ما هو محرك التنافر: البناء وعمله

ما هو محرك التنافر: البناء وعمله
التنافر المحرك

إلى المحرك هو جهاز كهربائي يحول المدخلات الكهربائية إلى مخرجات ميكانيكية ، حيث يمكن أن يكون الإدخال الكهربائي في شكل تيار أو جهد ويمكن أن يكون الناتج الميكانيكي في شكل عزم أو قوة. محرك يتكون من جزأين رئيسيين هما الجزء الثابت والدوار ، حيث يكون الجزء الثابت جزءًا ثابتًا من المحرك ويكون الجزء المتحرك جزءًا دوارًا من المحرك. يُعرف المحرك الذي يعمل على مبدأ التنافر بمحرك التنافر ، حيث يحدث التنافر بين مجالين مغناطيسيين إما للجزء الثابت أو الدوار. محرك التنافر هو أ على مرحلة واحدة محرك.



ما هو محرك التنافر؟

تعريف: محرك التنافر هو محرك كهربائي أحادي الطور يعمل عن طريق توفير دخل التيار المتردد (التيار المتردد). التطبيق الرئيسي لمحرك التنافر هو القطارات الكهربائية. يبدأ كمحرك تنافر ويعمل كمحرك تحريضي ، حيث يجب أن يكون عزم بدء التشغيل مرتفعًا لمحرك التنافر وخصائص تشغيل جيدة جدًا للمحرك التعريفي.


بناء محرك التنافر

إنه محرك تيار متردد أحادي الطور ، يتكون من قطب أساسي هو القطب الشمالي والقطب الجنوبي للمغناطيس. يشبه بناء هذا المحرك المحرك التحريضي ذي الطور المنفصل و محرك سلسلة DC. الجزء المتحرك والجزء الثابت هما المكونان الرئيسيان للمحركات المقترنة بالحث. يشبه ملف المجال (أو الملف الموزع أو الجزء الثابت) الملف الرئيسي للمحرك الحثي ذي الطور المنقسمة. ومن ثم يتم توزيع التدفق بالتساوي وتقل الفجوة بين الجزء الثابت والدوار وينخفض ​​التردد أيضًا ، مما يؤدي بدوره إلى تحسين عامل القدرة.





يكون الدوار أو المحرك مشابهًا لمحرك سلسلة DC الذي يتم تزويده بملف من نوع الأسطوانة متصل بالمبدل ، حيث يكون المبدل متصلاً بدوره بفرش الكربون ذات الدائرة القصيرة. توفر آلية حامل الفرشاة عمودًا مرفقيًا متغيرًا لتغيير اتجاه أو محاذاة الفرش على طول المحور. ومن ثم فإن العزم الناتج خلال هذه العملية يساعد على التحكم في السرعة. يتم نقل الطاقة في محرك التنافر من خلال محول الفعل أو عن طريق إجراء الحث (حيث يتم نقل emf بين الجزء الثابت إلى الدوار).

بناء-الحث-المحرك-نسخ

بناء-التنافر-المحرك-نسخة



مبدأ العمل

يعمل محرك التنافر على مبدأ التنافر حيث يتنافر قطبان من المغناطيس. يمكن تفسير مبدأ عمل محرك التنافر من 3 حالات من α ، اعتمادًا على موضع المغناطيس على النحو التالي.

الحالة (ط) : عندما تكون α = 900


افترض أن الفرشاة 'C و D' محاذاة عموديًا عند 90 درجة وأن الجزء المتحرك محاذي أفقيًا على طول المحور d (محور المجال) وهو اتجاه التدفق الحالي. من مبدأ قانون لينز ، نحن نعلم أن emf المستحث يعتمد بشكل أساسي على تدفق الجزء الثابت والاتجاه الحالي (الذي يعتمد على محاذاة الفرش). لذلك ، صافي emf للفرشاة من 'C إلى D' هو '0' كما هو موضح في الرسم البياني ، والذي يتم تمثيله كـ 'x' و '.' لا يوجد تدفق تيار في الدوار ، لذلك Ir = 0. عندما لا يمر التيار في الدوار ، ثم يعمل كمحول مفتوح الدائرة. لذلك ، التيار الثابت هو = أقل. يكون اتجاه المجال المغناطيسي على طول اتجاه محور الفرشاة ، حيث يتم تغيير طور الجزء الثابت والمحور الدوار بمقدار 180 درجة ، ويكون عزم الدوران المتولد '0' ويكون الحث المتبادل الناتج في المحرك '0'.

90 درجة الموقف

90 درجة الموقف

منازل (2) : عندما تكون α = 00

الآن يتم توجيه الفرشاة 'C و D' على طول المحور d وتكون دائرة قصرها. لذلك فإن صافي emf المستحث في المحرك مرتفع للغاية ، مما يولد التدفق بين اللفات. يمكن تمثيل net emf كـ 'x' و '.' كما هو موضح في الشكل. إنه مشابه لمحول قصير الدائرة. حيث يكون تيار الجزء الثابت والحث المتبادل هما الحد الأقصى مما يعني أن Ir = Is = max. من الشكل ، يمكننا أن نلاحظ أن حقلي الجزء الثابت والدوار متعاكسان بمقدار 180 درجة في الطور ، مما يعني أن العزم المتولد سيتعارض مع بعضهما البعض ، وبالتالي لا يمكن للدوار الدوران.

α = 0 زاوية

α = 0 زاوية

الحالة الثالثة: عندما تكون α = 450

عندما تميل الفرشاة 'C و D' بزاوية ما (45 درجة) وتكون الفرشاة مختصرة. لنفترض أن الجزء المتحرك (محور الفرشاة) ثابت ودور الجزء الثابت. يتم تمثيل لف الجزء الثابت على أنه عدد 'Ns' من المنعطفات الفعالة ويكون تمرير التيار هو 'Is' ، ويكون الحقل الناتج بواسطة الجزء الثابت في الاتجاه 'Is Ns' وهو الجزء الثابت MMF كما هو موضح في الشكل. يتم حل MMF (القوة الدافعة المغناطيسية) إلى مكونين (MMF1 و MMF2) ، حيث MMF1 جنبًا إلى جنب مع اتجاه الفرشاة (Is Nf) و MMF2 متعامد مع اتجاه الفرشاة (Is Nt) وهو اتجاه المحول ، و 'α 'هي الزاوية بين' Is Nt 'و' Is Nf '. ومن ثم فإن التدفق الناتج عن هذا المجال إلى مكونين هما 'Is Nf' و 'Is Nt'. ينتج emf المستحث في الدوار تدفقًا على طول المحور q.

يميل زاوية الموقف

يميل زاوية الموقف

يتم تمثيل المجال الذي ينتجه الدوار على طول محور الفرشاة رياضيًا على النحو التالي

هل Nt = Is Ns cos α ……… .. 1

Nt = Ns Cos α …………… 2

Nf = Ns Sin α …………… 3

نظرًا لأن المحور المغناطيسي 'T' ومحور الفرشاة يتطابقان مع العضو الدوار MMF الذي يقع على طول محور الفرشاة يساوي التدفق الناتج عن الجزء الثابت.

اشتقاق عزم الدوران

اشتقاق عزم الدوران

يتم إعطاء معادلة عزم الدوران كـ

Ґ α (محور d للجزء الثابت MMF) * (محور q للعضو الدوار MMF) ……… .4

Ґ α (هل Ns Sin α) (Is Ns cos α) ……… ..5

Ґ α I 2s N 2s Sin α cos α [نعلم أن Sin2 α = 2 Sin α cos α] ……… .6

Ґ α (I 2s N 2s Sin2 α) …… .7

Ґ α K I 2s N 2s Sin2 α [عندما تكون α = 0 عزم الدوران = 0 ………. .8

K = قيمة ثابتة α = π / 4 عزم الدوران = الحد الأقصى

التمثيل الرسومي

من الناحية العملية ، هذه مشكلة يمكن إظهارها في شكل رسومي ، حيث يتم تمثيل المحور x كـ 'α' ويتم تمثيل المحور y كـ 'تيار'.

التمثيل الرسومي

تمثيل رسومي

  • من الرسم البياني ، يمكننا أن نلاحظ أن التيار يتناسب طرديًا مع α
  • القيمة الحالية هي 0 عندما تكون α = 900 وهو مشابه لمحول الدائرة المفتوحة
  • التيار هو الحد الأقصى عندما تكون α = 00 وهو مشابه لمحول الدائرة القصيرة كما هو موضح في الرسم البياني.
  • أين هو التيار الثابت.
  • يمكن إعطاء معادلة عزم الدوران كـ Ґ α K I 2s N 2s Sin2 α.
  • من الناحية العملية ، يلاحظ أن عزم الدوران يكون بحد أقصى إذا كانت α تتراوح بين 150-300.

تصنيف محرك التنافر

هناك ثلاثة أنواع من محركات التنافر ،

نوع التعويض

وهو يتألف من لف إضافي وهو الملف التعويضي وزوج إضافي من الفرش بين الفرش (ذات الدائرة القصيرة). يتم توصيل كل من اللف التعويضي وزوج من الفرشاة في سلسلة لتحسين عوامل القوة والسرعة. يتم استخدام محرك من النوع المعوض عند الحاجة إلى طاقة عالية بنفس السرعة.

تعويض من نوع التنافر المحرك

تعويض من نوع التنافر المحرك

نوع الاستقراء بدء التنافر

يبدأ بتنافر الملفات ويعمل بمبدأ الحث ، حيث تظل السرعة ثابتة. إنه يحتوي على جزء ثابت ودوار واحد مشابه لمُحرك التيار المستمر ومبدل حيث تقصر آلية الطرد المركزي قضبان المبدل ولها عزم دوران أعلى (6 مرات) من التيار في الحمل. يمكن فهم عملية التنافر من الرسم البياني ، وهو أنه عندما يزداد تواتر السرعة المتزامنة ، تبدأ النسبة المئوية لحمل عزم الدوران الكامل في التناقص ، حيث تتعرض أقطاب المغناطيس عند نقطة معينة لقوة تنافر وتتحول إلى وضع الحث. هنا يمكننا ملاحظة الحمل الذي يتناسب عكسياً مع السرعة.

التنافر-بدء-الحث-المحرك-الرسم البياني

التنافر-بدء-الحث-المحرك-الرسم البياني

إنه يعمل على مبدأ التنافر والحث ، والذي يتكون من لف الجزء الثابت ، وملفان دواران (حيث يكون أحدهما قفص السنجاب وملف DC الآخر). يتم اختصار هذه اللفات إلى المبدل وفرشتين. تعمل في حالة يمكن أن يكون فيها الحمل قابلاً للتعديل ويكون عزم دوران بدء التشغيل 2.5-3.

نوع النفور

نوع التنافر

مزايا

الإيجابيات

  • القيمة العالية لعزم دوران البدء
  • السرعة ليست محدودة
  • من خلال ضبط قيمة 'α' يمكننا ضبط عزم الدوران ، حيث يمكننا زيادة السرعة بناءً على ضبط عزم الدوران.
  • من خلال ضبط فرش الموضع ، يمكننا التحكم في عزم الدوران والسرعة بسهولة.

سلبيات

العيوب

  • تختلف السرعة باختلاف الحمولة
  • عامل الطاقة أقل باستثناء السرعات العالية
  • التكلفة مرتفعة
  • صيانة عالية.

التطبيقات

التطبيقات

  • يتم استخدامها عندما تكون هناك حاجة لبدء عزم الدوران بمعدات عالية السرعة
  • لفائف الملف: حيث يمكننا ضبط السرعة بمرونة وسهولة ويمكن أيضًا تغيير الاتجاه عن طريق عكس اتجاه محور الفرشاة.
  • ألعاب الأطفال
  • المصاعد الخ

أسئلة وأجوبة

1). ما هي زاوية التنافر الحركي؟

بزاوية 45 درجة ، تشعر بالنفور.

2). يعتمد محرك التنافر على أي مبدأ؟

يقوم على مبدأ التنافر

3). ما هما المكونان الرئيسيان لمحرك التنافر؟

الجزء الثابت والدوار هما المكونان الرئيسيان للمحرك.

4). كيف يمكن التحكم في عزم الدوران في محرك التنافر؟

يمكن التحكم في عزم الدوران عن طريق ضبط الفرشاة الأولية للمحرك

5). تصنيف محرك التنافر

يتم تصنيفها إلى 3 أنواع

  • نوع النفور
  • التنافر بدء تشغيل المحرك التعريفي
  • نوع التعويض

وبالتالي ، هذا هو ملف نظرة عامة على محرك التنافر الذي يعمل على مبدأ النفور. لها مكونان مهمان هما الجزء الثابت والدوار. يمكن فهم مبدأ عمل المحرك في ثلاث حالات من الزوايا (0 ، 90،45 درجة) التي تعتمد على موضع الفرش والحقول المتولدة. يختبر المحرك تأثيرًا مثيرًا للاشمئزاز فقط عند 45 درجة. يتم استخدام هذه المحركات حيث يكون عزم الدوران مطلوبًا للغاية الميزة الرئيسية هي أنه يمكن التحكم في عزم الدوران عن طريق ضبط الفرشاة.