توصيف محرك التعريفي AC

محركات التيار المتردد التعريفية هي العمود الفقري للصناعة الحديثة ، لأنها بسيطة ومتينة وموثوقة. يتكون المحرك التعريفي من جزأين رئيسيين فقط. الأول هو الجزء الثابت المسمى الجزء الثابت ، والذي يتكون من ملفات ثابتة حول التجويف. معلق في التجويف هو الدوار ، وهو زوج من الحلقات الطرفية التي تغطي ترتيبا أسطوانيا من القضبان. غالبا ما يسمى هذا قفص السنجاب. توفر المعلمات الكهربائية لهذين المكونين معلومات حول كفاءة المحرك والعلاقة بين عزم الدوران والسرعة. هذا ضروري لتحديد أفضل حجم ونوع للمحرك للتطبيق. سيقدم هذا الفيديو أساسيات تشغيل المحرك التعريفي ويوضح كيفية تحديد نموذج دائرة مكافئ لمحرك تحريضي ثلاثي الطور.

يستخدم المحرك التعريفي للتيار المتردد ثلاثي الأطوار طاقة ثلاثية الأطوار مع توصيل كل مرحلة بمجموعة منفصلة من ملفات الجزء الثابت. يتم ترتيب الملفات في نمط يولد مجالا مغناطيسيا واحدا لكل مرحلة من مراحل الطاقة المزودة. يدور المجال المغناطيسي الصافي الناتج ، المسمى المجال المغناطيسي للجزء الثابت ، بسرعة زاوية ثابتة. يحفز التدفق المغناطيسي الدوار التيار في الدوار ، على غرار الطريقة التي ينقل بها المحول الطاقة من الملف الأساسي إلى الملف الثانوي. يخلق التيار عبر قضبان قفص السنجاب بدوره مجاله المغناطيسي الخاص به ، يسمى المجال المغناطيسي الدوار المستحث. ينتج عن التفاعل بين هذين المجالين قوة على الدوار ، مما يؤدي إلى اتباع المجال المغناطيسي للجزء الثابت. مثل قضيب حديدي يتبع المغناطيس من حوله. إذا كان الدوار يتبع المجال المغناطيسي بالضبط ، مثل هذا الشريط ، فإن المحرك متزامن. ومع ذلك ، في المحرك التعريفي ، يتخلف الدوار عن المجال المغناطيسي للجزء الثابت. يتسبب هذا التأخر ، المسمى الانزلاق ، في أن تكون المحركات الحثية غير متزامنة. وبالتالي ، فإن المحرك التعريفي سوف يدور دائما بشكل أبطأ من السرعة المتزامنة. يزداد عزم الدوران مع تناقص الانزلاق ، أو مع انخفاض سرعة المحرك من المتزامن حتى نقطة معينة تسمى عزم الانهيار. مع إضافة الحمل ، تقل سرعة الدوران مع زيادة الانزلاق ، مما يؤدي إلى تقليل عزم الدوران. ستوضح التجارب التالية كيفية قياس المعلمات الكهربائية المختلفة للمحرك التعريفي من أجل وصف المحرك باستخدام نموذج دائرة مكافئ.

يتطلب كل اختبار من الاختبارات التالية معرفة تصنيفات الدوار ، والتي تتم طباعتها على لوحة اسم المحرك. بالنسبة للجهد المقنن البالغ 208 فولت عند 60 هرتز ، سجل الطاقة المقدرة بالقدرة الحصانية والواط. سجل أيضا التيار المقنن بالأمبير والسرعة المقدرة في كل من الدورات في الدقيقة والراديان في الثانية. يمكن حساب عزم الدوران المقنن وهو يساوي القوة المقدرة مقسومة على السرعة المقدرة. هنا يقود عمود المحرك التعريفي مولد التيار المستمر. يرتبط الحمل الكهربائي على مولد التيار المستمر ارتباطا مباشرا بالطاقة الميكانيكية فيه. وفي المقابل ، يعمل كحمل ميكانيكي على المحرك التعريفي. أولا ، اضبط الحد الحالي لمصدر طاقة التيار المستمر على 1.8 أمبير ، ثم قم بإيقاف تشغيله. يقيس اختبار التيار المستمر هذا مقاومة لف الجزء الثابت فقط نظرا لأنه يمكن الوصول إلى أطراف الجزء الثابت فقط لمحرك تحريض قفص السنجاب. قم بتوصيل خرج مصدر الطاقة عبر أطراف الجزء الثابت A و B. قم بتشغيل مصدر الطاقة وسجل جهد الخرج والتيار. كرر هذا الإجراء للمجموعات الأخرى المكونة من مرحلتين B و C و C و A. لكل مجموعة من مجموعات الطور ، احسب المقاومة بقسمة جهد الخرج على تيار الإخراج. النتيجة إذا كانت لمرحلتين متتاليتين ، لذا فإن المقاومة لكل طور ، R1 ، هي نصف هذه القيمة. تعتمد مقاومة لف الجزء الثابت على تصنيف قوة المحرك ، وهي ستة أوم لهذا المحرك.

اختبر المحرك التعريفي بدون تحميل للحصول على القياسات اللازمة لمزيد من العمليات الحسابية. أولا ، افصل جميع أطراف مولد التيار المستمر ، أو مقياس الدينامومتر ، بحيث لا يولد أي طاقة ولا يوفر أي حمل ميكانيكي للمحرك التعريفي. مع إيقاف تشغيل مصدر الطاقة ثلاثي الطور ، قم بتجميع الجهاز. اضبط variac على 0٪ خرج وقم بتوصيله بمخرج ثلاثي الطور. قم بتشغيل الطاقة ثلاثية الطور وقم بزيادة خرج variac بسرعة حتى يقرأ كل عداد من عدادات الطاقة الرقمية حوالي 208 فولت. سجل قياسات الطاقة والجهد والتيار من كلا العدادين. مجموع الطاقة المقاسة بواسطة عدادي الطاقة الرقميين هو الطاقة التي تستهلكها المراحل الثلاث التي تعمل معا. 1/3 من هذا هو القوة في مرحلة واحدة. سجل عزم دوران المحرك وقم بتعيينه صفر ، عزم الدوران بدون تحميل. إذا لم تتم معايرة جهاز قياس عزم الدوران بشكل جيد ، فقد لا يساوي الصفر بالضرورة صفرا. بعد ذلك ، استخدم ضوءا قويا لقياس سرعة دوران المحرك بدون تحميل ، والتي تقترب من سرعته المتزامنة البالغة 1,800 دورة في الدقيقة. اضبط المسار وابحث عن مقابض التردد حتى يبدو العمود ثابتا. عادة ما تكون سرعة المحرك بين السرعة المقدرة على لوحة الاسم والسرعة المتزامنة. قم بتحويل تردد الضوء القوي من عدد الدورات في الدقيقة إلى سرعة الدوران الزاوي بدون تحميل ، أوميغا صفر. اضبط variac مرة أخرى على 0٪ خرج ، ثم قم بإيقاف تشغيل الطاقة ثلاثية الطور. اترك باقي الجهاز سليما.

يقيس اختبار الدوار المقفل المعلمات الكهربائية عندما يكون المحرك ثابتا وغير قادر على الدوران. في هذه الحالة ، يحدث أكبر اختلاف في الحركة بين مجال الدوار والجزء الثابت. في هذا الاختبار ، استخدم إعداد اختبار عدم التحميل وافصل جميع أطراف مولد التيار المستمر أو مقياس الدينامومتر. مع إيقاف تشغيل الطاقة ثلاثية الأطوار والمقاييس عند خرج 0٪ ، قم بقفل الدوار على جانب محرك التيار المستمر باستخدام المشبك الميكانيكي. باستثناء الدوار المقفل ، يكون الجهاز هو نفسه بالنسبة لاختبار عدم التحميل. قم بتشغيل الطاقة ثلاثية الأطوار والمحرك التعريفي. قم بزيادة خرج variac ببطء إلى التيار المقنن على عدادات الطاقة الرقمية. سجل الطاقة والجهد والتيار من كلا العدادين. للإنهاء، اضبط المقايق مرة أخرى على 0٪، ثم قم بإيقاف تشغيل الطاقة ثلاثية الطور.

بشكل فعال ، يؤدي لف الجزء الثابت نفس وظيفة الملف الأساسي للمحول ، والدوار يعادل الملف الثانوي. لذلك يمكن نمذجة المحرك باستخدام دائرة مكافئة مشابهة لدائرة المحول. ومع ذلك ، يتم تبسيط الدائرة لإزالة جزء المحول المثالي وتشير إلى مكونات الدوار على أنها انعكاس للجزء الثابت. تشتمل الدائرة المكافئة لكل طور على مقاومة لف الجزء الثابت ، R1 ، المحسوبة من اختبار التيار المستمر. يظهر الجزء الثابت أيضا معارضة للتغيرات في التيار والجهد تسمى المفاعلة X1. تنعكس معلمات الدوار من الجزء الثابت ، بما في ذلك المقاومة المنعكسة ، R2 الأولية ، والمفاعلة المنعكسة للدوار ، X2 prime. المفاعلة الممغنطة المتبادلة ، معلمة XM هي مكافئ للتدفق المغناطيسي في فجوة الهواء بين الدوار والجزء الثابت. أخيرا ، يحدث فقدان الطاقة بين الجزء الثابت والدوار ، ويتم تصميمه على أنه مقاومة مكافئة للخسارة الأساسية ، RC. يمكن حساب كل هذه القيم من الاختبارات الموضحة ، ويتم تفصيلها في بروتوكول الاختبارات.

تستخدم المحركات الحثية للتيار المتردد على نطاق واسع في مجموعة متنوعة من التطبيقات ، نظرا لبساطتها وصلابتها وموثوقيتها. غالبا ما يتم اختيار المحرك التعريفي بناء على سرعة عزم الدوران الخطي تحت حمل ميكانيكي متغير. يتتبع اختبار الحمل خاصية سرعة عزم الدوران الخطي مع تغير الحمل الميكانيكي. بالنسبة لهذا الاختبار ، يتم توصيل مولد التيار المستمر ، أو مقياس الدينامومتر ، بالمحرك التعريفي بحيث يوفر حمولة محبوطة على الدوار. يتم تجميع الجهاز بمقاومة الحمل ، RL ، من 300 أو 200 أو 100 أوم. يتم تسجيل قياسات الطاقة والجهد والتيار من العدادات المتصلة. بعد ذلك ، يتم قياس قراءة عزم الدوران وسرعة الدوران مع وبدون مقاومة الحمل. ستكون مخططات خصائص سرعة عزم دوران المحرك التعريفي مثل هذه المنحنيات للفئات الأربع لمحركات NEMA. يتطلب المجهر الإلكتروني غرفة مفرغة لاحتواء العينة ويستخدم مضخة تفريغ قد تحتوي على محرك حثي صغير. يتيح الفراغ الموجود في الغرفة نقل الإلكترونات إلى العينة ومن العينة إلى جهاز التصوير. أخيرا ، قد تستخدم المخارط وغيرها من معدات ورشة الماكينات محركات حثية ثلاثية الطور أكثر قوة. نظرا لبساطتها وعدم وجود تبديل ميكانيكي ، يمكن للمحركات الحثية أن تتحمل الاستخدام الكثيف مع تقليل احتمالية الفشل. هذه الصلابة هي ميزة واضحة عند تصنيع الأجزاء المعدنية.

لقد شاهدت للتو مقدمة Jove لمحركات التيار المتردد. يجب أن تفهم الآن المبدأ الأساسي للتشغيل وكيفية إجراء الاختبارات لتحديد معلمات الدائرة المكافئة لها.