بعض المزايا مثل التكلفة المنخفضة والتصميم القوي الأقل تعقيدًا وسهولة الصيانة تؤدي محركات التيار المتردد إلى تنفيذ العديد من العمليات الصناعية باستخدام محركات التيار المتردد من محركات DC. المحرك التعريفي بالتيار المتردد هو نوع خاص من المحركات الكهربائية له خصائصه وأداءه النموذجي من حيث بدء التشغيل والتحكم في السرعة والحماية وما إلى ذلك.

المحرك التعريفي AC

الأداء على نطاق واسع من تطبيقات تجعل المحركات الحثية ثلاثية الطور مسؤولة عن 85 في المائة من القدرة المركبة لأنظمة القيادة الصناعية. دعونا نناقش المعلومات الأساسية حول هذا المحرك وتقنية التحكم الخاصة به لـ SVPWM.

ثلاث مراحل AC التعريفي المحرك

المحرك الحثي للتيار المتردد ثلاثي الأطوار عبارة عن آلة كهربائية دوارة مصممة للعمل على إمداد ثلاثي الطور. يسمى هذا المحرك ثلاثي الطور أيضًا كمحرك غير متزامن. محركات التيار المتردد هذه من نوعين: محركات الحث من نوع السنجاب والحلقة المنزلقة . يعتمد مبدأ تشغيل هذا المحرك على إنتاج مجال مغناطيسي دوار.

“ما هي فئات مكبرات الصوت المختلفة ”

3 مراحل البناء المحرك التعريفي

تتكون هذه المحركات ثلاثية الطور من الجزء الثابت والدوار ولا يوجد بينهما اتصال كهربائي. يتم إنشاء هذه الأجزاء الثابتة والدوارات باستخدام مواد أساسية عالية المغناطيسية من أجل تقليل التباطؤ وخسائر التيار الدوامة.

3 مراحل البناء المحرك التعريفي

يمكن إنشاء إطار الجزء الثابت باستخدام الحديد الزهر أو الألومنيوم أو الفولاذ المدلفن. يوفر إطار الجزء الثابت الحماية الميكانيكية اللازمة والدعم للجزء الثابت المصفي ، والملفات ، وغيرها من الترتيبات للتهوية. يُجرَح الجزء الثابت بملفات ثلاثية الطور متداخلة مع بعضها البعض عند تغيير طور 120 درجة مُركب في صفائح مشقوقة. يتم إحضار الأطراف الستة للملفات الثلاثة إلى الخارج وتوصيلها بصندوق المحطة بحيث يتم تحفيز هذه اللفات بواسطة العرض الرئيسي ثلاثي الطور.

هذه اللفات من الأسلاك النحاسية المعزولة بورنيش مثبت في تصفيح مشقوق معزول. في جميع درجات حرارة العمل ، يظل هذا الورنيش المشرب جامدًا. تتميز هذه الملفات بمقاومة عالية للعزل ومقاومة عالية للجو الملحي والرطوبة والأبخرة القلوية والزيت والشحوم ، وما إلى ذلك ، أيهما يناسب مستوى الجهد ، يتم توصيل هذه الملفات في أيٍّ من نجمة أو اتصالات دلتا .

المحرك التعريفي قفص السنجاب

يختلف الدوار للمحرك الحثي AC ثلاثي الأطوار عن المحركات التحريضية ذات الحلقة الانزلاقية والقفص السنجابي. يتكون الجزء المتحرك في نوع الحلقة المنزلقة من ألومنيوم ثقيل أو قضبان نحاسية مختصرة على طرفي الدوار الأسطواني. يتم دعم عمود المحرك التحريضي على محملين عند كل طرف لضمان الدوران الحر داخل الجزء الثابت ولتقليل الاحتكاك. وهو يتألف من كومة من شرائح الصلب ذات الفتحات المتباعدة بالتساوي والتي يتم ثقبها حول محيطها حيث يتم وضع قضبان الألمنيوم أو النحاس الثقيل غير المعزول.

يتكون الدوار من نوع الحلقة الانزلاقية من لفات ثلاثية الطور يتم تمييزها داخليًا في أحد طرفيها ، ويتم إحضار الأطراف الأخرى للخارج وتوصيلها بحلقات الانزلاق المثبتة على عمود الدوار. ولتطوير عزم دوران عالي الانطلاق ، يتم توصيل هذه اللفات بمقاوم متغير بمساعدة فرش الكربون. يتم استخدام هذا المقاوم الخارجي أو مقاومة مقاومة متغيرة في فترة البداية فقط. بمجرد أن يصل المحرك إلى السرعة العادية ، يتم قصر دائرة الفرشاة ، ويعمل دوار الجرح كعضو دوار قفص السنجاب.

“ما هو جوهر أشباه الموصلات ”

مبدأ تشغيل المحرك الحثي ثلاثي الأطوار

عندما يكون المحرك متحمسًا بإمداد ثلاثي الطور ، فإن لف الجزء الثابت ثلاثي الأطوار ينتج مجالًا مغناطيسيًا دوارًا مع 120 إزاحة بحجم ثابت والذي يدور بسرعة متزامنة. يقطع هذا المجال المغناطيسي المتغير الموصلات الدوارة ويحفز تيارًا فيها وفقًا لمبدأ قوانين فاراداي للحث الكهرومغناطيسي. عندما يتم تقصير هذه الموصلات الدوارة ، يبدأ التيار في التدفق عبر هذه الموصلات.
في ظل وجود المجال المغناطيسي للجزء الثابت ، يتم وضع موصلات الدوار ، وبالتالي ، وفقًا لمبدأ قوة لورنز ، تعمل القوة الميكانيكية على موصل الدوار. وبالتالي ، فإن جميع القوى الموصلات الدوارة ، أي مجموع القوى الميكانيكية تنتج عزم دوران في الجزء المتحرك والذي يميل إلى تحريكه في نفس اتجاه المجال المغناطيسي الدوار.
يمكن أيضًا تفسير دوران هذا الجزء الدوار بواسطة قانون لينز الذي يخبرنا أن التيارات المستحثة في الجزء المتحرك تعارض سبب إنتاجه ، وهنا تكون هذه المعارضة تدور في المجال المغناطيسي. هذه النتيجة يبدأ الجزء المتحرك بالدوران في نفس اتجاه المجال المغناطيسي الدوار للجزء الثابت. إذا كانت سرعة الجزء المتحرك أكبر من سرعة الجزء الثابت ، فلن يحدث أي تيار في الجزء المتحرك لأن سبب دوران الجزء المتحرك هو السرعة النسبية للحقول المغناطيسية للعضو الدوار والجزء الثابت. يسمى هذا الجزء الثابت وفرق المجال الدوار الانزلاق. هذه هي الطريقة التي يسمى بها المحرك ثلاثي الطور آلة غير متزامنة بسبب هذا الاختلاف النسبي في السرعة بين الجزء الثابت والدوارات.
كما ناقشنا أعلاه ، فإن السرعة النسبية بين مجال الجزء الثابت والموصلات الدوار تؤدي إلى تدوير الجزء المتحرك في اتجاه معين. ومن ثم ، لإنتاج الدوران ، يجب أن تكون سرعة الدوار Nr دائمًا أقل من سرعة مجال الجزء الثابت Ns ، ويعتمد الاختلاف بين هاتين المعلمتين على الحمل على المحرك.

يتم إعطاء الفرق في السرعة أو الانزلاق للمحرك الحثي AC كـ

عندما يكون الجزء الثابت ثابتًا ، Nr = 0 بحيث يصبح الانزلاق 1 أو 100٪.
عندما تكون Nr في سرعة متزامنة ، يصبح الانزلاق صفراً بحيث لا يعمل المحرك بسرعة متزامنة.
يبلغ الانزلاق في المحرك الحثي ثلاثي الطور من عدم التحميل إلى التحميل الكامل حوالي 0.1٪ إلى 3٪ ولهذا السبب تسمى المحركات الحثية بمحركات ثابتة السرعة.

تحكم SVPWM للمحرك الحثي ثلاثي الأطوار

الأكثر شيوعًا للتحكم في المحركات الحثية ، يتم استخدام محركات PWM القائمة على العاكس. بالمقارنة مع محركات التردد الثابت ، فهذه مراقبة الغطس PWM مقدار الجهد وتردد التيار وكذلك الجهد المطبق على المحرك التعريفي. من خلال تغيير إشارات PWM المطبقة على بوابات تبديل الطاقة ، تتنوع أيضًا كمية الطاقة التي توفرها هذه المحركات بحيث يتحقق التحكم في سرعة المحرك التعريفي ثلاثي الأطوار.

SVPWM تحكم في المحرك الحثي ثلاثي الأطوار بواسطة Edgefxkits.com

يتم استخدام عدد من مخططات تعديل عرض النبضة (PWM) للتحكم في محركات المحركات ثلاثية الطور. ولكن على نطاق واسع يتم استخدام Sine PWM (SPWM) ومتجه الفضاء PWM (SVPWM). بالمقارنة مع SPWM ، فإن التحكم في SVPWM يعطي مستوى أعلى من الجهد الأساسي ومحتوى متناسق منخفض. هنا قدمنا تطبيقًا عمليًا لعنصر تحكم SVPWM باستخدام 8051 ميكروكنترولر .

“ماذا يفعل العاكس ”

في الدائرة التالية ، يتم استخدام عاكس جهد ثلاثي المستويات للحصول على ثلاثة جهد خرج يعتمد على جهد ناقل التيار المستمر. يتم تصحيح الإمداد أحادي الطور لتزويد طاقة التيار المستمر لكل من دائرة متحكم ودوائر العاكس. 8051 ميكروكنترولر مبرمجة لإنتاج إشارات SVPWM التي تعطى لمحرك البوابة IC.

رسم تخطيطي للتحكم SVPWM للمحرك الحثي ثلاثي الطور بواسطة Edgefxkits.com

تتكون دائرة العاكس من ستة MOSFETs لإنتاج إمداد متغير ثلاثي الطور ، لكل مرحلة يتم نشر 2 MOSFETs. ترتبط بوابات MOSFETs بسائق البوابة IC. عند استقبال إشارات PWM من مفاتيح تشغيل بوابة المتحكم الدقيق MOSFETs بحيث يتم إنتاج جهد خرج التيار المتردد المتغير. لذلك ، يختلف هذا المتغير AC مع تغير الجهد والتردد سرعة المحرك .

هذه معلومات أساسية عن المحرك الحثي AC مع مبدأ البناء والعمل. بالإضافة إلى ذلك ، تتميز تقنية SVPWM للتحكم في سرعة المحرك بالعديد من المزايا مقارنة بتقنيات PWM الأخرى كما رأينا أعلاه. إذا كان لديك شكوك حول متحكم البرمجة لتنفيذ تقنية SVPWM فيه ، يمكنك الاتصال بنا من خلال التعليق أدناه.

اعتمادات الصورة: