المحركات النفاثة المتزامنة الحديثة

مبدأ تشغيل محرك نفاث متزامن

في المحركات النفاثة المتزامنة ، يختلف مبدأ إنشاء عزم الدوران إلى حد ما عن المحركات غير المتزامنة والتقليدية. هنا يتم تعيين الدور الحاسم في جوهر الدوار نفسه.

لا يحتوي دوار المحرك النفاث المتزامن على لفات ، حتى أنه لا توجد لفات ذات دائرة قصيرة. بدلاً من ذلك ، يتم تصنيع الجزء الدوار غير متجانسة للغاية في التوصيل المغناطيسي: التوصيل المغناطيسي على طول الدوار يختلف عن التوصيل المغناطيسي عبر. بفضل هذا النهج غير العادي ، لا توجد حاجة لكل من اللفات الدوارة والمغناطيس الدائم.

بالنسبة للجزء الثابت ، يمكن تركيز أو توزيع لف الجزء الثابت للمحرك المتزامن النفاث ، بينما يبقى الجزء الثابت والإسكان عاديين. الميزة الكاملة هي في جوهر غير متجانسة للغاية من الدوار.

هناك ثلاثة أنواع رئيسية من الدوارات التي تتميز بها المحركات النفاثة المتزامنة: الدوار الطبقي المستعرض ، الدوار مع الأقطاب المميزة ، الدوار الطبقي المحوري.

فيزياء العملية على النحو التالي. يتم تزويد التيار المتناوب باللفات الثابتة ، ويخلق مجالًا مغناطيسيًا دائريًا حول الدوار ، وهو أقصى حد في فجوة الهواء بين الجزء الثابت والدوار. يتم الحصول على لحظة الدوران نظرًا لحقيقة أن الدوار يحاول الدوران طوال الوقت بحيث تكون المقاومة المغناطيسية للتدفق المغناطيسي الناتجة عن الجزء الثابت أقل ما يمكن.

يتناسب الحد الأقصى لعزم الدوران بشكل مباشر مع الفرق بين المحاثات الطولية والعرضية ، وكلما زاد هذا الفارق ، زاد عزم الدوران للدوران.

لفهم هذا المبدأ ، ننتقل إلى الرقم. كائن متباين الخواص 1 لديه الموصلية المغناطيسية المختلفة على طول المحورين a و b. في هذه الحالة ، يكون للكائن المتناحي 2 نفس الموصلية المغناطيسية في جميع الاتجاهات. يولد المجال المغناطيسي المطبق على الكائن 1 لحظة دوران عندما تكون الزاوية بين المحور b وخطوط الحث المغناطيسي B غير مساوية للصفر. عند وجود زاوية غير صفرية ، سيشوه الكائن 1 المجال المغناطيسي المطبق B ، ويتزامن اتجاه التشويه مع المحور a للكائن 1.

يدور الحقل المغناطيسي الجيبي الذي تم إنشاؤه في المحرك النفاث المتزامن بواسطة لفيفة الجزء الثابت بتردد زاوي متزامن معين ، وبالتالي ستكون هناك دائمًا لحظة دوران ، والتي تميل إلى إعادة النظام إلى الحالة بأقل طاقة ممكنة.

أي أن لحظة الدوران ستعمل دائمًا على تقليل تشويه المجال المغناطيسي للجزء الثابت في اتجاه المحور ، عن طريق تقليل الزاوية بين خطوط الحث B والمحور b. لذلك ، إذا كان التحكم في المحرك يهدف إلى الحفاظ على ثبات هذه الزاوية ، فسيتم دائمًا الحصول على الطاقة الميكانيكية من الكهرومغناطيسي.

وبالتالي ، يوفر تيار لف الجزء الثابت مغنطيسًا مع وجود عزم دوران يهدف إلى القضاء على تشويه المجال ، وعن طريق التحكم في الطور الحالي وفقًا لموضع الدوار في نظام الإحداثيات الدوارة (وفقًا لقيمة زاوية التشوه) ، يتم الحصول على التحكم في عزم الدوران للمحرك النفاث المتزامن.

المحركات النفاثة المتزامنة اليوم

أبدت كبرى الشركات المصنعة للمحركات الكهربائية في العالم اليوم اهتمامًا خاصًا بالمحركات النفاثة المتزامنة ، على الرغم من أن النسخ الأولى تم تسجيلها في بواكير القرن التاسع عشر. والحقيقة هي أن كفاءة المحركات النفاثة متزامن يتجاوز بشكل كبير كفاءة المحركات الحثية الشعبيةناهيك عن كثافة الطاقة.

لا توجد خسائر في الطاقة في الدوار ، ولكن عادةً ما يمثل الدوار حوالي 30 بالمائة من الخسائر. هذا يزيد من عمر المحرك الكهربائي - يقلل من الحرارة الضارة. كتلة المحرك النفاث المتزامن وأبعادها أقل بنسبة 20٪ من نفس القوة غير المتزامنة.

يرتبط الاهتمام المتجدد بمحركات الطائرات النفاثة المتزامنة اليوم بشكل أساسي بالقدرات الواسعة لنمذجة الكمبيوتر الحديثة ، والتي تسمح بإيجاد أكثر الإصدارات فاعلية لتصميمات الدوار والجزء الثابت - البحث العلمي أكثر إنتاجية ، وكفاءة الإصدارات الحديثة من المحركات النفاثة المتزامنة أصبحت بالفعل 98٪ ، في ذلك الوقت أما بالنسبة للإصدارات غير المتزامنة ، فإن الكفاءة لا تتجاوز تقليديًا 90٪.

يتم تصنيع المحركات النفاثة المتزامنة اليوم على أساس المحركات غير المتزامنة ، وبنفس الأبعاد والأبعاد المتصاعدة ، يتم الحصول على كفاءة أعلى ، ويتم الحصول على طاقة محددة أعلى.

مزايا وعيوب

يتم سحب دوار المحرك المتزامن النفاث من الصلب الكهربائي ذي الرقاقة الرفيعة ، من خلال تصميم بسيط وموثوق بدون لف دائرة قصيرة وبدون مغناطيس ، وبالتالي ، يتم التخلص من التيارات التي تسبب تسخينًا ضارًا في الدوار - يتم زيادة عمر الخدمة ، كما يؤدي عدم وجود مغناطيسات إلى تقليل تكلفة المنتج ، بما في ذلك تقليل تكاليف الصيانة المخفضة .

بسبب الخفة النسبية للدوار ، تكون لحظات القصور الذاتي الخاصة بها منخفضة ، وبالتالي فإن المحرك يتسارع إلى السرعة الاسمية بشكل أسرع ، مما يؤدي إلى توفير الطاقة.

إن محول التردد العاكس كوحدة تحكم في السرعة يجعل التحكم في المحرك مرنًا للغاية عبر مجموعة واسعة من سرعات التشغيل. أما بالنسبة لأوجه القصور ، فهي واحدة فقط: الحاجة إلى محول التردد.

يتيح استخدام محول التردد مع التصحيح النشط لعامل القدرة تحقيق الحد الأقصى لعامل القدرة للنظام ، وهو أمر مهم للغاية في أي إنتاج حديث.