أنواع المحركات الكهربائية

ما هو مبدأ عمل المحرك؟ المحرك هو جهاز يُحوّل الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية. يستخدم ملفًا مُنشَّطًا، أي لفًا ثابتًا، لتوليد مجال مغناطيسي دوار، ويؤثر على الدوار لتشكيل عزم دوران القوة الدافعة المغناطيسية الكهربائية. المحرك هو آلة دوارة تُحوّل الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية. يتكون بشكل أساسي من لفيفة مغناطيسية كهربائية أو لفيفة ثابتة موزعة لتوليد مجال مغناطيسي، ومحرك دوار أو دوار. يمر التيار عبر السلك ويدور بفعل المجال المغناطيسي. يمكن استخدام بعض أنواع هذه الآلات كمحركات أو مولدات.

المحرك هو جهاز يحول الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية. يتم تصنيعه باستخدام ظاهرة دوران الملف المنشط تحت تأثير القوة في المجال المغناطيسي. يتم توزيعه على مختلف المستخدمين. ينقسم المحرك إلى محركات تيار مستمر ومحركات تيار متردد وفقًا لمصدر الطاقة المستخدم. معظم المحركات في نظام الطاقة هي محركات تيار متردد، والتي يمكن أن تكون محركات متزامنة أو محركات غير متزامنة (لا تحافظ سرعة المجال المغناطيسي للجزء الثابت للمحرك على نفس سرعة دوران الجزء الدوار). يتكون المحرك بشكل أساسي من الجزء الثابت والجزء الدوار. يرتبط اتجاه حركة قوة السلك المنشط في المجال المغناطيسي باتجاه التيار واتجاه خطوط التدفق المغناطيسي (اتجاه المجال المغناطيسي). مبدأ عمل المحرك هو أن المجال المغناطيسي يؤثر على قوة التيار لجعل المحرك يدور.

أنواع المحركات

١. التصنيف حسب مصدر طاقة التشغيل: وفقًا لاختلاف مصادر طاقة التشغيل للمحركات، يمكن تقسيمها إلى محركات تيار مستمر ومحركات تيار متردد. كما تُصنف محركات التيار المتردد إلى محركات أحادية الطور ومحركات ثلاثية الطور.

2. التصنيف حسب البنية ومبدأ العمل: يمكن تقسيم المحركات إلى محركات تيار مستمر ومحركات غير متزامنة ومحركات متزامنة وفقًا لبنيتها ومبدأ عملها.

يمكن أيضًا تقسيم المحركات المتزامنة إلى محركات متزامنة ذات مغناطيس دائم، ومحركات متزامنة ذات ممانعة، ومحركات متزامنة ذات هستيريسيس.

يمكن تقسيم المحركات غير المتزامنة إلى محركات حثية ومحركات مُبدِّلة للتيار المتردد. تُقسَّم المحركات الحثية أيضًا إلى محركات غير متزامنة ثلاثية الطور، ومحركات غير متزامنة أحادية الطور، ومحركات غير متزامنة ذات قطب مُظلل. تُقسَّم محركات مُبدِّلة للتيار المتردد أيضًا إلى محركات متسلسلة أحادية الطور، ومحركات ثنائية الغرض للتيار المتردد/المستمر، ومحركات تنافر.

يمكن تقسيم محركات التيار المستمر إلى محركات تيار مستمر بدون فرش ومحركات تيار مستمر بفرش وفقًا لبنيتها ومبدأ عملها. تُقسم محركات التيار المستمر بفرش إلى محركات تيار مستمر بمغناطيس دائم ومحركات تيار مستمر كهرومغناطيسية. تُقسم محركات التيار المستمر الكهرومغناطيسية أيضًا إلى محركات تيار مستمر بإثارة متسلسلة، ومحركات تيار مستمر بإثارة تحويلية، ومحركات تيار مستمر بإثارة منفصلة، ​​ومحركات تيار مستمر بإثارة مركبة. تُقسم محركات التيار المستمر ذات المغناطيس الدائم أيضًا إلى محركات تيار مستمر بمغناطيس دائم من معادن أرضية نادرة، ومحركات تيار مستمر بمغناطيس دائم من الفريت، ومحركات تيار مستمر بمغناطيس دائم من الألومنيوم والنيكل والكوبالت.

3. التصنيف حسب وضع التشغيل والبدء: يمكن تقسيم المحركات إلى محركات غير متزامنة أحادية الطور ذات بدء تشغيل مكثف، ومحركات غير متزامنة أحادية الطور ذات تشغيل مكثف، ومحركات غير متزامنة أحادية الطور ذات بدء تشغيل مكثف، ومحركات غير متزامنة أحادية الطور مقسمة الطور وفقًا لوضعي التشغيل والبدء.

4. التصنيف حسب الغرض: يمكن تقسيم المحركات إلى محركات دفع ومحركات تحكم وفقًا للغرض منها.

تنقسم محركات الدفع أيضًا إلى محركات للأدوات الكهربائية (بما في ذلك أدوات الحفر والتلميع والطحن والحفر والقطع والتوسيع وغيرها)، ومحركات للأجهزة المنزلية (بما في ذلك الغسالات والمراوح الكهربائية والثلاجات ومكيفات الهواء وأجهزة التسجيل ومسجلات الفيديو ومشغلات أقراص دي في دي والمكانس الكهربائية والكاميرات ومجففات الشعر وماكينات الحلاقة الكهربائية، إلخ)، ومحركات للمعدات الميكانيكية الصغيرة العامة الأخرى (بما في ذلك مختلف الأدوات الآلية الصغيرة والآلات الصغيرة والمعدات الطبية والأجهزة الإلكترونية، إلخ). وتنقسم محركات التحكم أيضًا إلى محركات متدرجة ومحركات مؤازرة، إلخ.

5. التصنيف حسب هيكل الدوار: يمكن تقسيم المحركات إلى محركات حثية قفصية (تسمى محركات غير متزامنة على شكل قفص سنجاب في المعيار القديم) ومحركات حثية دوارة ملفوفة (تسمى محركات غير متزامنة ملفوفة في المعيار القديم) وفقًا لهيكل الدوار.

6. التصنيف حسب سرعة التشغيل: يمكن تقسيم المحركات الكهربائية إلى محركات عالية السرعة، ومحركات منخفضة السرعة، ومحركات ذات سرعة ثابتة، ومحركات تنظيم السرعة وفقًا لسرعة تشغيلها.

أ. يمكن تقسيم المحركات منخفضة السرعة إلى محركات تخفيض التروس، ومحركات التخفيض الكهرومغناطيسية، ومحركات عزم الدوران، والمحركات المتزامنة ذات الأقطاب المخلبية.

ب. بالإضافة إلى تقسيمها إلى محركات ثابتة السرعة متدرجة، ومحركات ثابتة السرعة غير متدرجة، ومحركات متغيرة السرعة متدرجة، ومحركات متغيرة السرعة غير متدرجة، يمكن أيضًا تقسيم محركات تنظيم السرعة إلى محركات كهرومغناطيسية، ومحركات تيار مستمر، ومحركات تعديل عرض النبضة (تعديل عرض النبضة) ذات تردد متغير، ومحركات ممانعة متغيرة.

محركات المؤازرة

محرك دقيق يُستخدم كمُشغِّل في جهاز تحكم آلي. يُعرف أيضًا باسم المحرك التنفيذي. وظيفته تحويل الإشارات الكهربائية إلى إزاحة زاوية أو سرعة زاوية للعمود الدوار.

تُصنف محركات السيرفو إلى فئتين: تيار متردد (تيار متردد) وتيار مستمر (دي سي). يشبه مبدأ عمل محرك السيرفو ذي التيار المتردد مبدأ عمل محرك الحث ذي التيار المتردد. يحتوي الجزء الثابت على ملفي إثارة (ويف) ولفائف تحكم (وكوف) بزاوية كهربائية 90 درجة، متصلين بجهد تيار متردد ثابت. يتم التحكم في تشغيل المحرك باستخدام جهد التيار المتردد أو تغير الطور المطبق على الملف مرحاض. تتميز محركات السيرفو ذات التيار المتردد بثبات التشغيل، وسهولة التحكم، والاستجابة السريعة، والحساسية العالية، ومؤشرات عدم خطية دقيقة للخصائص الميكانيكية وخصائص الضبط (يجب أن تكون أقل من 10% إلى 15% وأقل من 15% إلى 25% على التوالي). يشبه مبدأ عمل محركات السيرفو ذات التيار المستمر مبدأ عمل محركات التيار المستمر العامة.

سرعة المحرك n هي n = E / K1j = (وا-يارا) / K1j، حيث E هي القوة الدافعة الكهربائية الخلفية للمحرك؛ K ثابت؛ j هو التدفق لكل قطب؛ وا و أيا هما جهد المحرك وتيار المحرك؛ را هي مقاومة المحرك. يمكن التحكم في سرعة محرك سيرفو التيار المستمر بتغيير وا أو φ، ولكن عادةً ما تُستخدم طريقة التحكم في جهد المحرك. في محركات سيرفو التيار المستمر ذات المغناطيس الدائم، يُستبدل ملف الإثارة بمغناطيس دائم، ويكون التدفق φ ثابتًا.

تتمتع محركات سيرفو التيار المستمر بخصائص تعديل خطي جيدة واستجابة سريعة للوقت.

تُقسّم محركات السيرفو عمومًا إلى سيرفو تيار مستمر وسيرفو تيار متردد. ومن مزايا محركات السيرفو تيار مستمر:

المزايا: التحكم الدقيق في السرعة، خصائص عزم الدوران والسرعة القوية للغاية، مبدأ بسيط، سهولة الاستخدام، ميزة السعر؛

العيوب: تبديل الفرشاة، حد السرعة، المقاومة الإضافية، جزيئات التآكل (للغرف النظيفة).

لمحركات سيرفو التيار المتردد

المزايا: خصائص التحكم في السرعة الجيدة، يمكن تحقيق التحكم السلس في نطاق السرعة بالكامل، لا يوجد تذبذب تقريبًا؛ كفاءة عالية، أكثر من 90٪، لا حرارة؛ التحكم في السرعة العالية؛ التحكم في الموضع بدقة عالية (اعتمادًا على نوع المشفر)؛ عزم دوران ثابت في منطقة التشغيل المقدرة؛ ضوضاء منخفضة؛ لا تآكل للفرشاة، خالٍ من الصيانة؛ لا جزيئات تآكل، لا شرارات، مناسب للغرف النظيفة، قصور ذاتي منخفض في البيئات المتفجرة؛

العيوب: تحكم أكثر تعقيدًا، يجب تعديل معلمات القيادة في الموقع، إعداد معلمات معرف العملية، يتطلب المزيد من الأسلاك

تطبيق محركات سيرفو التيار المستمر

تتميز محركات سيرفو التيار المستمر بخصائص أقوى من محركات سيرفو التيار المتردد. تُستخدم عادةً في أنظمة ذات قدرة أعلى قليلاً، مثل أنظمة التحكم في الموضع في أنظمة المتابعة.

تطبيق محركات سيرفو التيار المتردد

تبلغ طاقة خرج محركات سيرفو التيار المتردد عمومًا 0.1-100 واط، وينقسم تردد مصدر الطاقة إلى 50 هرتز، و400 هرتز، وما إلى ذلك. ويستخدم على نطاق واسع، كما هو الحال في أنظمة التحكم التلقائي المختلفة والتسجيل التلقائي وغيرها من الأنظمة.