محرك العاكس عبارة عن آلة كهربائية متزامنة يتم فيها صنع مفتاح التيار في الملف ومستشعر موضع الدوار على شكل نفس الجهاز - مجموعة مجمعات الفرشاة. يأتي هذا الجهاز بأشكال عديدة.
أصناف
عادة ما يشتمل محرك عاكس التيار المستمر على عناصر مثل:
- دوار ثلاثي الأقطاب على محامل الأكمام ؛
- مغناطيس دائم ثنائي القطب ؛
- ألواح نحاسية كفرشاة لتجميع المبدل.
هذه المجموعة نموذجية لحلول الطاقة الأقل المستخدمة عادةً في ألعاب الأطفال حيث لا تتطلب الطاقة العالية. تتضمن المحركات الأكثر قوة العديد من العناصر الهيكلية:
- أربع فراشي من الجرافيت على شكل تجميع جامع ؛
- دوار متعدد الأقطاب على محامل متدحرجة ؛
- مغناطيس دائم ثابت بأربعة أقطاب.
غالبًا هذا النوع من الأجهزة الحركيةتستخدم في السيارات الحديثة لقيادة مروحة نظام التبريد والتهوية ومضخات الغسالة والمساحات وعناصر أخرى. هناك أيضًا مجاميع أكثر تعقيدًا.
تتضمن قوة محرك كهربائي بعدة مئات من واط استخدام الجزء الثابت رباعي الأقطاب المصنوع من المغناطيسات الكهربائية. لتوصيل ملفاته ، يمكن استخدام إحدى الطرق العديدة:
- على التوالي مع الدوار. في هذه الحالة ، يتم الحصول على أقصى عزم دوران كبير ، ومع ذلك ، نظرًا لسرعة التباطؤ العالية ، يكون خطر تلف المحرك مرتفعًا.
- بالتوازي مع الدوار. في هذه الحالة ، تظل السرعة ثابتة في ظل ظروف الحمل المتغيرة ، لكن العزم الأقصى يكون أقل بشكل ملحوظ.
- الإثارة المختلطة ، عندما يتم توصيل جزء من اللف في سلسلة وجزء على التوازي. في هذه الحالة ، يتم الجمع بين مزايا الخيارات السابقة. يستخدم هذا النوع لمبتدئين السيارات.
- الإثارة المستقلة ، والتي تستخدم مصدر طاقة منفصل. في هذه الحالة ، يتم الحصول على الخصائص المقابلة للوصلة المتوازية. نادرًا ما يستخدم هذا الخيار.
يتميز محرك المبدل بمزايا معينة: فهي سهلة التصنيع والإصلاح والتشغيل ، كما أن مدة خدمتها كبيرة جدًا. كعيوب ، يتم عادةً إبراز ما يلي: عادةً ما تكون التصميمات الفعالة لهذه الأجهزة عالية السرعة وعزم دوران منخفض ، لذلك تتطلب معظم محركات الأقراص تثبيت علب التروس. هذا التأكيد له ما يبررهنظرًا لأن الآلة الكهربائية الموجهة بسرعة منخفضة تتميز بكفاءة أقل من الواقع ، بالإضافة إلى مشاكل التبريد المرتبطة بذلك. هذه الأخيرة تجعل من الصعب إيجاد حل أنيق لها.
محرك عاكس عالمي
هذا البديل هو نوع من آلة تبديل التيار المستمر قادرة على العمل على كل من التيار المستمر والتيار المتردد. انتشر الجهاز في بعض أنواع الأجهزة المنزلية والأدوات اليدوية نظرًا لصغر حجمه وخفة وزنه وقلة تكلفته وسهولة التحكم في سرعته. غالبًا ما توجد كمركبة جر على خطوط السكك الحديدية في الولايات المتحدة وأوروبا. يمكنك النظر في جهاز المحرك الكهربائي.
ميزات التصميم
لفهم هذه المشكلة بشكل أفضل ، يجب أن تفكر بمزيد من التفصيل في ما شكل أساس الجهاز المقدم. نوع محرك العاكس العالمي هو جهاز يعمل بالتيار المباشر مع لفات إثارة متصلة في سلسلة ، ومُحسَّنة للتشغيل على التيار المتردد لشبكة إمداد الطاقة المنزلية. يدور المحرك في اتجاه واحد ، بغض النظر عن القطبية. ويرجع ذلك إلى حقيقة أن التوصيل المتسلسل لملفات الجزء الثابت والدوار يؤدي إلى تغيير متزامن في أقطابها المغناطيسية ، ونتيجة لذلك يتم توجيه عزم الدوران الناتج في اتجاه واحد.
ما هو مصنوع؟
يتضمن محرك عاكس التيار المتردد استخدام مغناطيسيمادة لينة مع تباطؤ منخفض. لتقليل خسائر تيار الدوامة ، يتكون هذا العنصر من ألواح مكدسة مع عزل. كمجموعة فرعية من آلات تجميع التيار المتردد ، من المعتاد تحديد وحدات التيار النبضي ، والتي يتم الحصول عليها عن طريق تصحيح تيار دائرة أحادية الطور دون استخدام تجانس تموج.
غالبًا ما يتميز محرك عاكس التيار المتردد بالميزة التالية: في وضع السرعة المنخفضة ، لا تسمح المقاومة الاستقرائية لملفات الجزء الثابت باستهلاك التيار بأكثر من حدود معينة ، في حين أن أقصى عزم دوران للمحرك يكون يقتصر أيضًا على 3-5 من الاسمي. يتم تحقيق تقريب الخصائص الميكانيكية من خلال استخدام تقسيم لفات الجزء الثابت - يتم استخدام مخرجات منفصلة لتوصيل التيار المتردد.
تتضمن المهمة الصعبة إلى حد ما تبديل آلة تجميع التيار المتردد القوية. في الوقت الذي يمر فيه المقطع بالمحايد ، يغير المجال المغناطيسي ، الذي يتعامل مع الدوار ، اتجاهه إلى الاتجاه المعاكس ، وهذا يتسبب في توليد EMF التفاعلي في القسم. يحدث هذا عند التشغيل على طاقة التيار المتردد. في آلات تجميع التيار المتناوب ، تحدث EMF التفاعلي أيضًا. يُلاحظ هنا أيضًا المحول EMF ، نظرًا لأن الجزء المتحرك موجود في الحقل المغناطيسي للجزء الثابت ، والذي ينبض في الوقت المناسب. لا يمكن البدء السلس لمحرك المجمع ، نظرًا لأن سعة الماكينة في هذه اللحظة ستكون بحد أقصى ، ومع اقترابها من سرعة التزامن ، ستنخفض نسبيًا. كما مزيدتسارع ، سيتم ملاحظة زيادة جديدة. لحل مشكلة التبديل في هذه الحالة ، تم اقتراح عدة خطوات متتالية:
- يجب تفضيل قسم الدوران الفردي في التصميم لتقليل تدفق القابض.
- يجب زيادة المقاومة النشطة للقسم ، حيث تكون أكثر العناصر الواعدة هي المقاومات في ألواح التجميع ، حيث يتم ملاحظة التبريد الجيد.
- يجب أن يكون المبدل أرضيًا بفرشاة ذات صلابة قصوى مع أكبر مقاومة.
- يمكن تعويض EMF التفاعلي باستخدام أعمدة إضافية بملفات متسلسلة ، والملفات المتوازية قابلة للتطبيق لتعويض EMF للمحول. نظرًا لأن قيمة المعلمة الأخيرة هي دالة للسرعة الزاوية للعضو الدوار والتيار الممغنط ، فإن هذه الملفات تتطلب استخدام أنظمة تحكم تابعة ، والتي لم توجد بعد.
- يجب أن يكون تردد دوائر الإمداد منخفضًا قدر الإمكان. الخيارات الأكثر شيوعًا هي 16 و 25 هرتز.
- يتم إجراء انعكاس UKD عن طريق تبديل قطبية لفات الجزء الثابت أو الدوار.
إيجابيات وسلبيات
تستخدم الشروط التالية للمقارنة: الأجهزة متصلة بشبكة كهربائية منزلية بجهد 220 فولت وتردد 50 هرتز ، بينما قوة المحرك هي نفسها. يمكن أن يكون الاختلاف في الخصائص الميكانيكية للأجهزة عيبًا أو ميزة فيحسب متطلبات محرك الأقراص.
إذن ، محرك تبديل التيار المتردد: مزايا مقارنة بوحدة التيار المستمر:
- يتم الاتصال بالشبكة مباشرة ، ولا داعي لاستخدام مكونات إضافية. في حالة وحدة التيار المستمر ، يلزم التصحيح.
- تيار البدء أقل بكثير ، وهو مهم جدًا للأجهزة المستخدمة في الحياة اليومية.
- إذا كانت هناك دائرة تحكم ، فإن أجهزتها أبسط بكثير - مقاومة متغيرة وثايرستور. إذا فشل المكون الإلكتروني ، فسيظل محرك التجميع ، الذي يعتمد سعره على الطاقة ويتراوح من 1400 روبل أو أكثر ، قيد التشغيل ، ولكنه سيتم تشغيله على الفور بكامل طاقته.
هناك أيضًا عيوب معينة:
- بسبب الخسائر الناتجة عن انعكاس الجزء الثابت والتحريض ، تنخفض الكفاءة الكلية بشكل ملحوظ.
- تم أيضًا تقليل الحد الأقصى لعزم الدوران.
تتميز المحركات الكهربائية أحادية الطور بمزايا معينة مقارنة بالمحركات غير المتزامنة:
- الاكتناز ؛
- عدم الارتباط بتردد الشبكة وسرعتها ؛
- عزم بدء التشغيل المهم
- انخفاض نسبي وزيادة السرعة في الوضع التلقائي ، بالإضافة إلى زيادة عزم الدوران مع زيادة الحمل ، بينما يظل جهد الإمداد دون تغيير ؛
- يمكن أن يكون التحكم في السرعة سلسًا على نطاق واسع إلى حد ما من خلال تغيير جهد الإمداد.
عيوب مقارنة بالمحرك التعريفي
- عندما يتغير الحمل ، ستكون السرعة غير مستقرة ؛
- مجموعة جامع الفرشاة تجعل الجهاز غير موثوق به للغاية (الحاجة إلى استخدام الفرش الأكثر صلابة تقلل بشكل كبير من الموارد) ؛
- يتسبب تبديل التيار المتردد في شرارة قوية على المجمع ، ويتشكل تداخل لاسلكي ؛
- مستوى ضوضاء مرتفع أثناء التشغيل ؛
- يتميز المشعب بعدد كبير من الأجزاء ، مما يجعل المحرك ضخمًا جدًا.
يتميز محرك العاكس الحديث بموارد يمكن مقارنتها بقدرات التروس الميكانيكية وأجسام العمل.
مقارنات أخرى
عند مقارنة المحركات المجمعة وغير المتزامنة من نفس الطاقة ، بغض النظر عن التردد المقدر للأخير ، يتم الحصول على خاصية مختلفة. سيتم وصف هذا بمزيد من التفصيل أدناه. ينفذ المحرك الكهربائي العام للمجمع خاصية "ناعمة". في هذه الحالة ، تتناسب اللحظة بشكل مباشر مع الحمل على العمود ، بينما تتناسب الثورات عكسياً معها. عادة ما يكون العزم المقنن أقل من الحد الأقصى بمقدار 3-5 مرات. تتميز حدود سرعة الخمول حصريًا بخسائر في المحرك ، أثناء تشغيل وحدة قوية بدون تحميل ، يمكن أن تنهار.
خاصية المحرك غير المتزامن هي "المروحة" ، أي أن الوحدة تحافظ على سرعة قريبة من الاسمية ، مما يزيد من عزم الدوران بشكل حاد قدر الإمكان مع انخفاض طفيف في السرعة. إذا كنا نتحدث عن تغيير كبير في هذا المؤشر ، فإن عزم دوران المحرك لا يزداد فحسب ، بل ينخفض أيضًاإلى الصفر ، مما يؤدي إلى التوقف التام. سرعة الخمول أعلى قليلاً من الاسمية ، بينما تظل ثابتة. من سمات المحرك التحريضي أحادي الطور مجموعة إضافية من المشاكل المرتبطة بالبدء ، لأنه لا يطور عزم بدء التشغيل في ظل الظروف العادية. المجال المغناطيسي للجزء الثابت أحادي الطور ، النابض بالزمن ، ينقسم إلى حقلين بمراحل متعاكسة ، مما يجعل من المستحيل البدء بدون كل أنواع الحيل:
- السعة التي تخلق مرحلة اصطناعية ؛
- تقسيم الأخدود ؛
- المقاومة النشطة تشكل مرحلة اصطناعية.
نظريًا ، يقلل الحقل الدوار المضاد للطور من الكفاءة القصوى لوحدة غير متزامنة أحادية الطور إلى 50-60٪ بسبب الخسائر في نظام مغناطيسي مفرط التشبع واللفات المحملة بتيارات المجال المضاد. اتضح أن هناك ماكينتين كهربائيتين على نفس العمود ، بينما تعمل إحداهما في وضع المحرك ، والثانية في وضع المعارضة. اتضح أن المحركات الكهربائية أحادية الطور لا تعرف المنافسين في الشبكات المعنية. وهذا ما استحق هذه الشعبية الكبيرة
توفر الخصائص الميكانيكية للمحرك الكهربائي نطاق استخدام معين. السرعات المنخفضة ، المقيدة بتردد أنابيب التيار المتردد ، تجعل الوحدات غير المتزامنة ذات الطاقة المماثلة كبيرة في الوزن والحجم بالمقارنة مع المجمعات العامة. ومع ذلك ، عند تضمينها في دائرة الطاقة للعاكس بتردد عالٍ ، يمكن تحقيق أبعاد ووزن متشابهين. صلابة الخاصية الميكانيكية تبقىالمحرك ، الذي يضاف إليه خسائر التحويل الحالية ، بالإضافة إلى زيادة في التردد ، تزداد الخسائر المغناطيسية والحثية.
نظائرها بدون تجميع متنوع
محرك عاكس التيار المتردد له نظير هو الأقرب إليه من حيث الخصائص الميكانيكية - صمام واحد ، حيث تم استبدال مجموعة مجمع الفرشاة بعاكس مزود بمستشعر موضع الدوار. يستخدم النظام التالي كنظير إلكتروني لهذه الوحدة: مقوم ، محرك متزامن مع مستشعر موضع زاوية دوار ، مدمج مع عاكس. ومع ذلك ، فإن وجود مغناطيس دائم في الدوار يقلل من عزم الدوران الأقصى مع الحفاظ على الأبعاد.
مبدأ العملية
يوضح جهاز المحرك الكهربائي للمجمع كيف يقوم الجهاز بتحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية والعكس صحيح. يشير هذا إلى قدرتها على استخدامها كمولد. يجدر النظر بمزيد من التفصيل في المحرك الكهربائي للمجمع ، والذي سيوضح الرسم التخطيطي قدراته.
تنص قوانين الفيزياء بوضوح على أنه عندما يمر تيار كهربائي عبر موصل في مجال مغناطيسي ، فإن هناك قوة معينة تؤثر عليه. في هذه الحالة ، تعمل القاعدة اليمنى ، والتي لها تأثير مباشر على قوة المحرك الكهربائي. يعمل محرك العاكس بالضبط على هذا المبدأ الأساسي.
الفيزياء تعلمنا أن الأساسخلق الأشياء الصحيحة هي قواعد صغيرة. كان هذا بمثابة الأساس لإنشاء إطار يدور في مجال مغناطيسي ، مما جعل من الممكن إنشاء محرك كهربائي جامع. يوضح الرسم التخطيطي أن زوجًا من الموصلات يتم وضعه في مجال مغناطيسي ، يتم توجيه تياره في اتجاهين متعاكسين ، وبالتالي القوى أيضًا. مجموعهم يعطي عزم الدوران المطلوب. يعد جهاز المحرك الكهربائي أكثر تعقيدًا ، حيث تمت إضافة مجموعة كاملة من العناصر الضرورية إليه ، على وجه الخصوص ، المجمع الذي يوفر نفس اتجاه التيار فوق القطبين. تم التخلص من السفر غير المتكافئ عن طريق وضع المزيد من الملفات على المحرك ، بينما تم استبدال المغناطيس الدائم بملفات ، مما ألغى الحاجة إلى التيار المباشر. هذا جعل من الممكن إعطاء عزم الدوران اتجاه واحد.
إصلاح المحرك الكهربائي افعل ذلك بنفسك
مثل أي جهاز آخر ، يمكن أن تفشل هذه الوحدة لأي سبب من الأسباب. إذا تعذر على المحرك الكهربائي ، الذي يمكنك رؤية صورته في مراجعتنا ، الحصول على العدد المطلوب من الثورات ، أو إذا كان العمود لا يدور عند بدء التشغيل ، فأنت بحاجة إلى التحقق مما إذا كانت مصاهره قد انفجرت ، وما إذا كانت هناك فواصل الدائرة الكهربائية للحديد ، إذا كان الجهاز نفسه محملاً بشكل زائد. في كثير من الأحيان ، ينتج عن التحميل الزائد استهلاك تيار غير طبيعي. للقضاء على هذا العطل ، من الضروري فحص ناقل الحركة الميكانيكي والفرامل بعناية ، ثم التخلص من أسباب الأحمال الزائدة.
تصميم المحرك الكهربائي يستهلك عندما يبدأكمية معينة من التيار. إذا كانت أكبر من القيمة الاسمية ، فمن الضروري التحقق من اتساق اتصال اللفات المتوازية والمتسلسلة بالنسبة لبعضها البعض ، وكذلك فيما يتعلق بمقاوم التيار. عند إجراء إصلاحات محرك كهربائي بيديك ، غالبًا ما تحدث أخطاء محددة تمامًا. على وجه الخصوص ، يمكن توصيل لف التحويلة في سلسلة مع المقاومة الكهربائية لمقاوم متغير ، أو توصيله بقطب واحد من الشبكة الكهربائية.
يتم التحقق من اتساق اتصال ملف الإثارة العامل عن طريق توصيل أحد طرفي لف التحويلة بنهاية المرساة ، والثاني - بموصل كهربائي قادم من قوس مقاومة متغيرة. عادةً ما يكون المقطع العرضي لهذا الموصل الكهربائي أصغر قليلاً من الأجزاء الأخرى ، لذلك يمكن اكتشافه بدون وجود مكبر. بعد تشغيل مفتاح الطاقة وتحويل منزلق مقاومة متغيرة إلى الوضع الأوسط ، يتم توفير الطاقة للأطراف الحرة. عن طريق مصباح التحكم ، يتم إجراء فحص تسلسلي لجميع الأطراف الموصلة. عندما تلمس أحدهما ، يجب أن يضيء المصباح ، ولكن ليس بالآخر. هذه هي الطريقة التي يتم بها اختبار المحرك بالكامل. سيعتمد سعر العمل المنجز على نوع تفصيل الوحدة.
إذا كان هناك عدد من الثورات أثناء تشغيل الجهاز أقل من الاسمي ، فإن الأسباب الرئيسية لذلك عادة ما تكون كما يلي: الجهد الكهربائي المنخفض ، التحميل الزائد للجهاز ، التيار المثير الكبير. إذا لوحظ عدم قابلية التشغيل من الطبيعة المعاكسة ، فمن الضروري التحقق من دائرة الإثارة ، والقضاء على جميع العيوب المحددة ، وبعد ذلكيمكنك ضبط القيمة الطبيعية لتيار الإثارة. في بعض الحالات قد يكون من الضروري إرجاع المحركات.
عندما يكون سبب عدم تشغيل الوحدة هو الاقتران الخاطئ للملفات الميدانية المتوازية والمتسلسلة ، فمن الضروري استعادة ترتيب الاتصال الصحيح. إذا لم يكن من الممكن التخلص من هذه المشكلة بطريقة بسيطة ، فقد يكون من الضروري إعادة لف المحركات الكهربائية. من الضروري أيضًا التحقق من حجم الجهد في الشبكة الكهربائية ، لأنه مع زيادة قيمته الاسمية ، قد تزداد ثورات الجهاز.
