محرك سلسلة DC وتطبيقاته

هناك نوعان من محركات DC على أساس البناء مثل متحمس ذاتي ، ومتحمس بشكل منفصل. وبالمثل ، يتم تصنيف المحركات ذاتية الإثارة إلى ثلاثة أنواع وهي محرك سلسلة DC ، محرك تحويل DC ، ومحرك مركب DC. تتناول هذه المقالة نظرة عامة على سلسلة المحركات ، والوظيفة الرئيسية لهذا المحرك هي تحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية. يعتمد مبدأ العمل لهذا المحرك بشكل أساسي على القانون الكهرومغناطيسي ، والذي ينص على أنه كلما تم تشكيل مجال مغناطيسي في منطقة الموصل الحامل للتيار ويتعاون مع مجال خارجي ، عندها يمكن إنشاء الحركة الدورانية. بمجرد بدء تشغيل المحرك المتسلسل ، فإنه يعطي السرعة القصوى بالإضافة إلى عزم الدوران ببطء مع سرعة عالية.

ما هو محرك سلسلة DC؟

يشبه محرك سلسلة DC أي محرك آخر لأن الوظيفة الرئيسية لهذا المحرك هي التحويل طاقة كهربائية للطاقة الميكانيكية. يعتمد تشغيل هذا المحرك بشكل أساسي على المبدأ الكهرومغناطيسي. كلما تم تشكيل المجال المغناطيسي تقريبًا ، يتعاون موصل ناقل حالي مع مجال مغناطيسي خارجي ، ومن ثم يمكن إنشاء حركة دوارة.

محرك سلسلة DC

المكونات المستخدمة في DC Series Motor

تشتمل مكونات هذا المحرك بشكل أساسي على الدوار ( المحرك ) ، المبدل ، الجزء الثابت ، المحور ، اللفات الميدانية ، والفرش. المكون الثابت للمحرك هو الجزء الثابت ، وهو مبني بجزئين آخرين من قطب مغناطيسي كهربائي. يشتمل الدوار على المحرك والملفات الموجودة في القلب المتحالفة مع المبدل. يمكن توصيل مصدر الطاقة باتجاه لفات المحرك عبر مصفوفة الفرشاة المتحالفة مع المبدل.

يشتمل الدوار على محور مركزي للدوران ، ويجب أن يكون الملف الميداني قادرًا على الاحتفاظ بتيار عالٍ بسبب الكمية الأكبر من التيار في جميع أنحاء اللف ، وكلما زاد عزم الدوران الناتج مع المحرك.

لذلك يمكن تصنيع لف المحرك بسلك قياس صلب. هذا السلك لا يسمح بعدد كبير من التقلبات. يمكن تصنيع الملف بقضبان نحاسية صلبة لأنه يساعد في تبديد الحرارة البسيط والفعال الناتج عن كمية كبيرة من تدفق التيار أثناء اللف.

مخطط دائرة محرك سلسلة DC

في هذا المحرك ، يتم ربط المجال ، وكذلك لفات الجزء الثابت ، في سلسلة ببعضها البعض. وفقًا لذلك ، فإن المحرك والتيار الميداني متكافئان.

إمداد تيار ضخم مباشرة من العرض باتجاه اللفات الميدانية. يمكن حمل التيار الهائل عن طريق اللفات الميدانية لأن هذه اللفات لها عدد قليل من المنعطفات وكذلك سميكة جدًا. بشكل عام ، تشكل قضبان النحاس لفات الجزء الثابت. تعمل هذه القضبان النحاسية السميكة على تبديد الحرارة الناتجة عن التدفق الثقيل للتيار بشكل فعال للغاية. لاحظ أن ملفات المجال الثابت S1-S2 متسلسلة مع المحرك الدوار A1-A2.

مخطط دائرة محرك سلسلة DC

في سلسلة يتم توفير الطاقة الكهربائية للمحرك بين أحد طرفي سلسلة اللفات الميدانية ونهاية واحدة من المحرك. عندما يتم تطبيق الجهد ، يتدفق التيار من مزود الطاقة محطات من خلال سلسلة لف ولف حديد التسليح. الكبيرة الموصلات توفر الملفات الموجودة في حديد التسليح والملفات الميدانية المقاومة الوحيدة لتدفق هذا التيار. نظرًا لأن هذه الموصلات كبيرة جدًا ، فإن مقاومتها منخفضة جدًا. يؤدي هذا إلى قيام المحرك بسحب كمية كبيرة من التيار من مصدر الطاقة. عندما يبدأ التيار الكبير في التدفق عبر لفات المجال والحديد ، تصل الملفات إلى التشبع الذي ينتج عنه إنتاج أقوى مجال مغناطيسي ممكن.

توفر قوة هذه المجالات المغناطيسية لأعمدة المحرك أكبر قدر ممكن من عزم الدوران. يتسبب العزم الكبير في أن يبدأ المحرك في الدوران بأقصى قدر من الطاقة ويبدأ المحرك في الدوران.

التحكم في سرعة محرك سلسلة DC

ال التحكم في سرعة محركات التيار المستمر يمكن تحقيقه باستخدام الطريقتين التاليتين

• طريقة التحكم في التدفق
• طريقة التحكم في مقاومة المحرك.

الطريقة الأكثر استخدامًا هي طريقة التحكم في مقاومة المحرك. لأنه في هذه الطريقة ، يمكن تغيير التدفق الناتج عن هذا المحرك. يمكن تحقيق اختلاف التدفق باستخدام الطرق الثلاث مثل محولات المجال ، ومحول المحرك ، والتحكم الميداني المستغل.

التحكم في مقاومة المحرك

في طريقة التحكم في مقاومة المحرك ، يمكن توصيل مقاومة قابلة للتغيير مباشرة في سلسلة من خلال الإمداد. هذا يمكن أن يقلل الجهد الذي يمكن الوصول إليه عبر المحرك وانخفاض السرعة. من خلال تغيير قيمة المقاومة المتغيرة ، يمكن الوصول إلى أي سرعة أقل من السرعة العادية. هذه هي الطريقة الأكثر شيوعًا المستخدمة للتحكم في سرعة محرك سلسلة DC.

خصائص سرعة عزم الدوران لمحرك سلسلة DC

بشكل عام ، بالنسبة لهذا المحرك ، هناك 3 منحنيات مميزة تعتبر مهمة مثل Torque Vs. تيار المحرك ، السرعة مقابل. تيار المحرك ، والسرعة مقابل. عزم الدوران. يتم تحديد هذه الخصائص الثلاث باستخدام العلاقات التالية.

تا ∝ ɸ.Ia
N ∝ إب / ɸ

يمكن حساب المعادلتين المذكورتين أعلاه في معادلات emf وكذلك عزم الدوران. بالنسبة لهذا المحرك ، يمكن إعطاء حجم emf الخلفي باستخدام معادلة مولد التيار المستمر e.m.f المماثلة مثل Eb = Pɸ NZ / 60A. بالنسبة لآلية ، تكون A و P و Z مستقرة ، وبالتالي ، N ∝ Eb / ɸ.

ال معادلة عزم المحرك من سلسلة DC يكون،

عزم الدوران = الجريان * تيار المحرك

T = إذا * Ia

هنا إذا كانت = Ia ، فستصبح المعادلة

T = Ia ^ 2

يمكن أن يتناسب عزم محرك سلسلة DC (T) مع Ia ^ 2 (مربع تيار المحرك). في اختبار الحمل على محرك سلسلة DC ، المحرك يجب تنشيطه في حالة التحميل لأنه إذا كان من الممكن تنشيط المحرك بدون حمل ، فسيحقق سرعة عالية للغاية.

مزايا محرك سلسلة DC

ال مزايا محرك سلسلة DC تشمل ما يلي.

• عزم دوران كبير
• تجميع سهل وتصميم بسيط
• الحماية سهلة
• فعاله من حيث التكلفه

عيوب محرك سلسلة DC

تشمل عيوب محرك سلسلة DC ما يلي.

• تنظيم سرعة المحرك ضعيف إلى حد ما. عندما تزيد سرعة التحميل ، ستنخفض سرعة الماكينة
• عند زيادة السرعة ، سينخفض ​​عزم محرك سلسلة DC بشكل حاد.
• يحتاج هذا المحرك دائمًا إلى الحمل قبل تشغيل المحرك. لذا فإن هذه المحركات ليست مناسبة للمكان الذي يتم فيه إزالة حمل المحرك تمامًا.

وبالتالي ، هذا كل شيء عن محرك سلسلة DC ، وتشمل تطبيقات محرك سلسلة DC بشكل أساسي ، يمكن أن تنتج هذه المحركات قوة دوران هائلة وعزم الدوران من حالتها غير النشطة. ستجعل هذه الميزة محرك السلسلة مناسبًا للمعدات الكهربائية المتنقلة ، والأجهزة الكهربائية الصغيرة ، والرافعات ، والرافعات ، وما إلى ذلك. هذه المحركات ليست مناسبة لأن السرعة الثابتة ضرورية. السبب الرئيسي هو أن هذه المحركات تتغير مع حمل غير مستقر. إن تغيير سرعة محركات السلسلة ليس أيضًا طريقة سهلة للتنفيذ. هنا سؤال لك ، ما هي الوظيفة الرئيسية لمحرك سلسلة DC؟