ما تحتاج لمعرفته حول المحركات الكهربائية الحديثة

يناقش المقال أنواعًا مختلفة من المحركات الكهربائية ومزاياها وعيوبها وآفاق التطوير.

أنواع المحركات الكهربائية

المحركات الكهربائية ، في الوقت الحاضر ، هي عنصر لا غنى عنه في أي إنتاج. في المرافق وفي الحياة اليومية ، يتم استخدامها أيضًا كثيرًا. على سبيل المثال ، هذه هي المراوح ، ومكيفات الهواء ، ومضخات التدفئة ، إلخ. لذلك ، يحتاج كهربائي حديث إلى أن يكون على دراية جيدة في أنواع وتصميم هذه الوحدات.

لذلك ، نحن ندرج أكثر أنواع المحركات الكهربائية شيوعًا:

1. المحركات العاصمة ، مع مرساة المغناطيس الدائم ؛

2. المحركات DC ، مع وجود حديد التسليح متعرجا الإثارة.

3. محركات التيار المتردد متزامن.

4. المحركات التعريفي ac.

5. المحركات

6. المحركات التعريفي الخطي.

7. بكرات المحرك ، أي بكرات توجد داخلها محركات كهربائية ذات تروس ؛

8. صمام المحركات.

محركات العاصمة

كان هذا النوع من المحركات يستخدم سابقًا على نطاق واسع جدًا ، ولكن في الوقت الحالي يتم استبداله بالكامل تقريبًا بمحركات كهربائية غير متزامنة ، نظرًا لرخص المقارنة لتطبيق هذا الأخير. هناك اتجاه جديد في تطوير محركات التيار المستمر وهي محركات الصمام المستمر ذات المحرك الدائم المغناطيس.

المحركات متزامن

غالبًا ما تستخدم المحركات الكهربائية المتزامنة لأنواع مختلفة من محركات الأقراص التي تعمل بسرعة ثابتة ، أي للمراوح ، الضواغط ، المضخات ، مولدات التيار المستمر ، إلخ. هذه هي محركات بقوة 20 - 10،000 كيلو واط ، لسرعات الدوران من 125 - 1000 دورة في الدقيقة.

تتميز المحركات عن المولدات بوجودها على الدوار ، وهي ضرورية لبدء التشغيل غير المتزامن ، ولف إضافي قصير الدائرة ، بالإضافة إلى وجود فجوة أصغر نسبياً بين الجزء الثابت والجزء الدوار.

المحركات المتزامنة لها كفاءة أعلى ، والكتلة لكل وحدة طاقة أقل من تلك غير المتزامنة في نفس سرعة الدوران. ميزة قيمة لمحرك متزامن مقارنة بمحرك غير متزامن هي القدرة على تنظيمه رد الفعل الحالي، أي cosφ بسبب تغيير في الإثارة الحالية لفيفة حديد التسليح. وبالتالي ، من الممكن أن تكون قريبة من الوحدة في جميع نطاقات التشغيل ، وبالتالي زيادة الكفاءة وتقليل الخسائر في شبكة إمدادات الطاقة.

المحركات التعريفي

حاليا ، هذا هو نوع المحرك الأكثر استخداما. المحرك التعريفي هو محرك التيار المتردد الذي تقل سرعة دورانه عن تردد دوران الحقل المغناطيسي الذي أنشأه الجزء الثابت.

من خلال تغيير دورة التردد والجهد للجهد المقدم إلى الجزء الثابت ، من الممكن تغيير سرعة الدوران واللحظة على عمود المحرك. المحركات التعريفي قفص السنجاب الأكثر استخداما. الدوار مصنوع من الألومنيوم ، مما يقلل من وزنه وتكلفته.

المزايا الرئيسية لهذه المحركات هي السعر المنخفض والوزن المنخفض. إصلاح هذا النوع من المحركات الكهربائية بسيط ورخيص نسبيا.

العيوب الرئيسية هي عزم الدوران صغير بدءا على رمح وبداية كبيرة الحالية 3-5 مرات أعلى من واحد العمل. العيب الكبير الآخر للمحرك التعريفي هو كفاءته المنخفضة في وضع الحمل الجزئي. على سبيل المثال ، عند تحميل 30٪ من القيمة الاسمية ، يمكن أن تنخفض الكفاءة من 90٪ إلى 40-60٪!

الطريقة الرئيسية للتعامل مع عيوب محرك الحث هي استخدام محرك التردد. محرك التردد يحول التيار الكهربائي 220 / 380V إلى جهد نبضي ذي تردد متغير ودورة عمل. وبالتالي ، من الممكن تغيير السرعة والعزم على عمود المحرك على نطاق واسع والتخلص من جميع عيوبها المتأصلة تقريبًا."الذبابة في المرهم" الوحيد في "برميل العسل" هذا هو السعر المرتفع لمحرك التردد ، ولكن في الممارسة العملية جميع التكاليف تؤتي ثمارها في غضون عام!

مضاعفات الحركة

تشغل هذه المحركات مكانة خاصة ؛ حيث يتم استخدامها حيث يلزم إجراء تغييرات دقيقة في الموضع والسرعة. هذه هي تكنولوجيا الفضاء ، والروبوتات ، وآلات CNC ، إلخ.

تتميز هذه المحركات باستخدام المراسي ذات القطر الصغير ، كما قطر صغير خفيف الوزن. بسبب انخفاض الوزن ، من الممكن تحقيق الحد الأقصى من التسارع ، أي حركات سريعة. عادة ما يكون لهذه المحركات نظام استشعار ردود الفعل ، والذي يسمح بزيادة دقة الحركة وتنفيذ خوارزميات معقدة لحركة وتفاعل مختلف النظم.

المحركات الخطية التعريفي

يقوم المحرك التعريفي الخطي بإنشاء حقل مغناطيسي يحرك اللوحة في المحرك. يمكن أن تكون دقة الحركة 0.03 مم لكل متر من الحركة ، وهو أقل بثلاث مرات من سمك شعرة الإنسان! عادةً يتم توصيل لوحة (شريط تمرير) بآلية يجب تحريكها.

هذه المحركات لديها سرعة سفر عالية جدا (تصل إلى 5 م / ث) ، وبالتالي عالية الأداء. يمكن تغيير سرعة الحركة والخطوة. نظرًا لأن المحرك لديه الحد الأدنى من الأجزاء المتحركة ، فإنه يتمتع بموثوقية عالية.

بكرات المحرك

تصميم هذه الأسطوانات بسيط للغاية: داخل أسطوانة القيادة هو محرك DC مصغرة وعلبة التروس. تستخدم بكرات المحرك على مختلف الناقلات وخطوط الفرز.

تتمثل مزايا بكرات المحركات في انخفاض مستوى الضجيج وكفاءة أعلى مقارنةً بمحرك خارجي ، ولا تتطلب بكرة المحرك عمليًا صيانة ، نظرًا لأنها تعمل فقط عندما تحتاج إلى نقل الناقل ، فموردها كبير جدًا. عند فشل هذه الأسطوانة ، يمكن استبدالها بأخرى في أقصر وقت ممكن.

المحركات صمام

يسمى الصمام أي محرك يتم فيه تنظيم أوضاع التشغيل باستخدام محولات أشباه الموصلات (صمام). كقاعدة عامة ، هذا هو محرك متزامن مع الإثارة من المغناطيس الدائم. يتم التحكم في الجزء الثابت للمحرك بواسطة عاكس مع تحكم معالج دقيق. تم تجهيز المحرك بنظام استشعار لتوفير ملاحظات على الموقع والسرعة والتسارع.

المزايا الرئيسية للمحركات الكهربائية ذات الصمام هي:

1. التماس وعدم وجود العقد التي تتطلب الصيانة ،

2. الموارد العالية.

3. عزم دوران كبير وقدرة حمل زائدة كبيرة في الوقت الحالي (5 مرات أو أكثر) ؛

4. العابرين عالية الأداء.

5. مجموعة كبيرة من التعديلات للسرعة 1: 10000 أو أكثر ، والتي هي على الأقل أمران من حيث الحجم أعلى من المحركات غير المتزامنة ؛

6. أفضل مؤشرات الكفاءة و cos ، كفاءتها في جميع الأحمال تتجاوز 90٪. في الوقت نفسه ، المحركات غير المتزامنة ، يمكن أن تنخفض الكفاءة في نصف الأحمال إلى 40-60٪!

7. الحد الأدنى التيارات الدائرة المفتوحة وتيارات التيارات ؛

8. مؤشرات الحد الأدنى للوزن والحجم ؛

9. الحد الأدنى لفترة الاسترداد.

حسب ميزات التصميم ، يتم تقسيم هذه المحركات إلى نوعين رئيسيين: محركات التيار المستمر والتيار المتردد غير المتصل.

الاتجاه الرئيسي لتحسين محركات الصمامات في الوقت الحالي هو تطوير خوارزميات تحكم بدون استشعار تكيفية. هذا سوف يقلل من التكلفة ويزيد من موثوقية هذه الأقراص.

في مثل هذه المقالة الصغيرة ، بالطبع ، من المستحيل أن تعكس جميع جوانب تطوير أنظمة القيادة الكهربائية ، لأن هذا مجال مثير جدا للاهتمام وسريع التطور في التكنولوجيا. تُظهر معارض الهندسة الكهربائية السنوية بوضوح النمو المستمر في عدد الشركات التي تسعى إلى السيطرة على هذا المجال. قادة هذا السوق ، كما هو الحال دائمًا ، هم Siemens AG و General Electric و Bosch Rexroth AG و Ansaldo و Fanuc ، إلخ.