ربما لا توجد آلية أو آلة جادة واحدة لا تستخدم المحركات الكهربائية. في سيارة، مع غسالةوالآلات الزراعية والأجهزة المنزلية الصغيرة - يُستخدم المحرك الكهربائي في كل مكان. الأكثر انتشارًا هو المحرك الكهربائي غير المتزامن وسنتحدث عنه اليوم.

المحركات المتزامنة وغير المتزامنة في الهندسة الميكانيكية وفي الحياة اليومية

نظرًا لبساطته وفعاليته من حيث التكلفة، يمكن أن يكون المحرك الكهربائي غير المتزامن مفيدًا ليس فقط في الهندسة الميكانيكية وفي الحياة اليومية، ولكننا سننظر بالضبط في المحركات التي يتم العثور عليها غالبًا. السبب وراء شعبية محرك التيار المتردد غير المتزامن هو توفره، والقدرة على الاتصال بأي منفذ طاقة دون أي مقومات أو أجهزة مطابقة، بالإضافة إلى سهولة الصيانة والإصلاح في حالة حدوث شيء ما.

هناك نوعان من المحركات الكهربائية غير المتزامنة - مع الدوار قفص السنجابومع الدوار الجرح. ولكن أولاً، من المفيد فهم التصميم وتعلم مبدأ تشغيل محرك غير متزامن مع دوار على شكل قفص سنجابي، وبعد ذلك يصبح سبب شعبيته واضحًا. على الرغم من أن المحرك غير المتزامن تم تطويره في نهاية القرن التاسع عشر، إلا أن تصميمه لم يخضع لأي تغييرات كبيرة حتى الآن.

مزايا محرك التيار المتردد

السمة الرئيسية لخصائص هذا المحرك ومظاهره الأكثر قيمة هي حقيقة أن الحمل على المحرك لا يعتمد عمليا بأي شكل من الأشكال على سرعة العمود. المجالات المغناطيسية و القوة الدافعة الكهربائيةتمت دراستها منذ مائتي عام، وأصبح محركنا غير المتزامن أفضل تأكيد على ذلك، فهو أحد أكثر المحركات طرق فعالةتحول الطاقة.

يعتمد مبدأ تشغيل هذا المحرك فقط على تفاعل الحركة حقل مغناطيسيوعنصر موصل يقع داخل هذا المجال. يتكون المحرك، كما كان معروفًا منذ المدرسة، من وحدتين أساسيتين - العضو الدوار والعضو الثابت. يقوم الجزء الثابت فقط بتوليد مجال مغناطيسي دوار. من الناحية الهيكلية، الجزء الثابت عبارة عن قلب معدني به ملف مصنوع من سلك نحاسمع العزل الحراري.

داخل الجزء الثابت، داخل مجاله المغناطيسي، تم وضع الدوار، وهو عمود ذو قلب ولف. يوضح الشكل أدناه رسمًا تخطيطيًا لجهاز محرك غير متزامن.
وفقًا للمخطط، من الواضح أن الجزء الثابت يتكون من صفائح مكدسة وعدة لفات ملفوفة على قلب صفائحي. يمكن توصيل هذه اللفات مخططات مختلفةحسب نوع الجهد . يتم إزاحة كل من اللفات بالنسبة لبعضها البعض بمقدار 120 درجة. ويمكن أن يكون دوار مثل هذا المحرك من نوعين أساسيين.

لا يختلف الجزء المتحرك من نوع الطور بشكل أساسي في اللف عن الجزء الثابت. هذا لف ثلاث مراحل، نهاياتها متصلة بنمط نجمة. ترتبط الأطراف الحرة للملفات بحلقات التجميع الحالية. تكون الحلقات على اتصال بالموصل من خلال الفرش وبالتالي من الممكن تركيب مقاوم محدد إضافي في دائرة التوصيل.

يعمل المقاوم، باعتباره بداية ناعمة، على تمكين تقليل قيم تيار البداية، والتي يمكن أن تصل إلى قيم كبيرة جدًا.

الدوار القفص السنجابي وخصائصه

الجزء الدوار ذو القفص السنجابي عبارة عن قلب مكدس مصنوع من صفائح فولاذية خاصة. يحتوي القلب على قنوات لا تعزل اللفات عن بعضها البعض، بل على العكس من ذلك - فهي مملوءة بمعدن خفيف منصهر منخفض الذوبان، وتشكل قضبان مثبتة على الحلقات في الأطراف.

يعتمد المعدن الذي تصنع منه هذه القضبان والذي يستخدم لملء الفراغات بين النوى على الخصائص المطلوبة للمحرك ويمكن أن يكون إما من النحاس أو الألومنيوم.

كيف يعمل المجال المغناطيسي؟

يعمل المحرك على أساس عملية الحصول على عمل ميكانيكي نتيجة تأثير مجال مغناطيسي متحرك على الموصل. يتم تطبيق الجهد على ملف الجزء الثابت، حيث تقوم كل مرحلة بتوليد التدفق المغناطيسي الخاص بها. يعتمد تردد التدفق المغناطيسي بشكل مباشر على تردد التيار المتدفق إلى نهايات الملف.

أهلاً بكم. سعيد لرؤيتك على موقع الويب الخاص بي. موضوع مقال اليوم: تصميم ومبدأ تشغيل المحركات الكهربائية غير المتزامنة. أود أيضًا أن أقول القليل عن طرق ضبط سرعة دورانها، وإدراج مزاياها وعيوبها الرئيسية.

سبق لي أن كتبت مقالات بخصوص المحركات الكهربائية غير المتزامنة. إذا كان أي شخص مهتما، يمكنك قراءتها. هنا القائمة:

حسنًا ، دعنا ننتقل الآن إلى موضوع مقال اليوم.

في الوقت الحاضر، من الصعب جدًا تخيل كيف سيكون وجود الجميع المؤسسات الصناعية، إذا لم تكن هناك أجهزة غير متزامنة. يتم تثبيت هذه المحركات في كل مكان تقريبًا. حتى في المنزل، كل شخص لديه مثل هذا المحرك. يمكنه الوقوف على يدك غسالة، على المروحة، على محطة الضخ، في غطاء محرك السيارة وهلم جرا.

بشكل عام، يعد المحرك الكهربائي غير المتزامن إنجازًا هائلاً في الصناعة العالمية. في جميع أنحاء العالم، تنتج أكثر من 90 بالمائة من جميع المحركات المنتجة.

محرك كهربائي غير متزامن هو سيارة كهربائية، الذي يحول الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية. أي أنه يستهلك كهرباء، وفي المقابل يعطون عزم الدوران الذي يمكنك من خلاله تدوير العديد من الوحدات.

وكلمة "غير متزامن" في حد ذاتها تعني غير متزامن أو غير متزامن في الزمن. لأنه في مثل هذه المحركات تكون سرعة الدوار أقل قليلاً من سرعة الدوران حقل كهرومغناطيسيالجزء الثابت. ويسمى هذا التأخر أيضًا بالانزلاق.

يُشار إلى هذا الانزلاق بالحرف: S

ويتم حساب الانزلاق باستخدام الصيغة التالية: S = (n1 - n2)/ n1 - 100%

حيث n1 هو التردد المتزامن للمجال المغناطيسي للجزء الثابت؛

n2 هي سرعة دوران العمود.

جهاز محرك كهربائي غير متزامن.

يتكون المحرك من الأجزاء التالية:

1. الجزء الثابت مع اللفات. أو إطار يوجد بداخله الجزء الثابت مع اللفات.

2. الدوار. هذا إذا كانت دائرة كهربائية قصيرة. وإذا كان طورًا فيمكننا القول إنه مرساة أو حتى جامع. أعتقد أنه لن تكون هناك أخطاء.

3. تحمل الدروع. في المحركات القوية، لا تزال أغطية المحامل ذات الأختام في المقدمة.

4. المحامل. يمكن أن تكون منزلقة أو متدحرجة، اعتمادًا على التصميم.

5. مروحة التبريد. مصنوعة من البلاستيك أو المعدن.

6. كفن المروحة. تحتوي على فتحات لإمداد الهواء.

7. بورنو أو مربع المحطة. لتوصيل الكابلات.

هذه كلها تفاصيلها الرئيسية، ولكن حسب النوع والنوع والتصميم قد تختلف قليلاً.

يتم إنتاج المحركات الكهربائية غير المتزامنة بشكل رئيسي في نوعين: ثلاث مراحل وأحادية الطور. بدورها، يتم تقسيم الأنواع ثلاثية الطور إلى أنواع فرعية: مع دوار قفص السنجاب أو دوار الطور.

الأكثر شيوعًا هي ثلاثية الطور مع دوار قفص السنجاب.

الجزء الثابت له شكل دائري ويتم تجميعه من صفائح من الفولاذ الخاص، معزولة مع بعضها البعض، ويشكل هذا الهيكل المجمع نواة ذات أخاديد. يتم وضع اللفات بسلك لف خاص معزول بالورنيش في أخاديد القلب. يتم صب هذا السلك بشكل رئيسي من النحاس، ولكن أيضًا من الألومنيوم. إذا كان المحرك قويًا جدًا، فأنا أقوم بعمل اللفات باستخدام قضيب التوصيل. يتم وضع اللفات بحيث يتم إزاحتها بالنسبة لبعضها البعض بمقدار 120 درجة. ترتبط اللفات الجزء الثابت في نجمة أو مثلث.

الدوار، كما كتبت أعلاه، يمكن أن يكون قصير الدائرة أو الطور.

العمود ذو الدائرة القصيرة هو عمود يتم وضع صفائح من الفولاذ الخاص عليه أيضًا. تشكل صفائح التنضيد هذه قلبًا في الأخاديد التي يُسكب فيها الألومنيوم المنصهر. يتدفق هذا الألمنيوم بالتساوي على طول الأخاديد ويشكل قضبانًا. وعند حواف هذه القضبان تكون مغلقة بحلقات من الألومنيوم. اتضح أنه نوع من "قفص السنجاب".

دوار الطور عبارة عن عمود ذو قلب وثلاثة لفات. بعض الأطراف، والتي عادة ما تكون متصلة على شكل نجمة، والأطراف الثلاثة الثانية متصلة بحلقات الانزلاق. ويتم إمداد هذه الحلقات بالتيار الكهربائي باستخدام الفرش.

إذا قمت بإضافة مقاومة متغيرة للحمل إلى دائرة اللفات الطورية، وقمت بزيادة المقاومة النشطة عند بدء تشغيل المحرك، فبهذه الطريقة يمكنك تقليل تيارات البدء الكبيرة.

مبدأ التشغيل.

عندما يتم تطبيق التيار الكهربائي على اللفات الجزء الثابت، يحدث تيار كهربائي في هذه اللفات. كما تتذكر، من الكلمات المكتوبة أعلاه، يتم تحويل مراحلنا بالنسبة لبعضها البعض بنسبة 120 درجة. ويبدأ هذا التدفق في اللفات بالتناوب.

وعندما يدور التدفق المغناطيسي للجزء الثابت، يظهر تيار كهربائي في اللفات الدوارة، ومجال مغناطيسي خاص بها. يبدأ هذان المجالان المغناطيسيان في التفاعل ويجعلان دوار المحرك الكهربائي يدور. هذا إذا كان الدوار قصير الدائرة.

بناءً على مبدأ الروبوت، شاهد مقطع الفيديو.

حسنًا، مع دوار الطور، في الواقع، المبدأ هو نفسه. يتم تطبيق الجهد على الجزء الثابت والدوار. يظهر مجالان مغناطيسيان، ويبدأان في التفاعل وتدوير الدوار.

مزايا وعيوب المحركات غير المتزامنة.

المزايا الرئيسية للمحرك الكهربائي غير المتزامن مع دوار القفص السنجابي:

1. جهاز بسيط للغاية مما يقلل من تكلفة تصنيعه.

2. السعر أقل بكثير مقارنة بالمحركات الأخرى.

3. جدا دائرة بسيطةيطلق.

4. لا تتغير سرعة دوران العمود عمليا مع زيادة الحمل.

5. يتحمل بشكل جيد الأحمال الزائدة قصيرة المدى.

6. إمكانية ربط محركات ثلاثية الطور بشبكة أحادية الطور.

7. الموثوقية والقدرة على العمل في أي ظروف تقريبًا.

8. يتمتع بكفاءة عالية جدًا وcos φ.

عيوب:

1. لا يمكن التحكم في سرعة الدوار دون فقدان الطاقة.

2. إذا قمت بزيادة الحمل، فإن عزم الدوران ينخفض.

3. ابتداء من عزم الدورانصغير جدًا مقارنة بالآلات الأخرى.

4. عند التحميل الزائد، يزداد مؤشر cos φ

5. تيارات التدفق العالية.

مزايا المحركات الدوارة الجرح:

1. بالمقارنة مع محركات قفص السنجاب، لديه عزم دوران كبير إلى حد ما. هذا يسمح لها بالعمل تحت الحمل.

2. يمكن أن تعمل مع حمل زائد طفيف، وفي نفس الوقت تظل سرعة العمود دون تغيير تقريبًا.

3. تيار انطلاق صغير.

4. يمكن استخدام أجهزة البدء الأوتوماتيكية.

عيوب:

1. أبعاد كبيرة.

2. الكفاءة وcos φ أقل من المحركات ذات القفص السنجابي. وعندما يتم تحميلها بشكل ناقص، فإن هذه المؤشرات لها قيمة دنيا.

3. من الضروري خدمة آلية الفرشاة.

وهنا سأنهي مقالتي. إذا كانت مفيدة لك، شاركها مع أصدقائك في في الشبكات الاجتماعية. إذا كان لديك أي أسئلة، فاطرحها في التعليقات واشترك في التحديثات. الوداع.

مع خالص التقدير، الكسندر!

محرك غير متزامنهي آلة التيار المتردد. كلمة "غير متزامن" تعني غير متزامن. وهذا يعني أنه في المحركات غير المتزامنة، تختلف سرعة دوران المجال المغناطيسي عن سرعة دوران الجزء المتحرك. الأجزاء الرئيسية للآلة هي الجزء الثابت والدوار، مفصولة عن بعضها البعض بفجوة هوائية موحدة.

رسم بياني 1. بناء المحركات غير المتزامنة

الجزء الثابت هو الجزء الثابت من الآلة (الشكل 1، أ). يتم تجنيد جوهرها، من أجل تقليل خسائر التيار الدوامي، من صفائح مختومة من الفولاذ الكهربائي بسماكة 0.35 - 0.5 مم، معزولة عن بعضها البعض بطبقة من الورنيش. يتم وضع اللف في أخاديد الدائرة المغناطيسية للجزء الثابت. في محركات ثلاثية الطورلف ثلاث مراحل. يمكن توصيل مراحل اللف على شكل نجمة أو مثلث حسب حجم جهد الشبكة.

الدوار هو الجزء الدوار من المحرك. القلب المغناطيسي للدوار عبارة عن أسطوانة مصنوعة من صفائح مختومة من الفولاذ الكهربائي (الشكل 1، ب, الخامس). يتم وضع اللفات في فتحات الدوار، اعتمادًا على نوع اللف، يتم تقسيم دوارات المحركات غير المتزامنة إلى قفص سنجابي ومرحلة (مع حلقات انزلاق). يتكون الملف ذو الدائرة القصيرة من قضبان نحاسية أو ألومنيوم عارية (الشكل 1، ز) ، متصلة عند الأطراف بحلقات مصنوعة من نفس المادة ("قفص السنجاب").

بالنسبة للدوار المجروح (انظر الشكل 1، الخامس) يتم وضع لف ثلاثي الطور في أخاديد الدائرة المغناطيسية، وترتبط مراحلها بنجم. ترتبط الأطراف الحرة لمراحل اللف بثلاث حلقات انزلاقية نحاسية مثبتة على عمود المحرك. حلقات الانزلاق معزولة عن بعضها البعض وعن العمود. يتم ضغط فرش الكربون أو الجرافيت النحاسي على الحلقات. من خلال حلقات الانزلاق والفرش، يمكن توصيل مقاومة متغيرة للتشغيل والضبط ثلاثية الطور بملف الدوار.

تحويل طاقة كهربائيةإلى ميكانيكي في محرك غير متزامن يتم تنفيذه من خلال مجال مغناطيسي دوار. المجال المغناطيسي الدوار هو تدفق ثابت يدور في الفضاء بسرعة زاوية ثابتة.

الشروط الضروريةإثارة المجال المغناطيسي الدوار هي:

التحول المكاني لمحاور لفائف الجزء الثابت،

التحول المؤقت للتيارات في ملفات الجزء الثابت.

يتم استيفاء الشرط الأول من خلال الترتيب المناسب للملفات الممغنطة على الدائرة المغناطيسية للجزء الثابت. يتم إزاحة محاور الطور للملف في الفضاء بزاوية 120 درجة. يتم ضمان الشرط الثاني من خلال تزويد ملفات الجزء الثابت نظام ثلاث مراحلضغط.

عند تشغيل المحرك شبكة ثلاثية الطوريتم إنشاء نظام تيارات من نفس التردد والسعة في ملف الجزء الثابت، ويتم إجراء التغييرات الدورية بالنسبة لبعضها البعض مع تأخير قدره 1/3 من الفترة.

تخلق تيارات الطور المتعرج مجالًا مغناطيسيًا يدور بالنسبة للجزء الثابت بتردد n 1، دورة في الدقيقة، وهو ما يسمى السرعة المتزامنة للمحرك:

أين و 1- التردد الحالي للشبكة، هرتز؛

ر- عدد أزواج أقطاب المجال المغناطيسي.

عند تردد التيار الكهربائي القياسي هرتز، تردد دوران المجال وفقًا للصيغة (1) واعتمادًا على عدد أزواج القطب له المعاني التالية:

بالتناوب، يتقاطع المجال مع موصلات الملف الدوار، مما يؤدي إلى تحفيز المجال الكهرومغناطيسي فيها. مع لف الدوار المغلق، يسبب المجال الكهرومغناطيسي تيارات، يؤدي تفاعلها مع المجال المغناطيسي الدوار إلى إنتاج دوران عزم الدوران الكهرومغناطيسي. سرعة الدوار في وضع المحرك آلة غير متزامنةهو دائما أقل من تردد دوران المجال، أي. الدوار "يتخلف" عن المجال الدوار. فقط في ظل هذه الحالة، يتم تحفيز المجال الكهرومغناطيسي في الموصلات الدوارة، ويتم إنشاء تدفق تيار وعزم دوران. وتسمى ظاهرة تخلف الجزء الدوار عن المجال المغناطيسي بالانزلاق. تتميز درجة تخلف الجزء الدوار عن المجال المغناطيسي بقيمة الانزلاق النسبي

أين ن 2- سرعة الدوار، دورة في الدقيقة.

بالنسبة للمحركات غير المتزامنة، يمكن أن يختلف الانزلاق من 1 (البدء) إلى قيمة قريبة من 0 (التباطؤ).

يطلق الكتاب المرجعي باللغة الإنجليزية على المحرك الكهربائي غير المتزامن اسم المحرك التعريفي. على الفور يتم تنقيط حرف i. الإنترنت مليء بالأسئلة حول الاختلافات بين هذا النوع من الآلات، والفروق الدقيقة في المحركات العاكسة والمتزامنة، ولكن في الواقع يتبين أن الأمر بسيط. النوع الوحيد من المحركات الذي يصنع الأقطاب بواسطة ظاهرة الحث. تستخدم التصميمات الأخرى مغناطيسًا دائمًا وملفات تعمل بالتيار... فقط المحركات الحثية (غير المتزامنة) تستخدم التداخل الذي يخلق قوة دافعة. يحدد العامل الميزة - الفرق بين سرعة دوران العمود وتردد المجال.

جهاز محرك غير متزامن

لنبدأ بأبسط خيار شائع: التغذية. التيار المتناوبالمقدمة إلى اللفات الجزء الثابت. انظر إلى الصورة: مثال نموذجي للجزء الثابت. بعد إزالة الدوار، من المستحيل معرفة نوع المحرك الذي ينتمي إليه القلب المكسو بالنحاس. لقد تلقينا الاستنتاج الرئيسي: الجزء الثابت لا يحدد طريقة التكوين القوة الدافعة. بل إنه يعمل كدعم بالنسبة للجزء الثابت.

نرى نواة مركبة تحتوي على ملفين. اتجاه اللف يخلق قطبين بارزين. لا يمكن تسمية تركيزات شدة المجال شمالًا أو جنوبًا، نظرًا لأن اتجاه الخطوط يتغير باستمرار (مع ضعف تردد الشبكة البالغ 100 هرتز). يتم تنفيذ التجميع على النحو التالي:

1. يتم جرح الملفات بشكل منفصل. يعرف المصممون عدد الدورات المطلوبة والأسلاك التي يجب استخدامها.
2. يتم وضع الخصلة الناتجة بعناية على فواصل الدائرة المغناطيسية (الشكل التقليدي للحرف T). للعزل، يتم وضع طبقة من الفينيل أو بوليمر آخر.
3. ثم تنحني نهايات اللفات قليلاً نحو المحيط، وتستقر المنعطفات بإحكام على قاعدة الحرف T.
4. في حالتنا، يكون اللب مركبًا، ويتم إدخال الجزء الداخلي في الحلقة الخارجية باستخدام الملفات. ولكن في كثير من الأحيان يكون التصميم أبسط.

يتم تجميع القلب من صفائح معزولة عن بعضها البعض باستخدام الورنيش. يعمل محرك كهربائي غير متزامن بقدرة 230 فولت؛ ويولد المجال المتناوب تيارات دوامية، مما يؤدي إلى تأثير انعكاس المغنطة. لتقليل الخسائر، يتم تقسيم القلب إلى لوحات. يوفر الفولاذ الخاص المخلوط مع إضافات السيليكون معامل توصيل كهربائي منخفض.

الجزء الثابت للمحرك الكهربائي

في المحركات الكهربائية غير المتزامنة المنزلية، يوجد قطبان للجزء الثابت. توجد هناك استثناءات للقاعدة. في صورة أخرى نرى الجزء الثابت لمحرك غير متزامن مروحة أرضيةبثلاث سرعات. ثمانية أقطاب، لتشغيل مثل هذه الكومة من الحديد، كان هناك حاجة إلى مكثف. يغير مرحلة الجهد بمقدار 90 درجة تحت الصفر بالنسبة للتيار. يصبح من الممكن إنشاء حقل دوار متناوب داخل الجزء الثابت. هذا النوعتسمى المحركات غير المتزامنة بمحركات مكثفة.

كان نيكولا تيسلا أول من اقترح استخدام المرحلتين.

الرسم البياني يبدو مثل هذا:

1. يتم تشغيل أربع لفات تقع على قمم الصليب بواسطة شبكة 230 فولت. اثنان - متقابلان - لهما علامة قطب واحدة، والآخران - الآخر. وتبين أن المجال يدور بنصف سرعة الشبكة (25 هرتز). وهذا يكفي لكي تعمل المروحة بشكل صحيح.
2. لا يمكن بدء التشغيل والتشغيل السلس للمحرك الكهربائي غير المتزامن إلا في الظروف التي يكون فيها المجال سلسًا. لهذه الأغراض، يتم استخدام أربع اللفات، والكذب قطريا. هنا يتم تحويل الجهد بمقدار 90 درجة. استخدام الملفات المساعدة تحديدتتحسن.

كيف يتم ضبط المنعطفات؟ تقوم وحدات التحكم في سرعة المحرك التعريفي بتبديل اللف. تم تصميم لوحة مفاتيح التحكم للسماح بالضغط على زر واحد في كل مرة، أو عدم الضغط على أي زر على الإطلاق. ثمانية اللفات لديها زوج من الصنابير. يقوم الجزء الثابت بإجراء التحويلات اللازمة، ويتم تشغيل بعض الفروع بواسطة مكثف. يؤدي الضغط على كل زر إلى تنشيط جزء من اللف. الجزء الثابت بأكمله يعمل بأقصى سرعة.

مبدأ تشغيل الدائرة

تم توضيح رسم تخطيطي تقريبي يوضح مبدأ التشغيل في الصورة. يتم ضبط سرعة الدوران عن طريق تبديل اللفات بالأزرار 1، 2، 3. يتم تحديد الحاجة إلى الحماية ضد التشغيل المتزامن من خلال متطلبات عملية عاديةالأجهزة. ونتيجة لذلك، يتم التحكم في السرعة بأبسط الطرق.

يتكون قلب الدائرة المغناطيسية من صفائح من الفولاذ الكهربائي، مما يقلل من فقدان الحرارة. يمكن أن تصل درجة الحرارة إلى مستويات كبيرة، لذلك تم تجهيز الجزء الدوار لمحرك المروحة غير المتزامن بشفرات (انظر الصورة). يمكن لأي مروحة حقًا تسخين الهواء فقط، وليس العكس.

دوارات المحركات الحثية

الدوار المحرك التعريفي

في في هذه الحالةسيوفر المحرك التشغيل على المدى الطويل. لذلك، تم تجهيز الدوار بشفرات مروحة عرضية. يساعد على تبريد الهيكل في ليالي الصيف الحارة. يمكن للمالك أن ينام بسلام، متجاهلاً احتمال نشوب حريق. أي جهاز جيد يعمل بنفس الطريقة (يبرد نفسه). في هذه الحالة، تم تصميم المحرك وفقًا لتصميم الدوار ذو القفص السنجابي. توجد أسطوانة على العمود، حيث يتم غائرة الموصلات النحاسية في السيلومين. تقصير لبعضها البعض مع موصل حلقة. يُطلق على مثل هذا الحل الفني في الأدبيات تقليديًا اسم قفص السنجاب (العجلة) لأسباب واضحة.

المحرك الكهربائي غير المتزامن ذو القفص السنجابي هو المهيمن في الحياة اليومية. يتم تحفيز الحقول الموجودة في الموصلات بواسطة الجزء الثابت، ثم يحدث الاقتران من خلال الأثير، ويلتقط العمود السرعة. لن يلحق أبدًا بتردد الشبكة. نظرًا لأن التيارات المستحثة تصل إلى الصفر، ينكسر الالتصاق. يتباطأ العمود ويتم التقاطه بواسطة الحقل مرة أخرى. تعمل المحركات الكهربائية غير المتزامنة أحادية الطور وأي محركات أخرى بطريقة مماثلة. في جوهر الأمر، لا يوجد فرق في كيفية إنشاء الحقل المتغير.

هناك عائلة كبيرة أخرى. يختلف تصميم المحرك الكهربائي غير المتزامن بشكل أساسي. وقد تم تجهيز الدوار مع اللفات، مثل محرك العاكس. عادة ثلاث مراحل. وهذا سيجعل من الممكن إنشاء حقول أقوى بكثير، وتنشأ مشكلة كبيرة: من الصعب تحريك العمود. تخلق قوة المجال الهائلة قوة التصاق لا تصدق، مما يؤدي إلى احتمال تعطل المعدات. بالإضافة إلى ذلك، لن يتم فك العمود على الإطلاق.

لهذا السبب، لتقليل قوة التيارات المستحثة (شدة المجال)، يتم إدخال مقاومة متغيرة في دائرة جميع مراحل الدوار. تمنع المقاومة النشطة المجال الكهرومغناطيسي من تطوير الطاقة على العمود: يتم تبديد جزء منها بواسطة حرارة جول الناتجة عن المقاومة النشطة. إن عزم الدوران الأولي للمحرك غير المتزامن مع دوار الجرح كبير جدًا، ولا يوجد توقف في السرعة. من الواضح أن قيمة مقاومة المقاومة المتغيرة لكل تصميم مختلفة. يتم تحديد الشكل الدوار للمحرك الكهربائي غير المتزامن، والخصائص المحددة، وحمل البداية.

يرجى ملاحظة أنه في جميع الحالات مع المحركات غير المتزامنة نلاحظ خسائر كبيرة. هذا واضح بشكل خاص في مثال المقاومة المتغيرة. يتم إهدار قوة المحرك الكهربائي غير المتزامن بشكل مباشر كتبديد الحرارة. الميزة الرئيسية لهذه الفئة من الأجهزة لا تزال تعتبر بساطة التصميم والصيانة. وإلا فإن أي نوع من المحركات الكهربائية غير المتزامنة كان سيذهب إلى مزبلة التاريخ.

كيف يعمل المحرك غير المتزامن؟

يقوم الجزء الثابت بإنشاء مجال مغناطيسي دوار. يتم تحديد اتجاه خطوط التوتر بواسطة قاعدة الثقب ( اليد اليمنى). لذلك، دعونا نضع الجزء الثابت جانبًا الآن ونحاول فهم ما يحدث على التوازي في الجزء الدوار. لنبدأ مع قفص السنجاب.

يوجد داخل الجزء الثابت حقل، يتم توجيه خطوط شدته، للتقريب الأول، نحو المركز حيث يقع العمود. يتم عبور موصل قفص السنجاب بزاوية 90 درجة تقريبًا. وفقا لقاعدة اليد اليمنى، فإن المجال المتناوب يحفز القوة الدافعة الكهربية، التي تولد تيارا. والنتيجة هي إجابة.

أي زوج من الموصلات في قفص السنجاب يتحول إلى إطار. يدور حقل الجزء الثابت حوله. وفقًا لقاعدة اليد، يظهر حقل استجابة، موجهًا عكس الحقل الأصلي:

1. يتحرك الدوار أبطأ من الجزء الثابت. دع الدوران يصف عقرب الساعة.
2. في مرحلة ما، يبدأ القطب الشمالي في اللحاق بأحد موصلات قفص السنجاب.
3. يتم توجيه التيار بحيث تتجه الخطوط الدائرية لشدة المجال المغناطيسي المتبادل نحو القطب.
4. اتضح أنه قبل المسار يواجه العمود علامة الشحن التي تحمل الاسم نفسه ويبدأ في دفعها. يتشكل "جنوب" من الخلف، محاولًا الركض خلف الميدان.

شرح قصير وبسيط لسبب بدء قفص السنجاب في الدوران في النهاية. لا ينبغي أن يكون الدوار ثقيلًا جدًا، كما أن التصاق الحقول ليس قويًا جدًا. وهذا ما يفسر قوة الجر المنخفضة التي طورها المحرك غير المتزامن في البداية. بدءا الحاليمرتفع لأنه لا يوجد شيء يمنع توليد المجال داخل الجزء الثابت. يرجى ملاحظة: في الدوار للمحرك غير المتزامن أحادي الطور، الموضح في الصورة في بداية المقالة، تميل موصلات قفص السنجاب قليلاً إلى محور الأسطوانة. يساعد على إنشاء قطب مغناطيسي أكثر انتظامًا، للتعويض عن أوجه القصور (التفاوت في المقام الأول) في دوران المجال الثابت.

يتكون دوار الطور من ملفات، يتم توجيه وضعها الطبيعي تقريبًا إلى مركز المحرك (العمود). يمكنك أن تتخيل كل واحدة منها كخلية متضخمة لقفص السنجاب. هناك العديد من المنعطفات (في التدريبات، على سبيل المثال، حوالي 40)، وقوة المجال أعلى بكثير. ونظرًا للقفزة الحادة في البداية، سيصبح استهلاك الطاقة كبيرًا جدًا. مستوى EMF مهم (يتم تحديده بواسطة معدل تغير التدفق المغناطيسي). يتم استكمال دائرة الدوار بمتغير متغير في محاولة للتعويض عن النقص. تعمل المقاومة النشطة على تقليل التيار، مما يقلل بشكل طبيعي من مجال الاستجابة الناتج عن الموصلات.

يمكن للدوار الملفوف أن يحسن خصائص المحركات الكهربائية غير المتزامنة؛ حيث يوفر موصلان أو ثلاثة موصلات (تقريبًا) قوة جر أكبر. بالسلبيات حل تقنيوتشمل وجود جامعي الحالية، وجهاز فرشاة. لتقليل التآكل في بعض المحركات غير المتزامنة، بعد اكتساب السرعة، يتم تقصير دائرة الدوار بواسطة آلية خاصة. تم تمديد عمر المعدات بشكل كبير.

نحن لا نرى أي سبب للنظر في الجزء الدوار المجروح بمزيد من التفصيل؛ ويمكن أن يكون القفص السنجابي المقوى بمثابة توضيح أفضل. تخيل: بدلاً من قطعة واحدة كان هناك أربعون قطعة! يتم تنظيم المبلغ (من 40 وما دون) من خلال مقاومة المقاومة المتغيرة.

كيفية ضبط سرعة المحرك التعريفي

أي محرك كهربائي، بما في ذلك المحرك غير المتزامن ثلاثي الطور، غير قادر على تطوير سرعات قريبة من تردد المجال. إنهم يحاولون تقليل عدد الأعمدة. لكن حتى في هذه الحالة، نادرًا ما يكون من الممكن تحقيق السرعة المطلوبة البالغة 3000 دورة في الدقيقة (50 هرتز × 60 ثانية). مستحيل في الأساس. يتم زيادة عدد أعمدة الجزء الثابت لتقليل السرعة، كما هو موضح أعلاه في مثال المروحة الأرضية.

في كثير من الأحيان يتم ممارسة توصيل محرك كهربائي غير متزامن مع دوار قفص السنجاب بمنظم سعة ثلاثي الطور. ستسمح لك هذه التقنية بتحقيق النتيجة ببساطة قدر الإمكان. تكون تيارات المحركات الكهربائية غير المتزامنة عالية في البداية، "بفضل" فقدان قلب الجزء الدوار (تتناقص مع زيادة السرعة). لا يمكن القول أن إصلاح الجزء الثابت بأيديهم يقع ضمن فئة الأجزاء الثابتة البسيطة، لكنه أفضل بكثير من إعادة لف دوار المبدل. تفسر بساطة التصميم حب الصناعة لهذا النوع من الأجهزة.

يتكون المحرك الكهربائي غير المتزامن من جزأين رئيسيين - الجزء الثابت والدوار. الجزء الثابت من المحرك يسمى الجزء الثابت. يتم عمل الأخاديد داخل الجزء الثابت حيث يتم وضع ملف ثلاثي الطور مدعومًا ثلاث مراحل الحالية. يُطلق على الجزء الدوار من الماكينة اسم الدوار، ويتم أيضًا وضع اللفات في أخاديدها. يتم تجميع الجزء الثابت والدوار من صفائح مختومة منفصلة من الفولاذ الكهربائي بسماكة 0.35-0.5 مم. يتم عزل صفائح الفولاذ الفردية عن بعضها البعض بطبقة من الورنيش. تكون فجوة الهواء بين الجزء الثابت والدوار صغيرة قدر الإمكان (0.3-0.35 ملم في الآلات منخفضة الطاقة و1-1.5 ملم في الآلات عالية الطاقة).
اعتمادًا على تصميم الدوار، تتوفر المحركات غير المتزامنة مع دوارات ذات قفص سنجابي ودوارات ملفوفة. الأكثر انتشارًا هي المحركات ذات الدوارات ذات القفص السنجابي، فهي بسيطة التصميم وسهلة التشغيل.
يتم وضع لف الجزء الثابت ثلاثي الطور في فتحات ويتكون من عدد من الملفات المتصلة ببعضها البعض. يتكون كل ملف من لفة واحدة أو أكثر، معزولة عن بعضها البعض وعن جدران الأخدود.

أرز. 1. أنواع مختلفةاللفات الجزء الثابت المحركات الكهربائية غير المتزامنة

في التين. 1، أ) يُظهر ملف الجزء الثابت لمحرك كهربائي غير متزامن. في هذا الملف، يتكون كل ملف من موصلين. اللف، المكون من ثلاث ملفات، يخلق مجالًا مغناطيسيًا بقطبين. خلال فترة واحدة من تيار ثلاثي الطور، يقوم المجال المغناطيسي بعمل ثورة واحدة. عند تردد 50 هرتز، فإن هذا يتوافق مع 50 دورة في الدقيقة، أو 3000 دورة في الدقيقة.
في التين. 1، ب) يُظهر ملفًا يتكون فيه كل جانب من الملف من موصلين.
تبلغ سرعة دوران المجال المغناطيسي للجزء الثابت رباعي الأقطاب نصف سرعة دوران المجال للجزء الثابت ثنائي القطب، أي 1500 دورة في الدقيقة (عند 50 هرتز). يظهر في الشكل 1 ملف الجزء الثابت بأربعة أقطاب مع موصل واحد لكل قطب وطور. 1، ج)، ومع موصلين لكل قطب ومرحلة - في الشكل 1. 1 د). المجال المغناطيسي للعضو الثابت ذو ستة أقطاب لديه سرعة أقل بثلاث مرات من المجال المغناطيسي للعضو الثابت ثنائي القطب، أي 1000 دورة في الدقيقة (عند 50 هرتز). يظهر في الشكل 1 ملف الجزء الثابت ذو ستة أقطاب مع موصل واحد لكل قطب وطور. 1، ه). عدد جميع الفتحات الموجودة على الجزء الثابت يساوي ثلاثة أضعاف ناتج عدد أقطاب الجزء الثابت وعدد الفتحات لكل قطب ومرحلة.

وهو المحرك الكهربائي الأكثر شيوعاً المستخدم في الصناعة. دعونا نلقي نظرة على جهازه. في الجزء الثابت من المحرك - الجزء الثابت 1 - يوجد ملف ثلاثي الطور 2 (الشكل 2)، مدعوم بتيار ثلاثي الطور. يتم إخراج بدايات المراحل الثلاث لهذا الملف إلى درع مشترك مثبت خارجيًا على غلاف المحرك.

أرز. 2. محرك كهربائي غير متزامن مع دوار قفص السنجاب
تم تقوية قلب الجزء الثابت المجمع في غلاف من الحديد الزهر لثلاثة محركات. يتم أيضًا تجميع الجزء الدوار للمحرك - الدوار 4 - من صفائح منفصلة من الفولاذ. يتم وضع قضبان النحاس في أخاديد الدوار، والتي يتم لحامها بحلقات نحاسية على كلا الجانبين.

أرز. 3. الدوار قفص السنجاب
أ - الدوار مع لف قصير الدائرة، ب - "عجلة السنجاب"،
ج - دوار على شكل قفص سنجابي مملوء بالألمنيوم؛
1 - قلب الدوار، 2 - حلقات الإغلاق، 3 - قضبان النحاس،
4- ريش التهوية
وبالتالي، فإن جميع القضبان تكون قصيرة الدائرة على كلا الجانبين. إذا تخيلنا لف مثل هذا الدوار بشكل منفصل، فهذا هو مظهرسوف تشبه "عجلة السنجاب". حاليًا، بالنسبة لجميع المحركات التي تصل طاقتها إلى 100 كيلووات، فإن "عجلة السنجاب" مصنوعة من الألومنيوم عن طريق سكبها تحت الضغط في أخاديد الدوار. يدور العمود 6 في محامل مثبتة فيه تحمل الدروع 7 و 8. يتم تثبيت الدروع على غلاف المحرك بمسامير. يتم تثبيت بكرة على أحد طرفي عمود الدوار لنقل الدوران إلى آلات العمل أو الآلات.
جهاز الجزء الثابت محرك غير متزامنمع دوار الجرح ولفه لا يختلفان عن تصميم الجزء الثابت للمحرك ذو القفص السنجابي. يكمن الاختلاف بين هذه المحركات الكهربائية في تصميم الدوار.

أرز. 4. قسم محرك غير متزامن مع دوار ملفوف
1 - عمود المحرك، 2 - الدوار، 3 - لف الدوار، 4 - الجزء الثابت، 5 - لف الجزء الثابت، 6 - السكن، 7 - أغطية المحمل، 8 - المروحة، 9 - حلقات الانزلاق
يحتوي دوار الطور على ثلاث ملفات طور متصلة ببعضها البعض بواسطة نجم (في كثير من الأحيان بواسطة مثلث). ترتبط نهايات ملفات طور الدوار بثلاث حلقات نحاسية مثبتة على عمود الدوار ومعزولة عن بعضها البعض وعن قلب الدوار الفولاذي، ونتيجة لذلك يُطلق على هذا المحرك أيضًا اسم محرك حلقة الانزلاق. يتم تثبيت ثلاث حلقات بشكل صارم على عمود الدوار (من خلال الفواصل العازلة). يتم وضع الفرش على الحلقات، والتي يتم وضعها في حاملات الفرشاة المثبتة على أحد أغطية المحامل.
تتمتع الفرش التي تنزلق على طول سطح حلقات الدوار دائمًا باتصال كهربائي جيد معها وبالتالي فهي متصلة بملفات الدوار. ترتبط الفرش بمتغير متغير ثلاثي الطور.