المحركات الصغيرة غير المتزامنة

عادة ، يتم تقسيم المحركات الكهربائية إلى ثلاث مجموعات: الطاقة الكبيرة والمتوسطة والمنخفضة. بالنسبة للمحركات منخفضة الطاقة (سوف نسميها محركات مصغرة) ، لم يتم تعيين الحد الأعلى للطاقة ، عادة بضع مئات من واط. تستخدم المحركات الصغيرة على نطاق واسع في الأجهزة والأجهزة المنزلية (أصبح لكل أسرة الآن العديد من المحركات الصغيرة - في الثلاجات والمكانس الكهربائية ومسجلات الأشرطة واللاعبين وما إلى ذلك) ، ومعدات القياس ، وأنظمة التحكم الآلي ، وتكنولوجيا الطيران والفضاء ، وغيرها من مجالات النشاط البشري.

ظهرت محركات التيار المستمر الأولى في ثلاثينيات القرن التاسع عشر. تم إجراء خطوة كبيرة في تطوير المحركات الكهربائية نتيجة للاختراع في عام 1856 من قبل المهندس الألماني سيمنز لمحول طاقة ذو ذراعين واكتشاف مبدأ الديناميكا الكهربائية في عام 1866. في عام 1883 ، تسلا ، وفي عام 1885 ، اخترع فيراري بشكل مستقل محرك AC غير متزامن. في عام 1884 ، ابتكرت شركة Siemens محرك تبديل مع تيار متناوب مع لف سلسلة الإثارة. في عام 1887 ، اقترح Hazelwander و Dolivo-Dobrovolsky تصميم دوار من نوع قفص السنجاب ، والذي سهّل بشكل كبير تصميم المحرك. في عام 1890 ، استخدم Chitin و Leblanc لأول مرة مكثف تحويل الطور.

في الأجهزة الكهربائية المنزلية ، بدأت المحركات الكهربائية تستخدم في عام 1887 - في المراوح ، في عام 1889 - في آلات الخياطة ، في عام 1895 - في التدريبات ، منذ عام 1901 - في المكانس الكهربائية. ومع ذلك ، حتى الآن ، كانت الحاجة إلى المحركات الصغرى كبيرة للغاية (يتم استخدام ما يصل إلى ستة محركات مصغرة في كاميرا فيديو حديثة) حتى نشأت الشركات والمؤسسات المتخصصة لتطويرها وإنتاجها.

المحركات الصغيرة غير المتزامنة أحادية الطور هي النوع الأكثر شيوعًا ، فهي تلبي متطلبات معظم محركات الأقراص الكهربائية للأجهزة والأجهزةتتميز بتكلفة منخفضة ومستوى ضوضاء وموثوقية عالية ولا تحتاج إلى صيانة ولا تحتوي على جهات اتصال متحركة.

إدراج. يمكن أن يكون محرك صغير غير متزامن مع واحد أو اثنين أو ثلاثة لفات. لا يحتوي المحرك المفرد على عزم دوران أولي لبدء التشغيل ، تحتاج إلى استخدامه ، على سبيل المثال ، محرك بدء التشغيل. في محرك ثنائي اللف ، يرتبط أحد اللفات ، الذي يسمى المحرك الرئيسي ، مباشرةً بمصدر التيار الكهربائي (الشكل 1). لإنشاء لحظة بداية في ملف مساعد آخر ، يجب ترحيل التيار في المرحلة بالنسبة للتيار الموجود في الملف الرئيسي. لهذا ، يتم تضمين المقاوم الإضافي في سلسلة مع لف مساعدة ، والتي يمكن أن تكون نشطة ، حثي أو سعوية في الطبيعة.

الشكل 1

في معظم الأحيان ، يتم تضمين مكثف في دائرة تزويد اللف المساعد ، مع الحصول على زاوية الطور المثلى للتيارات في اللفات تساوي 90 درجة (الشكل 1.6). يسمى المكثف الذي يتم تضمينه باستمرار في دائرة الطاقة لللف الإضافي بالواحدة العاملة. إذا كان من الضروري عند بدء تشغيل المحرك توفير عزم دوران متزايد ، فبالتوازي مع مكثف التشغيل S ، يتم تشغيل مكثف التشغيل Ca لوقت البدء (الشكل 1 ، ج). بعد تسارع المحرك إلى سرعة الدوران ، يتم إيقاف تشغيل مكثف التشغيل باستخدام مرحل أو مفتاح طرد مركزي. في الممارسة العملية ، يستخدمون غالبًا إصدار الشكل 1.6.

يمكن الحصول على تأثير إزاحة الطور عن طريق زيادة المقاومة النشطة لللف الإضافي بشكل مصطنع. يتم تحقيق ذلك إما عن طريق تشغيل مقاوم إضافي ، أو عن طريق تصنيع لف مساعد من سلك عالي المقاومة. بسبب زيادة تسخين الملف المساعد ، يتم إيقاف تشغيل الأخير بعد بدء تشغيل المحرك.تعد هذه المحركات أرخص وأكثر موثوقية من المحركات ذات المكثفات ، على الرغم من أنها لا توفر تحولًا طوريًا للتيارات المتعرجة البالغة 90 درجة.

لعكس اتجاه دوران عمود المحرك ، يجب أن يتم تضمين اللف الإضافي في دائرة الطاقة مغو أو مغو ، ونتيجة لذلك التيار في اللف الرئيسي سوف يتجاوز التيار في اللف المساعدة. في الممارسة العملية ، نادرًا ما يتم استخدام هذه الطريقة ، نظرًا لأن تحول الطور غير مهم بسبب الطبيعة الاستقلالية لمقاومة اللف المساعد.

في معظم الأحيان ، يتم استخدام طريقة تحول الطور بين اللفات الرئيسية والمساعد ، والتي تتكون في إغلاق اللف المساعد. يحتوي اللف الرئيسي على رابط مغناطيسي مع المساعد ، لذلك عندما يتم توصيل اللف الرئيسي بمصدر التيار الكهربائي ، يتم حث EMF في المساعد وينشأ تيار يخلف الطور عن تيار اللف الرئيسي. يبدأ دوار المحرك في الدوران من الاتجاه الرئيسي إلى اللف الإضافي.

محرك غير متزامن ثلاثي الطور يمكن استخدامه في وضع الطاقة أحادي الطور. يوضح الشكل 2 إدراج محرك ثلاثي اللفات وفقًا لمخططات "النجوم" و "المثلث" في وضع التشغيل أحادي الطور (مخطط Steinmets). اثنان من اللفات الثلاثة متصلة مباشرة بشبكة الإمداد ، والثالث متصل بجهد الإمداد من خلال مكثف البداية. لإنشاء عزم الدوران اللازم لبدء التشغيل ، يجب توصيل المقاوم في سلسلة مع مكثف ، المقاومة التي تعتمد على معايير اللفات المحرك.

الشكل 2

متعرج. على عكس المحركات غير المتزامنة ذات الثلاث لفات ، والتي تتميز بترتيب مكاني متماثل ونفس المعلمات من اللفات على الجزء الثابت ، في المحركات ذات الإمداد بالطاقة أحادية الطور ، فإن اللفائف الرئيسية والإضافية لها معايير مختلفة. بالنسبة إلى اللفات المتناظرة ، يمكن تحديد عدد الأخاديد لكل قطب ومرحلة من التعبير: q = N / 2pm ، حيث N هو عدد أخاديد الجزء الثابت ؛ m هو عدد اللفات (المراحل) ؛ ع هو عدد الأعمدة. في اللفات غير المتكافئة ، يتغير عدد الأخاديد التي يشغلها كل لف بشكل ملحوظ. لذلك ، فإن اللفات الرئيسية والمساعدة لها عدد مختلف من المنعطفات. مثال نموذجي هو اللف 2 / 3-1 / 3 (الشكل 3) ، حيث يتم شغل 2/3 من فتحات الجزء الثابت من قبل الرئيسي و 1/3 هي اللف المساعدة.

الشكل 3

تصميم. يُظهر الشكل 4 مقطعًا عرضيًا من محرك به ملفان مركزان أو ملفوفان يقعان في أعمدة الجزء الثابت. يتم تشكيل كل لف (رئيسي 1 ومساعدة 2) بواسطة ملفين موجودين في أعمدة متقابلة. يتم وضع الملفات على الأعمدة وإدخالها في نير الجهاز ، والتي في هذه الحالة لها شكل مربع. من جانب فجوة هواء العمل ، يتم الاحتفاظ باللفائف بواسطة نتوءات خاصة تعمل كحذاء قطبي 3. وبفضلها ، يقترب منحنى توزيع تحريض المجال المغناطيسي في فجوة هواء العمل من الجيوب الأنفية. بدون هذه النتوءات ، يكون شكل المنحنى المحدد مستطيلًا تقريبًا. كعنصر تحويل مرحلة لمثل هذا المحرك ، يمكنك استخدام كل من مكثف ومقاوم. يمكنك أيضا ماس كهربائى لف متعرج. في هذه الحالة ، يتم تحويل المحرك إلى جهاز غير متزامن مع أعمدة الانقسام.

الأشكال 4 ، 5

تُستخدم محركات الانقسام القطبية بشكل شائع بسبب بساطتها الهيكلية وموثوقيتها العالية والتكلفة المنخفضة. يحتوي هذا المحرك أيضًا على لفتين على الجزء الثابت (الشكل 5). اللف الرئيسي 3 مصنوع على شكل ملف ويتم توصيله مباشرة بشبكة الإمداد. اللف الإضافي 1 قصير الدائرة ويحتوي على واحد إلى ثلاثة لفات لكل قطب. ويغطي جزء من القطب ، وهو ما يفسر اسم المحرك. يتكون اللف الإضافي من الأسلاك النحاسية ذات الشكل المستدير أو المسطح مع مقطع عرضي من عدة ملليمترات مربعة ، والتي تنحني إلى انعكاسات على الشكل المقابل. ثم يتم توصيل نهايات اللفات باللحام.يتكون محرك المحرك من دائرة قصيرة ، ويتم تركيب زعانف التبريد في نهايته ، مما يحسن تبديد الحرارة من لفات الجزء الثابت.

يظهر الشكلان 6 و 7 خيارات التصميم لمحركات الانقسام القطبية. من حيث المبدأ ، يمكن تحديد موقع الملف الرئيسي بشكل متماثل أو غير متماثل فيما يتعلق بالدوار. يوضح الشكل 6 تصميم المحرك مع لف رئيسي غير متماثل 5 (فتحة تصاعد 1 ؛ تحويلة مغناطيسية ؛ 3 - لف دائرة قصيرة ؛ 4 - فتحات تصاعد ومحاذاة ؛ 6 - إطار لف ؛ 6 - إطار نير). يحتوي هذا المحرك على تناثر كبير في التدفق المغناطيسي في الدائرة المغناطيسية الخارجية ، وبالتالي فإن كفاءته لا تتجاوز 10-15 ٪ ، ويتم تصنيعه بقوة لا تزيد عن 5-10 واط.

من وجهة نظر manufacturability ، فإن المحرك ذو اللف الرئيسي المتماثل الموجود في مكان متماثل أكثر تعقيدًا. في المحركات بقوة 10-50 واط ، يتم استخدام الجزء الثابت المركب (الشكل 7 ، حيث: 1 - حلقة نير ؛ 2 - حلقة قصيرة الدائرة ؛ 3 - قطب ؛ 4 - قفص السنجاب الدوار ؛ 5 - تحويلة مغناطيسية). نظرًا لحقيقة أن الأعمدة الحركية مغطاة بالنير وتوجد اللفات داخل النظام المغنطيسي ، فإن التدفقات المغناطيسية للانتثار تكون أقل بكثير مما في التصميم في الشكل 6. كفاءة المحرك 15-25 ٪.

الأشكال 6 ، 7

 

الشكل 8

لتغيير سرعة المحرك مع أعمدة الانقسام ، استخدم دائرة القطب المتقاطع (الشكل 8). في ذلك ، يعد تبديل عدد أزواج أعمدة اللفات الثابتة أمرًا بسيطًا للغاية ، حيث إنه يعد تغييرًا يكفي لتشغيل اللفات المضمنة وفقًا لللفات المضمنة. في المحركات ذات الأعمدة المنقسمة ، يتم استخدام مبدأ التحكم في السرعة أيضًا ، والذي يتألف من تبديل ملفات اللف من سلسلة إلى موازية.

بريادكو إيه دي

اقرأ أيضا:محرك ميناتو المغناطيسي: هل هناك وفرة من الطاقة المغناطيسية؟

Comments

[#1]

المقال جيد يمكنك إضافة التفاصيل.

[#2 جينة]

المؤلف لديك خطأ. فراري بدلا من فاراداي. أو أنا مخطئ وكان في الواقع فيراري