الخصائص الميكانيكية والكهربائية للمحركات الحثية

هذه المقالة سوف تسلط الضوء على موضوع الخصائص الميكانيكية والكهربائية للمحركات الكهربائية. باستخدام محرك غير متزامن كمثال ، ضع في اعتبارك معلمات مثل الطاقة ، العمل ، الكفاءة ، جيب تمام فاي ، عزم الدوران ، السرعة الزاوية ، السرعة الخطية والتردد. كل هذه الخصائص مهمة عند تصميم المعدات التي تعمل فيها المحركات الكهربائية كمحركات أقراص. المحركات الكهربائية غير المتزامنة خاصة منتشرة على نطاق واسع في الصناعة اليوم ، لذلك سنتناول خصائصها. على سبيل المثال ، ضع في اعتبارك AIR80V2U3.

القدرة الميكانيكية المقدرة للمحرك التعريفي

تشير اللوحة (للمحرك) للمحرك دائمًا إلى القوة الميكانيكية المقدرة على عمود المحرك. ليست هذه هي الطاقة الكهربائية التي يستهلكها هذا المحرك الكهربائي من الشبكة.

لذلك ، على سبيل المثال ، بالنسبة للمحرك AIR80V2U3 ، فإن معدل 2200 واط يتوافق تمامًا مع القوة الميكانيكية على العمود. وهذا هو ، في وضع التشغيل الأمثل ، هذا المحرك قادر على أداء الأعمال الميكانيكية التي تبلغ 2200 جول كل ثانية. نشير إلى أن هذه القوة هي P1 = 2200 W.

تصنيف الطاقة الكهربائية النشطة للمحرك التعريفي

لتحديد الطاقة الكهربائية النشطة المقدرة للمحرك التعريفي ، استنادًا إلى البيانات الموجودة في اللوحة ، من الضروري مراعاة الكفاءة. لذلك ، لهذا المحرك الكهربائي ، فإن الكفاءة هي 83 ٪.

ماذا يعني هذا؟ هذا يعني أن جزءًا فقط من الطاقة النشطة المزودة من الشبكة إلى لفات الجزء الثابت للمحرك ، والتي يستهلكها المحرك بشكل لا رجعة فيه ، يتم تحويلها إلى طاقة ميكانيكية على العمود. الطاقة النشطة هي P = P1 / الكفاءة. على سبيل المثال ، وفقًا للوحة المقدمة ، نرى أن P1 = 2200 ، الكفاءة = 83٪. لذلك P = 2200 / 0.83 = 2650 واط.

القدرة الكهربائية الظاهرة المقدرة لمحرك الحث

الطاقة الكهربائية الإجمالية الموردة إلى الجزء الثابت للمحرك الكهربائي من التيار الكهربائي تكون دائمًا أكبر من الطاقة الميكانيكية على العمود وأكثر من الطاقة الفعالة التي يستهلكها المحرك الكهربائي بشكل لا رجعة فيه.

للعثور على القوة الكاملة ، يكفي تقسيم الطاقة النشطة إلى جيب التمام فاي. وبالتالي ، فإن القوة الكلية هي S = P / Cosφ. على سبيل المثال لدينا ، P = 2650 W ، Cosφ = 0.87. لذلك ، إجمالي الطاقة S = 2650 / 0.87 = 3046 VA.

تصنيف الطاقة الكهربائية التفاعلية للمحرك التعريفي

يتم إرجاع جزء من إجمالي الطاقة المزودة بلفات الجزء الثابت للمحرك التعريفي إلى الشبكة. إنه كذلك قوة رد الفعل س.

س = √(S² - ف²)

ترتبط القوة التفاعلية بالقوة الظاهرة من خلال sinφ ، وترتبط بالقوة النشطة والواضحة من خلال الجذر التربيعي. على سبيل المثال لدينا:

س = √(3046² - 2650²) = 1502 VAR

تُقاس القدرة التفاعلية Q بالقيمة VAR - بوحدات أمبير فولت تفاعلية.

الآن دعونا نلقي نظرة على الخصائص الميكانيكية لمحركنا التعريفي: عزم دوران التشغيل الاسمي على العمود ، السرعة الزاوية ، السرعة الخطية ، سرعة الدوار وعلاقتها بتردد المحرك الكهربائي.

سرعة الدوار للمحرك التعريفي

على اللوحة نلاحظ أنه عند تشغيل التيار بالتناوب 50 هرتز، يؤدي دوار المحرك بحمولة اسمية تبلغ 2870 دورة في الدقيقة ، ونشير إلى هذا التردد على أنه n1.

ماذا يعني هذا؟ نظرًا لأن الحقل المغناطيسي في لفائف الجزء الثابت يتم إنشاؤه بواسطة تيار متناوب بتردد 50 هرتز ، لمحرك به زوج واحد من الأقطاب (وهو AIR80V2U3) فإن تردد "دوران" المجال المغناطيسي ، التردد المتزامن n ، يساوي 3000 دورة في الدقيقة ، وهو ما يعادل 50 دورة في الدقيقة. ولكن بما أن المحرك غير متزامن ، فإن الدوار يدور خلفه بكمية زلة.

يمكن تحديد قيمة s بتقسيم الفرق بين الترددات المتزامنة وغير المتزامنة على التردد المتزامن ، والتعبير عن هذه القيمة كنسبة مئوية:

ق = ((ن – N1)/ن)*100%

على سبيل المثال لدينا ، ق = ((3000 – 2870)/3000)*100% = 4,3%.

سرعة زاوية المحرك غير المتزامن

يتم التعبير عن السرعة الزاوية in بالراديان في الثانية. لتحديد السرعة الزاوية ، يكفي ترجمة سرعة الدوار n1 إلى ثورات في الثانية (f) ، وضربها بمقدار 2 Pi ، نظرًا لأن ثورة واحدة كاملة هي 2 Pi أو 2 * 3.14159 راديان. بالنسبة للمحرك AIR80V2U3 ، يكون التردد غير المتزامن n1 هو 2870 دورة في الدقيقة ، والذي يتوافق مع 2870/60 = 47.833 دورة في الدقيقة.

ضرب ب 2 Pi ، لدينا: 47.833 * 2 * 3.14159 = 300.543 rad / s. يمكنك أن تترجم إلى درجات ، لذلك بدلاً من 2 Pi بديلاً 360 درجة ، ثم على سبيل المثال لدينا نحصل على 360 * 47.833 = 17220 درجة في الثانية. ومع ذلك ، عادةً ما يتم إجراء هذه الحسابات بدقة بالراديان في الثانية. لذلك ، السرعة الزاوية ω = 2 * Pi * f ، حيث f = n1 / 60.

السرعة الخطية للمحرك التعريفي

تشير السرعة الخطية v إلى المعدات التي يتم تركيب محرك التعريفي عليها كمحرك. لذلك ، إذا تم تثبيت بكرة أو ، على سبيل المثال ، قرص صنفري من دائرة نصف قطرها R المعروفة على عمود المحرك ، فإن السرعة الخطية للنقطة على حافة البكرة أو القرص يمكن العثور عليها بواسطة الصيغة:

ت = ωR

عزم الدوران من محرك التعريفي

يتميز كل محرك تحريضي بعزم دوران مقدّر بـ Mn. يرتبط عزم الدوران M بالقدرة الميكانيكية P1 من خلال السرعة الزاوية كما يلي:

ف = ωM

يتم الحفاظ على عزم الدوران أو لحظة القوة التي تعمل على مسافة معينة من مركز الدوران للمحرك ، ومع زيادة نصف القطر ، تقل القوة ، وكلما كان نصف القطر أصغر ، زادت القوة ، وذلك بسبب:

م = FR

لذلك ، كلما كان نصف قطر البكرة أكبر ، كلما كانت القوة الأقل تعمل على حافتها ، وأكبر قوة تعمل مباشرة على عمود المحرك الكهربائي.

بالنسبة للمحرك AIR80V2U3 كمثال ، تبلغ الطاقة P1 2200 واط ، والتردد n1 هو 2870 دورة في الدقيقة أو f = 47.833 دورة في الدقيقة. لذلك ، فإن السرعة الزاوية هي 2 * Pi * f ، أي 300.543 rad / s ، وعزم الدوران الاسمي Mn هو P1 / (2 * Pi * f). مليون = 2200 / (2 * 3.14159 * 47.833) = 7.32 شمالاً * م.

وبالتالي ، بناءً على البيانات الموضحة على لوحة محرك التعريفي ، يمكنك العثور على جميع المعلمات الكهربائية والميكانيكية الرئيسية.

نأمل أن تساعدك هذه المقالة على فهم مدى ارتباط السرعة الزاوية والتردد وعزم الدوران والنشاط النشط والمفيد والظاهر وكفاءة المحرك الكهربائي.