محركات متزامنة منخفضة الطاقة
محركات كهربائية متزامنة منخفضة الطاقة (محركات دقيقة) تستخدم في أنظمة التشغيل الآلي ، والأجهزة المنزلية المختلفة ، والساعات ، والكاميرات ، إلخ.
تختلف معظم المحركات الكهربائية المتزامنة ذات الطاقة المنخفضة عن الآلات ذات الأداء العادي فقط في تصميم الدوار ، والذي ، كقاعدة عامة ، لا يحتوي على مجال لف وحلقات انزلاق وفرشاة مضغوطة ضدها.
لتوليد عزم الدوران ، يتكون الجزء المتحرك من سبيكة مغناطيسية صلبة ، يتبعها مغنطة مفردة في مجال مغناطيسي نبضي قوي ، ونتيجة لذلك تحتفظ الأقطاب فيما بعد بالمغنطة المتبقية.
عند استخدام مادة مغناطيسية ناعمة ، يتلقى الجزء المتحرك شكلاً خاصًا يوفر مقاومة مغناطيسية مختلفة لبوه المغناطيسي في اتجاهات شعاعية.
في وقت البدء ، يعمل المحرك المتزامن كمحرك تحريضي ، ويتم إنشاء عزم الدوران الأولي بسبب تفاعل المجال المغناطيسي الدوار للجزء الثابت مع التيارات المستحثة بواسطته في الملف الدوار قصير الدائرة. عندما يبدأ المحرك في حالة الإثارة ، فإن المجال المغناطيسي للمغناطيس الدائم للعضو الدوار يحفز e في لف الجزء الثابت. إلخ. v. التردد المتغير وهذا يسبب تيارات بسبب عزم الكبح الذي يحدث.
يتم تحديد عزم الدوران الناتج على عمود المحرك من خلال مجموع اللحظات الناتجة عن قصر دائرة اللف وتأثير الكبح ، أي الذي يعتمد على الانزلاق. أثناء تسارع الدوار ، يصل عزم الدوران هذا إلى قيمة دنيا ، والتي ، مع الاختيار الصحيح لملف البداية ، يجب أن تكون أكبر من عزم الدوران الاسمي.
عندما تقترب السرعة من التزامن ، يتم سحب الدوار ، كنتيجة لتفاعل مجال المغناطيس الدائم مع المجال المغناطيسي الدوار للجزء الثابت ، في التزامن ثم يدور بسرعة متزامنة.
يختلف تشغيل محرك متزامن مغناطيسي دائم قليلاً عن محرك الجرح المتزامن.
تتميز محركات المقاومة المتزامنة بدوار قطبي بارز مصنوع من مادة مغناطيسية ناعمة ذات تجاويف أو شقوق ، وبالتالي فإن مقاومتها المغناطيسية في الاتجاهات الشعاعية مختلفة. يتكون الدوار المجوف من صفائح مختومة من الفولاذ الكهربائي وله ملف بدء قصير الدائرة. هناك دوارات مصنوعة من مادة مغناطيسية صلبة ذات تجاويف مماثلة.يتكون الدوار المقطعي من صفائح من الفولاذ الكهربائي المصبوب مع الألومنيوم أو أي مادة مغناطيسية أخرى ، والتي تعمل كملف دائرة كهربائية قصيرة.
عندما يتم تشغيل لف الجزء الثابت ، يتم تدوير مجال مغناطيسي دوار ويبدأ المحرك بشكل غير متزامن. بعد الانتهاء من تسريع الدوار إلى السرعة المتزامنة ، تحت تأثير عزم الدوران التفاعلي بسبب اختلاف المقاومة المغناطيسية في الاتجاهات الشعاعية ، فإنه يدخل في التزامن ويقع بالنسبة إلى المجال المغناطيسي الدوار للجزء الثابت ، بحيث المقاومة المغناطيسية لهذا المجال هي الأكثر - الصغيرة.
بشكل عام ، يتم إنتاج محركات المقاومة المتزامنة بقوة تصنيف تصل إلى 100 واط ، وأحيانًا أعلى إذا كانت تعلق أهمية خاصة على بساطة التصميم وزيادة الموثوقية. بنفس الأبعاد ، تكون القدرة المقدرة لمحركات المقاومة المتزامنة أقل من 2 إلى 3 مرات من القدرة المقدرة للمحركات المتزامنة ذات المغناطيس الدائم ، لكنها أبسط في التصميم ، وتختلف بتكلفة أقل ، ولا يتجاوز معامل القدرة الخاص بها 0.5 و الكفاءة الاسمية تصل إلى 0.35 - 0.40.
تحتوي المحركات المتزامنة التخلفية على دوار من سبيكة مغناطيسية صلبة مع عريض دائرة التخلفية... لتوفير هذه المادة باهظة الثمن ، يتكون الجزء المتحرك من هيكل معياري ، حيث يتم توصيل العمود بغطاء مصنوع من مادة حديدية أو مغناطيسية ، وهو عبارة عن أسطوانة صلبة مقواة أو أسطوانة مجوفة مجمعة من ألواح مشدودة بحلقة قفل على عليه.يؤدي استخدام سبيكة مغناطيسية صلبة لتصنيع الدوار إلى حقيقة أنه عند تشغيل المحرك ، يتم إزاحة موجات توزيع الحث المغناطيسي على أسطح الجزء الثابت والدوار بالنسبة لبعضهما البعض بزاوية معينة ، تسمى زاوية التباطؤ ، والتي تسبب ظهور عزم دوران التباطؤ ، موجهة إلى دوران الدوار.
الفرق بين المحركات المتزامنة ذات المغناطيس الدائم والمحركات المتزامنة التخلفية هو أنه في السابق يكون الدوار ممغنطًا مسبقًا في مجال مغناطيسي نابض قوي أثناء تصنيع الماكينة ، وفي الأخير يتم مغناطيسه بواسطة المجال المغناطيسي الدوار للجزء الثابت.
عند بدء تشغيل محرك متزامن مع التباطؤ ، بالإضافة إلى لحظة التباطؤ الرئيسية في الآلات ذات الدوار الصلب ، يحدث عزم دوران غير متزامن بسبب التيارات الدوامة في الدائرة المغناطيسية للدوار ، مما يساهم في تسريع الدوار ودخوله في التزامن و مزيد من التشغيل بسرعة متزامنة مع إزاحة ثابتة للدوار بالنسبة للحقل المغناطيسي الدوار للجزء الثابت بزاوية يحددها الحمل على عمود الآلة.
تعمل المحركات المتزامنة التخلفية في كل من الوضعين المتزامن وغير المتزامن ، ولكن في الحالة الأخيرة مع الانزلاق المنخفض. تتميز المحركات المتزامنة ذات التباطؤ بعزم دوران كبير ، ودخول سلس إلى التزامن ، وتغير طفيف في التيار في حدود 20-30٪ أثناء الانتقال من وضع الخمول إلى وضع الدائرة القصيرة.
تتميز هذه المحركات بأداء أفضل من محركات التردد المتزامن ، وتتميز ببساطة التصميم والموثوقية والتشغيل الصامت والحجم الصغير والوزن المنخفض.
يؤدي عدم وجود لف قصير إلى تأرجح الدوار تحت الحمل المتغير ، مما يؤدي إلى تفاوت معين في دورانه ، مما يحد من نطاق تطبيقات الآلات التي يتم تصنيعها بقوة تصل إلى 400 واط للترددات الصناعية والمتزايدة ، بسرعات مفردة ومزدوجة.
لا يتجاوز عامل القدرة المقنن للمحركات المتزامنة التخلفية 0.5 ، وتصل الكفاءة المقدرة إلى 0.65.
عند تشغيل لف الجزء الثابت ، بسبب المنعطفات ذات الدائرة القصيرة ، يتم إنشاء تحول طور في الوقت المناسب بين التدفقات المغناطيسية للأجزاء غير المحمية والمحمية من القطبين ، مما يؤدي إلى إثارة المجال المغناطيسي الدوار الناتج. يساهم هذا المجال الذي يتفاعل مع الدوار في ظهور عزم الدوران غير المتزامن والتباطؤ ، مما يتسبب في تسارع الدوار ، والذي عند الوصول إلى السرعة المتزامنة ، تحت تأثير عزم الدوران التفاعلي والتخلفي ، يدخل في التزامن ويدور في الاتجاه من جزء غير محمي من القطب إلى الجزء المحمي حيث تدور الدائرة القصيرة.
لدي محركات عكسية ، بدلاً من قصر الدائرة ، يتم استخدام أربع لفات ، والتي توجد على جزأين من كل قطب مقسم ، وبالنسبة للاتجاه المقبول للدوران ، يكون زوج اللفات المقابل قصير الدائرة.
تتميز المحركات المتزامنة بالتباطؤ التفاعلي بأبعاد ووزن كبيرين نسبيًا ، ولا تتجاوز قوتها الاسمية 12 μW ، وتعمل بعامل قدرة منخفض جدًا ، ولا تتجاوز كفاءتها الاسمية 0.01.
يتم تحويل النبضات الكهربائية المتزامنة للتحكم في النبضات الكهربائية إلى زاوية دوران محددة ، ويتم تنفيذها بطريقة منفصلة. لديهم الجزء الثابت ، في الدائرة المغناطيسية التي يوجد فيها ملفان أو ثلاثة ملفات متطابقة مزاحة مكانيًا متصلة في سلسلة بمصدر للطاقة الكهربائية على شكل نبضات مستطيلة تردد قابل للتعديل. تحت تأثير النبضات الحالية ، تكون أقطاب الجزء الثابت ممغنطة على التوالي بقطبية متغيرة. يؤدي التغيير في اتجاه التيارات في لفات الجزء الثابت إلى انعكاس مناظر لمغنطة القطبين وإنشاء قطبية معاكسة جديدة.
يمكن أن يكون الجزء المتحرك البارز لمحركات السائر نشطًا ومتفاعلًا. يحتوي العضو الدوار النشط على ملف مجال تيار مباشر ، وحلقات منزلقة وفرشاة أو نظام مغناطيس دائم بقطبية متناوبة ، ويتم تنفيذ دوار تفاعلي بدون ملف مجال.
عدد الأقطاب الموجودة على الجزء المتحرك لمحرك متدرج يساوي نصف عدد الأعمدة الموجودة على الجزء الثابت. كل تبديل لفائف الجزء الثابت يدور المجال المغناطيسي الناتج للآلة ويؤدي إلى تحرك الدوار بشكل متزامن بخطوة واحدة.يعتمد اتجاه دوران الجزء المتحرك على قطبية النبضة المطبقة على ملف الجزء الثابت المقابل.
اقرأ أيضا: Selsyns: الغرض ، الجهاز ، مبدأ العمل