كيف تختلف المحركات الحثية عن المحركات المتزامنة؟

في هذه المقالة ، سننظر في الاختلافات الرئيسية بين المحركات الكهربائية المتزامنة والمحركات الحثية بحيث يمكن لأي شخص يقرأ هذه السطور أن يفهم هذه الاختلافات بوضوح.

المحركات غير المتزامنة أكثر انتشارًا اليوم ، ولكن في بعض الحالات تكون المحركات المتزامنة أكثر ملاءمة وأكثر فاعلية لحل مشكلات صناعية وإنتاجية محددة ، وسيتم مناقشة ذلك أدناه.

أولاً ، دعنا نتذكر ما هو المحرك الكهربائي. محرك كهربائي تسمى آلة كهربائية ، مصممة لتحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية لدوران الدوار وتعمل كمحرك لبعض الآليات ، على سبيل المثال ، لقيادة رافعة أو مضخة.

بالعودة إلى المدرسة ، تم إخبار الجميع وإظهار كيف يتنافر مغناطيسان من القطبين اللذين يحملان الاسم نفسه ، ومن القطبين المعاكسين - يجذبون. هو - هي مغناطيس دائم... ولكن هناك أيضًا مغناطيسات متغيرة. يتذكر الجميع رسمًا بإطار موصل يقع بين أقطاب مغناطيس دائم على شكل حدوة حصان.

سيصبح الإطار الموجود أفقيًا ، إذا تدفق تيار مباشر خلاله ، هو المجال المغناطيسي لمغناطيس دائم تحت تأثير زوج من القوى (قوة الأمبير) حتى يتم الوصول إلى توازن قائم.

إذا تم تمرير تيار مباشر عبر الإطار في الاتجاه المعاكس ، فسوف يدور الإطار أكثر. نتيجة لمثل هذا العرض المتناوب للإطار مع التيار المباشر في اتجاه واحد أو آخر ، يتم تحقيق دوران مستمر للإطار. الإطار هنا هو تناظرية لمغناطيس متغير.

يوضح المثال أعلاه بإطار دوار في أبسط أشكاله مبدأ تشغيل محرك كهربائي متزامن. يحتوي كل محرك متزامن دوار على لفات مجال يتم تزويدها بتيار مباشر يشكل المجال المغناطيسي للدور. يحتوي الجزء الثابت للمحرك الكهربائي المتزامن على لف الجزء الثابت الذي يشكل الحقل المغناطيسي للجزء الثابت.

عندما يتم تطبيق التيار المتردد على لف الجزء الثابت ، فإن الجزء المتحرك سوف يدور بتردد يتوافق مع تردد التيار في لف الجزء الثابت. ستكون سرعة الدوار متزامنة مع تردد تيار لف الجزء الثابت ، وهذا هو السبب في أن هذا المحرك الكهربائي يسمى متزامن. يتم إنشاء المجال المغناطيسي للعضو الدوار بواسطة التيار ، وليس ناتجًا عن مجال الجزء الثابت ، وبالتالي فإن المحرك المتزامن قادر على الحفاظ على السرعة المقدرة المتزامنة بغض النظر عن قوة الحمل ، بالطبع ضمن حدود معقولة.

يختلف المحرك التعريفي بدوره عن المحرك المتزامن. إذا استدعينا الصورة في الإطار وكان الإطار قصير الدائرة ببساطة ، فعندما يدور المغناطيس حول الإطار ، فإن التيار المستحث في الإطار سيخلق مجالًا مغناطيسيًا على الإطار وسيحاول الإطار اللحاق به مغناطيس.

ستكون سرعة الإطار تحت الحمل الميكانيكي دائمًا أقل من سرعة المغناطيس ، وبالتالي لن يكون التردد متزامنًا. يوضح هذا المثال البسيط كيفية عمل المحرك التعريفي.

في محرك كهربائي غير متزامن ، يتم تشكيل المجال المغناطيسي الدوار بواسطة تيار متناوب من لف الجزء الثابت الموجود في قنواته. لا يحتوي الجزء المتحرك للمحرك الحثي النموذجي على لفات على هذا النحو ، وبدلاً من ذلك يحتوي على قضبان قصيرة الدائرة (دوار السنجاب) ، ويسمى هذا الدوار دوار السنجاب. هناك أيضًا محركات تحريضية في الطور الدوار ، حيث يحتوي الدوار على لفات ، والمقاومة والتيار يمكن التحكم فيهما بواسطة مقاومة متغيرة.

إذن ما هو الفرق الرئيسي بين المحرك التعريفي والمحرك المتزامن؟ ظاهريًا ، فهي متشابهة ، وأحيانًا لا يميز حتى المتخصص محركًا كهربائيًا متزامنًا من محرك غير متزامن من خلال الخصائص الخارجية. يكمن الاختلاف الرئيسي في تصميم الدوارات. لا يتم تزويد دوار المحرك الحثي بالتيار ، ويتم تحفيز الأقطاب الموجودة عليه بواسطة المجال المغناطيسي للجزء الثابت.

يحتوي دوار المحرك المتزامن على لف مجال مدفوع بشكل مستقل. يتم ترتيب ساكنات المحرك المتزامن وغير المتزامن بنفس الطريقة ، والوظيفة في كل حالة هي نفسها - لإنشاء مجال مغناطيسي دوار على الجزء الثابت.

دائمًا ما تتأخر سرعة المحرك التحريضي تحت الحمل عن دوران المجال المغناطيسي للجزء الثابت بمقدار الانزلاق ، في حين أن سرعة المحرك المتزامن تساوي في التردد "ثورة" المجال المغناطيسي للجزء الثابت ، وبالتالي ، إذا كان يجب أن تكون السرعة ثابتة تحت الأحمال المختلفة ، ويفضل اختيار محرك متزامن ، على سبيل المثال في محرك القص المقصلة هو الأنسب لمهمته بواسطة محرك متزامن قوي.

مجال تطبيق المحركات غير المتزامنة اليوم واسع جدًا. هذه هي جميع أنواع الآلات ، والناقلات ، والمراوح ، والمضخات - كل تلك المعدات حيث يكون الحمل مستقرًا نسبيًا أو يكون تقليل سرعة الحمل أمرًا بالغ الأهمية لعملية العمل.

تتطلب بعض الضواغط والمضخات سرعة ثابتة عند أي حمل ؛ يتم تثبيت المحركات المتزامنة على هذه المعدات.

تعد المحركات المتزامنة أكثر تكلفة في التصنيع من المحركات غير المتزامنة ، لذلك إذا كان هناك خيار وكان الانخفاض الطفيف في السرعة تحت الحمل أمرًا غير بالغ الأهمية ، فإنها تحصل على محرك غير متزامن.

تستخدم المحركات الكهربائية المتزامنة على نطاق واسع في المحركات الكهربائية التي لا تتطلب التحكم في السرعة. بالمقارنة مع المحركات غير المتزامنة ، فإن لها عددًا من المزايا:

• كفاءة أعلى

• إمكانية إنتاج محركات بسرعة دوران منخفضة ، مما يجعل من الممكن التخلي عن التروس الوسيطة بين المحرك وآلة العمل ؛

• لا تعتمد سرعة المحرك على حمولة العمود ؛

• إمكانية استخدام الطاقة التفاعلية كأجهزة تعويضية.

يمكن أن تكون المحركات الكهربائية المتزامنة مستهلكة ومولدات قوة رد الفعل... تعتمد طبيعة وقيمة القدرة التفاعلية للمحرك المتزامن على حجم التيار في الملف الميداني. يُطلق على اعتماد التيار في جهد إمداد اللف للشبكة الكهربائية على تيار الإثارة الخاصية على شكل حرف U لمحرك متزامن. عند تحميل عمود المحرك بنسبة 100٪ ، يكون جيب التمام فاي يساوي 1. في هذه الحالة ، لا يستهلك المحرك الكهربائي الطاقة التفاعلية من الشبكة الكهربائية. في هذه الحالة ، يكون للتيار في لف الجزء الثابت قيمة دنيا.