات أخاديد. يتم تثبيت موصلات الألومنيوم أو النحاس فيها ، والتي يتم إغلاقها بواسطة حلقات موصلة في نهايات المحرك.
عندما يتم تطبيق الجهد على لفات الجزء الثابت ، يتم تحفيز تيار كهربائي في ملف الجزء المتحرك بواسطة قوة دافعة كهربائية ويتم إنشاء مجال مغناطيسي للمحرك. عندما تتفاعل هذه المجالات الكهرومغناطيسية ، يبدأ دوران عمود المحرك.
مع هذا التصميم ، تكون حركة الجزء المتحرك ممكنة فقط بعد ظهور مجال كهرومغناطيسي دوار في الجزء الثابت ويستمر في وضع تشغيل غير متزامن معه.
المحركات غير المتزامنة أبسط في التصميم. لذلك ، فهي أرخص وتستخدم على نطاق واسع في التركيبات الصناعية والأجهزة المنزلية.
المحركات الخطية
تقوم العديد من الهيئات العاملة في الآليات الصناعية بإجراء حركة تبادلية أو انتقالية في مستوى واحد ، وهو أمر ضروري لتشغيل آلات تشغيل المعادن والمركبات وضربات المطرقة عند قيادة الأكوام ...
إن تحريك مثل هذا الجسم العامل بمساعدة علب التروس والبراغي الكروية ومحركات الحزام والأجهزة الميكانيكية المماثلة من محرك كهربائي دوار يعقد التصميم. الحل التقني الحديث لهذه المشكلة هو تشغيل محرك كهربائي خطي.
يتم استطالة الجزء الثابت والدوار في شكل شرائح ، ولا يتم طيهما في حلقات ، كما هو الحال في المحركات الكهربائية الدوارة.
مبدأ العملية هو إعطاء حركة خطية ترددية إلى العداء الدوار بسبب نقل الطاقة الكهرومغناطيسية من الجزء الثابت الثابت بدائرة مغناطيسية مفتوحة بطول معين. داخله ، عن طريق تشغيل التيار بدوره ، يتم إنشاء مجال مغناطيسي متنقل.
إنه يعمل على لف المحرك مع المجمع. القوى الناشئة في مثل هذا المحرك تحرك الدوار فقط في اتجاه خطي على طول عناصر التوجيه.
تم تصميم المحركات الخطية للعمل على التيار المباشر أو المتردد ، ويمكن أن تعمل في الوضع المتزامن أو غير المتزامن.
عيوب المحركات الخطية هي:
تعقيد التكنولوجيا
غالي السعر؛
أداء منخفض للطاقة.