المحرك الكهربائي الأحادي: مبادئ التيار المتردد والتيار المستمر، والأسلاك، والسرعات العالية، والاستكشاف البسيطة

مبدأ العمل ل محرك التيار المتردد

يقوم محرك التيار المتردد بتحويل الطاقة الكهربائية المتناوبة إلى دوران ميكانيكي باستخدام الحث الكهرومغناطيسي. المبدأ الأساسي واضح ومباشر: عندما يتدفق التيار المتردد عبر ملفات الجزء الثابت، فإنه ينتج مجالًا مغناطيسيًا يدور بسرعة يحددها تردد العرض وعدد أزواج الأقطاب - وهذا ما يسمى سرعة متزامنة . في نظام 50 هرتز مع الجزء الثابت ثنائي القطب، تبلغ سرعة التواقت 3000 دورة في الدقيقة؛ عند 60 هرتز تبلغ 3600 دورة في الدقيقة. مع وجود أربعة أقطاب، ينخفض ​​كلا الرقمين إلى النصف وفقًا لذلك.

في المحرك التعريفي - أكثر أنواع محركات التيار المتردد شيوعًا - لا يتم توصيل الدوار كهربائيًا بمصدر الإمداد. وبدلا من ذلك، فإن المجال المغناطيسي الدوار يكتسح الموصلات الدوارة، مما يؤدي إلى توليد جهد كهربائي وفقا لقانون فاراداي للحث الكهرومغناطيسي. هذا الجهد المستحث يدفع التيارات عبر الموصلات الدوارة. تقوم تيارات الجزء الدوار بدورها بإنشاء مجال مغناطيسي خاص بها، والذي يتفاعل مع مجال الجزء الثابت لإنتاج عزم الدوران الذي يسحب الجزء المتحرك في اتجاه الدوران. لا يصل الدوار أبدًا إلى السرعة المتزامنة - يُسمى الفرق زلة ، عادةً 2-8٪ عند التحميل الكامل - لأن الجزء المتحرك يجب أن يستمر في قطع خطوط المجال للحفاظ على التيار وعزم الدوران المستحث. عدم الانزلاق يعني عدم وجود تحريض، ولا تيار، ولا عزم دوران.

في أ محرك متزامن ، يتم إثارة الجزء المتحرك بشكل منفصل ويقفل على المجال الدوار، ويعمل بسرعة متزامنة تمامًا مع عدم الانزلاق. تُستخدم المحركات المتزامنة عند الحاجة إلى سرعة ثابتة ودقيقة - المولدات، والمحركات الصناعية الكبيرة، وبعض تطبيقات المؤازرة.

مكونات محرك التيار المتردد: الأجزاء ووظائفها

يعد فهم البنية الداخلية لمحرك التيار المتردد أمرًا ضروريًا للاختيار واستكشاف الأخطاء وإصلاحها والصيانة. المكونات الرئيسية متسقة عبر أنواع المحركات الحثية، على الرغم من أن تفاصيل البناء تختلف بين التصميمات أحادية الطور وثلاثية الطور.

الجزء الثابت

الجزء الثابت هو التجميع الخارجي الثابت. وهو يتألف من قلب مصفح من السيليكون والفولاذ - صفائح رقيقة (0.35 - 0.65 ملم) مكدسة ومترابطة لتقليل خسائر التيار الدوامي - مع فتحات مثقوبة في التجويف الداخلي لاستيعاب اللفات النحاسية. يتم ترتيب اللفات لإنتاج عدد محدد من الأقطاب المغناطيسية عند تنشيطها. إطار الجزء الثابت، عادة ما يكون من الحديد الزهر أو الألومنيوم المصبوب، يوفر غلافًا ميكانيكيًا ويعمل كمسار لتبديد الحرارة.

الدوار

الدوار هو التجمع الداخلي الدوار المثبت على العمود. في المحرك التحريضي ذو القفص السنجابي - وهو التصميم الأكثر شيوعًا إلى حد بعيد - يتكون الجزء الدوار من قلب مصفح مع قضبان من الألومنيوم أو النحاس المصبوب في الفتحات، ودائرة قصيرة عند كلا الطرفين بواسطة حلقات طرفية. يأتي الاسم من التشابه مع عجلة تمرين السنجاب. ليست هناك حاجة إلى اتصالات خارجية. في المحركات الدوارة الملفوفة، يتم توصيل اللفات النحاسية المعزولة عبر حلقات الانزلاق بالمقاومة الخارجية، مما يسمح بعزم الدوران وتعديل السرعة.

محامل

تدعم المحامل الكروية ذات الأخدود العميق العمود شعاعيًا ومحوريًا في كل من دروع نهاية القيادة وغير نهاية القيادة. إن جودة التحمل وفاصل التشحيم هما المحددان الأساسيان لعمر خدمة المحرك. يمثل الفشل المبكر للمحمل الناتج عن التلوث أو المحاذاة غير الصحيحة أو تجويع مواد التشحيم ما يقرب من 40-50% من جميع أعطال المحركات في الخدمة الصناعية.

نهاية الدروع والعمود

تغلق الدروع الطرفية (أجراس النهاية) إطار المحرك عند كل طرف، وتؤوي المحامل، وفي محركات TEFC (المغلقة تمامًا والمبردة بالمروحة)، تدعم حاجز المروحة الداخلي. ينقل عمود الخرج عزم الدوران إلى الحمل المدفوع من خلال وصلة توصيل أو بكرة أو وصلة شفة مباشرة. مادة العمود عادة ما تكون من الفولاذ متوسط ​​الكربون. يتم تحديد أعمدة الفولاذ المقاوم للصدأ للبيئات الغذائية أو المسببة للتآكل.

مروحة تبريد وصندوق طرفي

تقوم مروحة خارجية مثبتة على عمود غير محرك الأقراص بسحب الهواء عبر زعانف التبريد الموجودة على الإطار الخارجي في محركات TEFC. يوفر صندوق الأطراف غلافًا مقاومًا للعوامل الجوية لوصلات الإمداد، وفي المحركات أحادية الطور، وأطراف المكثف. يتم تصنيف الصناديق الطرفية حسب فئة حماية الدخول (IP) — IP55 هو معيار للاستخدام الصناعي العام؛ IP65 أو أعلى لبيئات الغسيل.

المحرك الكهربائي أحادي الطور: لماذا يحتاج إلى المساعدة في البدء

يمثل المحرك التحريضي أحادي الطور مشكلة أساسية: حيث ينتج إمداد أحادي الطور أ نابض مجال مغناطيسي وليس مجال دوار. يمكن حل المجال النابض رياضيًا إلى حقلين دوارين متساويين ومتقابلين يلغي كل منهما الآخر، مما ينتج عنه عزم دوران صافي صفر. ليس للمحرك اتجاه مفضل للدوران في حالة توقف تام ولن يبدأ التشغيل من تلقاء نفسه.

بمجرد الدوران (في أي اتجاه)، يهيمن أحد مكوني المجال المعاكسين للدوران، ويستمر المحرك في التسارع والتشغيل. التحدي هو حصرا عند بدء التشغيل. جميع تصميمات المحركات أحادية الطور تحل هذه المشكلة بنفس الطريقة من حيث المبدأ: إنشاء ملف ثانٍ مُزاح مكانيًا في الجزء الثابت، وحمل تيار في ذلك الملف الذي يكون منزاح الطور بالنسبة للملف الرئيسي، وينتج التياران معًا تقريبًا لمجال دوران ثنائي الطور يكفي لتوليد عزم الدوران. تختلف الطرق في كيفية تحقيق تحول الطور.

أسلاك المحرك التعريفي أحادي الطور وتوصيلات المكثفات

مكثف-بدء المحرك

في أ capacitor-start motor, an electrolytic start capacitor is wired in series with the auxiliary (start) winding. The capacitor shifts the auxiliary winding current approximately 80–90° ahead of the main winding current in phase — close to the 90° ideal for maximum starting torque. Starting torques of 200-350% من عزم الدوران عند الحمل الكامل يمكن تحقيقها. بمجرد وصول المحرك إلى حوالي 75% من سرعة التواقت، يقوم مفتاح الطرد المركزي بفصل ملف البداية والمكثف من الدائرة. يعد التشغيل على الملف الرئيسي وحده كافيًا لأن المحرك أصبح الآن مكتفيًا ذاتيًا.

الأسلاك القياسية لمحرك أحادي الطور يعمل بمكثف: يتصل الملف الرئيسي مباشرة عبر الخط (L) والمحايد (N). يتم توصيل ملف البداية بالتوازي مع الملف الرئيسي، ولكن مع مكثف البدء الموصول على التوالي في فرع ملف البداية. يوجد مفتاح الطرد المركزي في سلسلة مع ملف البداية (بعد المكثف) لفتح الدائرة بمجرد الوصول إلى سرعة التشغيل.

محرك المكثف المنفصل الدائم (PSC): شرح العملية

يستخدم محرك مكثف منقسم دائم مكثف تشغيل واحد الذي يبقى في الدائرة بشكل مستمر - سواء عند بدء التشغيل أو أثناء التشغيل العادي. لا يوجد مفتاح طرد مركزي ولا مكثف بدء التشغيل. يتم توصيل مكثف التشغيل على التوالي مع الملف المساعد ويبقى نشطًا في جميع الأوقات، ويقسم بشكل مستمر مصدر الطور الواحد إلى مرحلتين للحفاظ على مجال دوران ضعيف.

يتم تقليل المفاضلة من عزم دوران البداية - عادة ما يكون فقط 30-60٪ من عزم الدوران عند التحميل الكامل - لأن مكثفات التشغيل ذات حجم مناسب لكفاءة التشغيل، وليس أداء البداية. لذلك فإن محركات PSC مناسبة لـ تطبيقات عزم الدوران المنخفض: المراوح، والمنافيخ، والمضخات الصغيرة، ومعالجات الهواء ، حيث يتطلب الحمل المدفوع الحد الأدنى من عزم الدوران لبدء التحرك. في المقابل، توفر محركات PSC تشغيلًا سلسًا وهادئًا، وعدم وجود مفتاح طرد مركزي يتعطل، وعامل طاقة أفضل من الأنواع الأخرى أحادية الطور، وكفاءة تشغيل أعلى. إنها نوع المحرك السائد في وحدات ملفات مروحة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC) ومنافيخ الأفران السكنية.

الأسلاك لمحرك PSC مع اتصال أحادي الطور بأربعة أسلاك ومكثف: يتم توصيل محطتين بالملف الرئيسي (M1، M2 - عادة بني وأزرق)؛ يتم توصيل محطتين بالملف المساعد (A1، A2 - عادة باللونين الأحمر والأسود). يتصل مكثف التشغيل بين طرف ملف رئيسي وطرف مساعد، عادة M2 وA1. يتصل الخط والمحايد بـ M1 وM2 على التوالي. تعتمد الأسلاك الدقيقة على المخطط الطرفي للشركة المصنعة الموجود على لوحة اسم المحرك - تحقق دائمًا من لوحة الاسم قبل التوصيل.

مكثف بدء التشغيل، محرك تشغيل مكثف

يستخدم هذا التصميم مكثف بدء تشغيل كهربائيًا كبيرًا ومكثفًا أصغر لتشغيل الفيلم. يوفر مكثف البدء عزم دوران عاليًا؛ يقوم مفتاح الطرد المركزي بفصله بمجرد الوصول إلى سرعة التشغيل، تاركًا فقط مكثف التشغيل على التوالي مع الملف المساعد. وهذا يحقق أفضل ما في كلا النوعين: عزم دوران قوي وأداء تشغيل فعال. يستخدم في الضواغط وغسالات الضغط والأحمال الأخرى التي تتطلب عزم دوران عاليًا وكفاءة تشغيل مستمرة.

كيفية تغيير اتجاه دوران محرك أحادي الطور

يتم تحقيق عكس المحرك التعريفي أحادي الطور بواسطة تبديل توصيلات الملف الرئيسي أو الملف المساعد بالنسبة للإمداد – وليس كليهما . إن تبديل كلا الملفين في وقت واحد يترك علاقة الطور دون تغيير ولا يعكس الدوران.

من الناحية العملية، يتم في أغلب الأحيان تبديل أسلاك الملف المساعدة لأنها تحمل تيارًا أقل ويكون الوصول إلى التوصيلات أكثر سهولة. في محرك PSC بترتيب قياسي مكون من 4 أسلاك:

• الدوران إلى الأمام: اللف الرئيسي M1 → L، M2 → N؛ مكثف بين M2 و A1؛ أ2 → ن
• الدوران العكسي: مبادلة A1 وA2 - مكثف بين M2 وA2؛ أ1 → ن

بالنسبة للمحركات التي تعمل بمكثف، ينطبق نفس المبدأ: قم بعكس أسلاك ملف البداية فقط. يتم تكوين العديد من المحركات أحادية الطور في المصنع لاتجاه دوران محدد وتكون أسلاك بدء التشغيل متصلة داخليًا - في هذه الحالات، يكون العكس ممكنًا فقط عن طريق فتح المحرك وإعادة الاتصال داخليًا، أو قد لا يكون قابلاً للعكس على الإطلاق. تحقق دائمًا من لوحة الاسم أو مخطط الأسلاك قبل افتراض إمكانية الرجوع إلى الخلف.

في المحركات ثلاثية الطور، يكون العكس أبسط بكثير: قم بتبديل أي وصلتين من وصلات طور الإمداد الثلاثة (L1، L2، L3). يؤدي تبديل L1 وL2 إلى عكس تسلسل المجال المغناطيسي الدوار، مما يؤدي إلى عكس اتجاه الدوار على الفور.

ماذا يحدث لمحرك المروحة المحموم؟

تكون محركات المراوح - عادةً ما تكون تصميمات PSC - معرضة بشكل خاص لارتفاع درجة الحرارة لأن تبريدها يعتمد على تدفق الهواء عبر المروحة التي تقودها. إذا كان تدفق الهواء مقيدًا أو كان المحرك يعمل في بيئة حارة دون تهوية كافية، فإن العواقب تتبع تسلسلًا ضارًا يمكن التنبؤ به.

خط الحماية الأول في معظم المحركات هو أ حامي الزائد الحراري - شريط ثنائي المعدن أو ثرمستور PTC مضمن أو مثبت على ملفات الجزء الثابت. عندما تتجاوز درجة حرارة الملف عتبة الرحلة (عادة 130-150 درجة مئوية لعزل الفئة ب)، يفتح الحامي الدائرة ويغلق المحرك. يتم إعادة تشغيل أنواع إعادة الضبط التلقائي عندما يبرد المحرك؛ تتطلب أنواع إعادة الضبط اليدوي تدخلًا متعمدًا. إن التدوير الحراري المتكرر من خلال هذا الحامي - يصبح المحرك ساخنًا، ويتعثر، ويبرد، ويعاد تشغيله - هو في حد ذاته مدمر: كل دورة تُخضع عزل الملف والمكثف للضغط الحراري.

في حالة غياب الواقي الحراري، أو تجاوزه، أو فشل في التعثر في الوقت المناسب، يتفاقم الضرر:

• لف تدهور العزل: تحدد تصنيفات فئة عزل المحرك (الفئة أ: 105 درجة مئوية، الفئة ب: 130 درجة مئوية، الفئة F: 155 درجة مئوية، الفئة H: 180 درجة مئوية) أقصى درجة حرارة للملف. يؤدي التشغيل المستمر فوق درجة حرارة الطبقة المقدرة إلى تسريع تقادم العزل بشكل كبير - تنص قاعدة أرهينيوس الأساسية على أن كل ارتفاع 10 درجات مئوية فوق درجة الحرارة المقدرة يخفض عمر العزل إلى النصف . ما كان محركًا لمدة 20 عامًا يصبح محركًا لمدة 5 سنوات في ظل ارتفاع درجة الحرارة المعتدل.
• فشل مكثف: تتحلل مكثفات البدء الإلكتروليتية ومكثفات تشغيل الفيلم عند التعرض المستمر للحرارة. تفقد المكثفات الإلكتروليتية سعتها مع تبخر الإلكتروليت؛ قد ينتفخ الغلاف أو يتمزق. يتسبب مكثف التشغيل الفاشل في محرك PSC في فقدان المحرك للمجال المساعد لتقسيم الطور، وسحب تيار زائد في الملف الرئيسي، وارتفاع درجة الحرارة بشكل أكبر في حلقة تغذية مرتدة مدمرة.
• تحمل انهيار الشحوم: يتم تشحيم معظم محامل المحرك في المصنع بشحم تصل درجة حرارته إلى 120-150 درجة مئوية. فوق هذه العتبة، يتأكسد الشحوم ويتفحم، ويفقد مداهنته بسرعة. والنتيجة هي تآكل المحمل المتسارع، وزيادة الاحتكاك، وتوليد المزيد من الحرارة، وتشنج المحمل في نهاية المطاف.
• لف ماس كهربائى أو خطأ الأرض: يتيح الانهيار الكامل للعزل إمكانية الدوران إلى الدوران أو اللف إلى الإطار، مما ينتج عنه تيارات خطأ عالية، وتلف القوس المحتمل، ومخاطر الحريق إذا لم تقم الحماية الأولية بإزالة الخطأ بسرعة.

يعد تحديد ارتفاع درجة الحرارة مبكرًا - من خلال قياس الحرارة الدوري بالأشعة تحت الحمراء، أو مراقبة التيار، أو تحليل الاهتزاز - أقل تكلفة بكثير من استبدال محرك معطل وتشخيص السبب الجذري بعد الفشل.

مبدأ تشغيل محرك التيار المستمر

يعمل محرك التيار المستمر بمبدأ مختلف تمامًا عن المحرك التحريضي الذي يعمل بالتيار المتردد. عندما يستخدم محرك التيار المتردد الحث الكهرومغناطيسي لتحفيز تيار الجزء الدوار، فإن محرك التيار المستمر يطبق تيارًا مباشرًا على كل من مجال الجزء الثابت والدوار (عضو الإنتاج) من خلال اتصال كهربائي مباشر.

مبدأ التشغيل هو قانون قوة لورنتز : يتعرض موصل يحمل تيارًا في مجال مغناطيسي لقوة متعامدة مع اتجاه التيار واتجاه المجال. في محرك التيار المستمر، يقوم الجزء الثابت بإنشاء مجال مغناطيسي ثابت (عبر مغناطيس دائم أو ملفات المجال). التيار المباشر الذي يتم توفيره لملفات عضو الإنتاج من خلال الفرش والمبدل يجعل كل موصل عضو الإنتاج يختبر قوة لورنتز. مجموع هذه القوى المؤثرة على جميع الموصلات يخلق عزم دوران على عضو الإنتاج.

ال المبدل هو المكون الذي يعكس تدفق التيار عبر موصلات عضو الإنتاج في اللحظة المناسبة تمامًا للحفاظ على اتجاه عزم الدوران الثابت أثناء دوران عضو الإنتاج. وهو عبارة عن جهة اتصال أسطوانية مجزأة مثبتة على العمود، مع ضغط فرش الكربون عليه. عندما يدور عضو الإنتاج، تتلامس أجزاء المبدل المتعاقبة مع الفرش، مما يضمن أن التيار في كل موصل يتدفق دائمًا في الاتجاه الصحيح بالنسبة إلى مجال الجزء الثابت لإنتاج عزم الدوران في نفس اتجاه الدوران. بدون التبديل، سيصل الموصل إلى موضع تعكس فيه قوة لورنتز اتجاهها، وسيكون متوسط ​​عزم الدوران الصافي صفرًا.

في محركات التيار المستمر بدون فرش (BLDC)، يتم إجراء التبديل إلكترونيًا بواسطة وحدة تحكم تقوم بتسلسل التيار من خلال اللفات الثابتة، مع مغناطيس دائم على الدوار. يؤدي هذا إلى التخلص من تآكل الفرشاة والعاكس على حساب الحاجة إلى إلكترونيات التحكم في المحرك.

عزم دوران محرك التيار المستمر: الصيغة والعلاقات الرئيسية

ال torque produced by a DC motor is directly proportional to the armature current and the magnetic field strength. The fundamental torque equation is:

تي = ك × Φ × أنا _a

حيث T هو عزم الدوران (N·m)، وK هو ثابت المحرك (يتم تحديده بواسطة هندسة لف عضو الإنتاج، وعدد الأعمدة، وعدد الموصلات)، وΦ هو التدفق المغناطيسي لكل قطب (Wb)، وI _a هو تيار المحرك (A). يُكتب ثابت المحرك K أحيانًا كـ (PZA) / (2πA)، حيث P هو عدد الأقطاب، وZ هو العدد الإجمالي لموصلات عضو الإنتاج، وA هو عدد المسارات المتوازية في ملف عضو الإنتاج.

تترتب على هذه الصيغة عدة علاقات عملية مهمة:

• في أ shunt DC motor ، تدفق المجال Φ ثابت بشكل أساسي (ملف المجال متصل مباشرة عبر جهد الإمداد). وبالتالي فإن عزم الدوران يتناسب طرديًا مع تيار عضو الإنتاج فقط: مضاعفة تيار عضو الإنتاج، ومضاعفة عزم الدوران. يتم تنظيم السرعة في المقام الأول عن طريق المجالات الكهرومغناطيسية الخلفية، وتبقى مستقرة نسبيًا مع تغير الحمل - مما يجعل محركات التحويل مناسبة لتطبيقات السرعة الثابتة مثل المخارط والناقلات.
• في أ series DC motor ، يحمل ملف المجال نفس التيار الذي يحمله عضو الإنتاج. عند السرعات المنخفضة والأحمال العالية، يكون كل من Φ وI _a كبيرة وفي الطور - مقاييس عزم الدوران تقريبًا مع مربع التيار، وتنتج عزم دوران مرتفع للغاية . وهذا يجعل المحركات المتسلسلة مثالية لتطبيقات الجر (القاطرات الكهربائية والمحركات المبتدئة). الخطر: في حالة عدم التحميل، مع عدم وجود أي شيء يحد من ارتفاع تيار عضو الإنتاج، تزداد السرعة بلا حدود - لا ينبغي أبدًا تشغيل المحركات المتسلسلة وهي فارغة.
• مفاضلة عزم الدوران والسرعة: بالنسبة لمدخل طاقة معين، يرتبط عزم الدوران والسرعة عكسيًا — P = T × ω، حيث ω هي السرعة الزاوية بوحدة rad/s. المحرك الذي ينتج عزم دوران مرتفع عند سرعة منخفضة، أو عزم دوران منخفض عند سرعة عالية، عند نفس قوة العمود يعمل عند نفس نقطة الكفاءة؛ يحدد التطبيق المجموعة المطلوبة.

عزم دوران منخفض، محركات عالية السرعة: خصائص التصميم والتطبيقات

تم تصميم المحركات ذات عزم الدوران المنخفض وعالية السرعة لزيادة سرعة دوران العمود إلى أقصى حد مع قبول خرج عزم الدوران المنخفض. يتم تحقيق هذا المظهر من خلال خيارات تصميم محددة تختلف بشكل كبير عن تصميمات المحركات ذات عزم الدوران العالي.

في المحركات الحثية ذات التيار المتردد، تتطلب السرعات المتزامنة الأعلى عددًا أقل من أزواج الأقطاب: يعمل المحرك ثنائي القطب بسرعة 3000 دورة في الدقيقة (50 هرتز) أو 3600 دورة في الدقيقة (60 هرتز)، بينما يعمل المحرك رباعي الأقطاب بسرعة 1500/1800 دورة في الدقيقة. تتطلب زيادة السرعة بما يتجاوز السرعات المتزامنة القياسية تشغيل محرك التردد المتغير (VFD) أعلى من التردد الأساسي - مع ارتفاع التردد فوق المعدل، يعمل المحرك في منطقة إضعاف التدفق حيث تقل قدرة عزم الدوران بما يتناسب مع زيادة التردد ، بينما تستمر السرعة في الارتفاع. هذا هو القيد الأساسي للآلة: عند الجهد الثابت، يضعف التدفق فوق السرعة الأساسية، وتنخفض قدرة عزم الدوران.

في محركات DC وBLDC، تستخدم التصميمات عالية السرعة ما يلي:

• محاثة حديد التسليح منخفضة للسماح بالتغيرات الحالية السريعة عند ترددات التبديل العالية
• مغناطيس دائم أقوى (NdFeB) بكثافة تدفق أعلى للحفاظ على EMF الخلفي بسرعة دون الحاجة إلى أبعاد حديدية كبيرة
• موازنة دقيقة للدوار لمنع الاهتزاز عند عدد دورات مرتفع في الدقيقة - يتسع عدم التوازن مع مربع سرعة الدوران، مما يجعل تحمل التوازن أكثر أهمية بمقدار 10 مرات عند 30000 دورة في الدقيقة مقارنةً بـ 3000 دورة في الدقيقة
• محامل متخصصة (تلامس زاوي أو هجين سيراميكي) مصنفة لقيم DN عالية (قطر التجويف مم × سرعة دورة في الدقيقة)

تشمل التطبيقات قبضات الأسنان (400.000 دورة في الدقيقة)، ومغازل CNC (20.000-60.000 دورة في الدقيقة)، ومنافيخ الطرد المركزي، ومضخات التفريغ التوربينية الجزيئية، ومغازل الطحن عالية السرعة. في هذه السرعات، توفر الأداة المدفوعة أو المكره الحمل الفعال؛ تعتبر متطلبات عزم الدوران متواضعة، ولكن الحفاظ على السرعة الدقيقة وتقليل الجريان أمر بالغ الأهمية.

ما الذي يعكس تدفق التيار عبر محرك كهربائي

ال answer depends on the motor type — and the question has different meanings in AC and DC contexts.

في أ محرك العاصمة ، يتم عكس الاتجاه الحالي من خلال أي موصل حديدي فردي بواسطة المبدل and brush assembly . عندما يدور عضو الإنتاج، يمر كل جزء من مبدل التيار تحت ملامسة الفرشاة بالتسلسل. عندما يعبر موصل المستوى المحايد - وهو الموضع الذي لا يبذل فيه المجال المغناطيسي أي قوة عرضية - ينتقل اتصال الفرشاة من مقطع مبدل إلى آخر، ويعكس التيار في هذا الموصل اتجاهه. إن إجراء التحويل الميكانيكي هذا، الذي يحدث عدة مرات في كل دورة، يحافظ على عزم الدوران أحادي الاتجاه على الرغم من الدوران الفيزيائي للموصلات من خلال أقطاب المجال المتناوب. تضغط فرش الكربون على العاكس الدوار تحت شد الزنبرك؛ تؤثر مقاومة التلامس من الفرشاة إلى العاكس ومواد الفرشاة (درجات النحاس والكربون أو الإليكتروجرافيت أو الجرافيت الفضي) على جودة التبديل وعمر الفرشاة.

في المحرك التعريفي AC ، فإن التيار في ملفات الجزء الثابت ينعكس بشكل طبيعي عند تردد المصدر - 50 أو 60 مرة في الثانية - لأن جهد المصدر نفسه يتناوب. ليست هناك حاجة للتبديل الميكانيكي. يتم إحداث تيار الجزء الدوار وعكسه ذاتيًا بما يتناسب مع الانزلاق. لا يوجد عاكس في المحرك التحريضي المتناوب.

في أ محرك DC (BLDC) بدون فرش ، يتم تنفيذ وظيفة المبدل بواسطة وحدة التحكم الإلكترونية في السرعة (ESC) أو محرك المحرك، والذي يستخدم ترانزستورات الطاقة (عادةً MOSFETs أو IGBTs) لتبديل التيار خلال كل مرحلة من مراحل الجزء الثابت بالتسلسل الصحيح استنادًا إلى ردود فعل موضع الدوار من مستشعرات تأثير Hall أو استشعار EMF الخلفي. تعكس وحدة التحكم اتجاه التيار في كل زوج من الملفات بزاوية الدوار المناسبة، لتكرار ما يفعله المبدل ميكانيكيًا - ولكن بدون تآكل، وبدون تقوس، وبكفاءات أعلى من 95% في التصميمات المتميزة.