كيف يعمل محرك التيار المتردد: التطبيقات ومعايير الاختيار والإرشادات العملية

كيف يعمل محرك التيار المتردد - ولماذا يقرر الانزلاق كل شيء تقريبًا

لا يلتقط الدوار أبدًا المجال المغناطيسي الذي يحركه. يفسر هذا النقص السرعة المقدرة، وعزم الدوران، والحرارة، وفشل المكثفات، ومعظم الأرقام المختومة على لوحة الاسم.

يقرأ مقياس سرعة الدوران الموجود على محرك مروحة بتردد 50 هرتز عند 1300 دورة في الدقيقة ما يقرب من هذا الرقم سواء كانت الشفرة نظيفة أو مغطاة بالغبار، ولا يرتفع إلا قليلاً عند حظر تدفق الهواء. قم بتركيب نفس المحرك خلف دفاعة أثقل، وبالكاد تتحرك السرعة أثناء صعود التيار. كلا السلوكين يأتي من آلية واحدة.

يعمل محرك التيار المتردد عن طريق إنتاج مجال مغناطيسي ينتقل حول الجزء الثابت بسرعة يحددها تردد الإمداد وعدد الأقطاب، ثم يسحب الجزء المتحرك على طول نسبة قليلة خلفه. يوجد عزم الدوران فقط عندما يتأخر الدوار. دع الجزء المتحرك يطابق المجال تمامًا ولن تكون هناك حركة نسبية، ولا تيار مستحث، ولا عزم دوران على الإطلاق.

تمسك بهذه الفكرة وستصبح العديد من الحجج اليومية أقصر: لماذا تكون سرعات لوحة الاسم أرقامًا فردية، ولماذا يصدر محرك أحادي الطور طنينًا بدلاً من بدء التشغيل عندما يجف المكثف، ولماذا يعمل نفس الإطار بشكل أكثر سخونة في المدفأة منه في المروحة.

المجال الدوار، خطوة بخطوة

في المحرك ثلاثي الطور، توجد ثلاث ملفات تفصل بينها مسافة 120 درجة كهربائية وتحمل تيارات يقابلها نفس الزاوية. تضاف حقولهم إلى حقل واحد ذو قوة ثابتة يدور مرة واحدة في كل دورة كهربائية. هذه هي سرعة التواقت: Ns = 120f ÷ P، مع f بالهرتز وP عدد الأقطاب.

1. يبني تيار الجزء الثابت حقلاً يمتد عبر قضبان الجزء الدوار.
2. نظرًا لأن القضبان تتحرك بالنسبة لهذا المجال، يتم حث الجهد الكهربي فيها، وبالتالي يتصرف الجزء المتحرك كدائرة ثانوية قصيرة الدائرة.
3. تشكل التيارات المستحثة مجالًا خاصًا بها، والذي يدفعه حقل الجزء الثابت، ويتسارع الجزء المتحرك في نفس الاتجاه.
4. تحت الحمل يقترب الدوار من السرعة المتزامنة ولكنه لا يصل إليها أبدًا. الفجوة تنزلق: s = (Ns - Nr) ÷ Ns.
5. يرتفع عزم الدوران مع انزلاق عزم الدوران إلى الانهيار، ثم ينخفض ​​- وهذا هو السبب وراء توقف المحرك المحمل بشكل زائد بدلاً من تباطؤه ببساطة.

عادة ما تكون نسبة انزلاق الحمل الكامل 2-6% في المحركات الصغيرة ذات الأغراض العامة. تعمل محركات المروحة بشكل متعمد على تشغيل أعلى بنسبة 8-15% في كثير من الأحيان، لأن منحنى عزم الدوران المسطح يحافظ على ثبات تدفق الهواء أثناء انسداد المرشحات وتحميل الشفرات.

أين تجلس الأجزاء ومن أين تأتي الحرارة

الجزء الثابت عبارة عن كومة من صفائح رقيقة من السيليكون والفولاذ، معزولة عن بعضها البعض للحد من التيارات الدوامية، مع لفات نحاسية مطلية بالمينا مدمجة في فتحات. الدوار عبارة عن قفص من قضبان الألمنيوم أو النحاس المصبوبة والمختصرة بحلقات نهائية. تصل فجوات الهواء في المحركات الصغيرة إلى حوالي 0.25-0.5 ملم، وهذه الفجوة هي المكان الذي يحدث فيه نقل الطاقة: أي انحراف مركزي هناك يظهر على شكل اهتزاز وضوضاء.

يضيف المحرك أحادي الطور الذي يعمل بمكثف ملفًا ثانيًا ومكثفًا للفيلم؛ محرك ثلاثي الطور لا يحتوي على مكثف على الإطلاق. تمثل المحامل، التي عادة ما تكون محامل كروية محكمة الغلق في خدمة المروحة، حصة كبيرة من عمر الخدمة.

الانزلاق ليس عيبًا يجب هندسته بعيدًا. إنها مساحة العمل بين الحقل والعمود - أغلقها تمامًا ولا ينتج المحرك شيئًا.

تترك الخسائر على شكل حرارة: المقاومة في كلا اللفات، وفقدان القلب في الصفائح، والاحتكاك وانحراف القذيفه بفعل الهواء في المحامل. غالبًا ما تصل كفاءة المحركات الصغيرة أحادية الطور إلى 30-60%، وهذا هو السبب في أن مخرج عمود بقدرة 45 واط يمكن أن يسحب ما يقرب من 90 واط من الجدار، ولهذا السبب فإن مادة الغلاف وتدفق الهواء مهمان بقدر أهمية الملف نفسه.

لماذا لا يمكن للمحرك أحادي الطور أن يبدأ من تلقاء نفسه

إن ملفًا واحدًا يتم تغذيته بتيار أحادي الطور ينتج مجالًا نابضًا، وليس مجالًا دوارًا. ويتحلل إلى مجالين يدوران في اتجاهين متعاكسين بنفس السرعة. في حالة التوقف التام، يتم الإلغاء تمامًا، وبالتالي يكون صافي عزم الدوران صفرًا والدوار يصدر طنينًا فقط.

• القطب المظلل: هناك حلقة نحاسية على جزء من كل قطب تؤخر التدفق وتنتج عزم دوران صغيرًا - رخيص، وهادئ، وغير فعال، وشائع في المراوح الصغيرة.
• مرحلة تقسيم المقاومة: مرحلة تحولات الملفات المساعدة عالية المقاومة؛ يقوم مفتاح الطرد المركزي أو PTC بإزالته بعد البدء.
• مكثف البداية: يوفر المكثف الإلكتروليتي الكبير عزم دوران عاليًا للمضخات والضواغط.
• مكثف التشغيل، أو مكثف الانقسام الدائم: يبقى مكثف غشائي صغير في الدائرة، مما يؤدي إلى رفع عامل الطاقة وتقليل الضوضاء، على حساب عزم دوران متواضع.

يستخدم المشجعون تصميمات تعمل بمكثف لأن الحمل عند البداية يكون خفيفًا. مكثف التشغيل النموذجي عبارة عن عدد قليل من الميكروفاراد من الفيلم المعدني. عندما يفقد السعة - الحرارة هي السبب المعتاد - ينخفض ​​عزم الدوران، ويسحب المحرك تيارًا أكبر لنفس الناتج، ويصبح الملف أكثر سخونة. إذا كان المحرك يصدر طنينًا واستمر الواقي الحراري في التعثر، قم بقياس المكثف أولًا؛ تأثير مكثف التشغيل على عزم الدوران وكفاءة التشغيل عادة ما تكون القصة بأكملها.

سرعة القراءة والانزلاق من لوحة الاسم

إن عدد الدورات في الدقيقة للوحة الاسم هو سرعة التحميل الكامل عند الجهد المقنن، وليس سرعة التشغيل الحر. اضبطه مقابل السرعة المتزامنة ويمكنك قراءة نية المصمم.

لذا فإن 1300 دورة في الدقيقة عند 50 هرتز يعني أن المحرك رباعي الأقطاب يعمل بنسبة انزلاق تبلغ حوالي 13% - وهي نسبة عالية عن قصد، بحيث لا تؤدي الشفرة المتربة إلى تأرجح تدفق الهواء. محرك السخان الذي تبلغ سرعته 2800 دورة في الدقيقة هو ثنائي القطب عند انزلاق 7٪ تقريبًا؛ 920 دورة في الدقيقة تشير إلى ستة أقطاب.

معلومات يمكن لمحركين أن يشتركا في الإطار، وقطر العمود وقيمة المكثف، ولا يزال هناك 200 دورة في الدقيقة. تأكد من قياس التيار عند الحمل المقدر بدلاً من الوثوق بالختم وحده.

مطابقة المحرك مع الجهاز

تحدد دورات عمل الأجهزة فئة المحرك بشكل أكثر موثوقية من القوة الكهربائية المقدرة.

بالنسبة لمراوح الهواء البارد، يعد اختيار السكن قرارًا حقيقيًا وليس قرارًا تجميليًا: حيث يتخلص الغلاف المصنوع من الألومنيوم من الحرارة بشكل أسرع ويقاوم التآكل في الغرفة الرطبة بشكل أفضل من الفولاذ المطلي بتكلفة مماثلة. انتشار محركات تيار متردد للهواء البارد أحادية الطور عبر الوحدات المكتبية والأرضية يوضح مقدار المواصفات التي تتعلق حقًا بالتركيب وهندسة العمود.

تتحول سخانات المروحة إلى محركات ثنائية القطب لتدوير منفاخ أصغر بسرعة، ويصبح قيد الربط هو درجة الحرارة بدلاً من السرعة. تحدد فئة العزل وموضع المصهر الحراري ومسار التبريد الخاص بالمحرك ما إذا كان سينجو من شبكة مسدودة في صباح بارد.

توجد أغطية النطاق بين محركات التيار المتردد التي تعمل بمكثف في العلب البلاستيكية وبدائل التيار المستمر. تعمل الشحوم والبخار ومواد التنظيف الكيميائية على معاقبة الإطارات المفتوحة، لذا فإن التغليف يكسب تكلفته في سنوات الخدمة وليس بالديسيبل.

حالات الفشل، والفحوصات، وماذا تطلب من المورد

• محامل هي العنصر المعتاد في نهاية العمر؛ يصل الضجيج قبل فترة طويلة من النوبة.
• تشغيل المكثفات الانجراف في السعة بدلاً من الفشل النظيف، لذلك يستمر المحرك في الدوران أثناء التشغيل الساخن.
• لف العزل فشل بعد ارتفاع درجة الحرارة المستمرة. كل 10 درجات مئوية فوق التصنيف يؤدي إلى نصف عمره تقريبًا.
• الرطوبة والشحوم انخفاض مقاومة العزل. تتحمل المحركات البلاستيكية المغلفة الغسيل بشكل أفضل بكثير من الإطارات المفتوحة.

خطر لا تقم أبدًا باستبدال مكثف البدء بمكثف التشغيل. يختلف تصنيف الجهد والجهد، ويمكن أن ترتفع درجة حرارة الملف في غضون دقائق على مروحة كانت تعمل سابقًا لسنوات.

تحذير في السخانات، تعمل الشبكة المقيدة على رفع درجة حرارة الهواء وقطع تدفق الكتلة الذي يبرد المحرك. قد يتعثر الواقي الحراري بشكل متكرر دون أي خطأ في اللف على الإطلاق.

النجاح الموافقة على العينة بناءً على الأدلة، وليس على الكتالوج. اطلب قياس السرعة والتيار باستخدام الشفرة الحقيقية، وارتفاع درجة الحرارة عند 1.1× الجهد المقنن، وتيار الدوار المقفل، وقيمة المكثف مع التسامح، والضوضاء عند أدنى سرعة، وأرقام الشهادات التي تتوافق مع سوق الوجهة.

يعود كل قرار عملي بشأن محرك يعمل بالتيار المتردد إلى الصورة نفسها: مجال يدور بسرعة متزامنة، ودوار يتأخر بنسبة قليلة في المئة، وعزم دوران يعيش في تلك الفجوة. تخبرك السرعة المقدرة بعدد الأقطاب، ويخبرك الانزلاق بالواجب، ويخبرك المكثف بكيفية بدء تشغيل المحرك.

تحديد السرعة والانزلاق وارتفاع درجة الحرارة وطريقة البدء معًا. عند الحكم عليه واحدًا تلو الآخر، يبدو كل رقم غير ضار؛ وبالحكم عليهم معًا، فإنهم يتوقعون ما إذا كان الجهاز سيظل هادئًا بعد فصلين من الاستخدام اليومي.