هل تحتوي محركات التيار المتردد على مغناطيس؟

المُقدّمة

تعد محركات التيار المتردد بمثابة العمود الفقري للتطبيقات الحديثة والعائلية التي لا حصر لها، حيث توفر قدرة قوية وكفؤة لكل شيء من الأجهزة الصغيرة إلى الأجهزة الضخمة. ومع ذلك، هل فكرت في أي وقت مضى فيما يهم حقًا لهذه المحركات؟ محرك تيار متردد منخفض الجهدس؟ على وجه الخصوص، هل توجد مغناطيسات مدمجة في محركات التيار المتردد؟ يفتح هذا السؤال تحقيقًا مثيرًا للاهتمام حول كيفية عمل محركات التيار المتردد والوظيفة التي تلعبها المغناطيسات في فائدتها. سنبحث في استخدام المغناطيس في تصميم محركات التيار المتردد، والدور الذي تلعبه المغناطيسات في محركات التيار المتردد المتزامنة، وما إذا كانت محركات التيار المتردد الخالية من الفرشاة تحتوي على مغناطيسات أم لا في هذه المقالة.

كيف تستخدم محركات التيار المتردد المغناطيس في تصميمها؟

تشكل المغناطيسات أجزاء أساسية في العديد من أنواع المحركات الكهربائية، بما في ذلك أنواع معينة من محركات التيار المتردد. من الضروري فهم مبدأ عمل المحرك التيار المتردد الأساسي قبل استخدامه.

التجنيد الكهرومغناطيسي:المعيار المركزي وراء نشاط محرك مكيف الهواء هو التجنيد الكهرومغناطيسي. يتم إنتاج مجال مغناطيسي عندما يتدفق تيار كهربائي عبر ملف سلكي، عادةً الجزء الثابت. يتفاعل هذا المجال الجاذب مع الدوار، وهو جزء متناوب من المحرك، مما يجعله يدور ويخلق حركة ميكانيكية. دوار العديد من المحركات المحرك التعريفي lvيفتقر المحرك إلى المغناطيسات الدائمة؛ فإذا كانت كل الأشياء متساوية، فإنه يعتمد على المجال الجاذبي الذي يحفزه الجزء الثابت.

محركات التجنيد:المحرك الحثي، الذي لا يستخدم عادةً مغناطيسات دائمة، هو النوع الأكثر شيوعًا من محركات التيار المتردد. وعلى النقيض من ذلك، فإن الدوار "قفص السنجاب" في المحرك الحثي مصنوع من قضبان موصلة يتم تقصيرها بواسطة حلقات طرفية. يتم إنشاء المجال المغناطيسي للدوار عندما يتدفق التيار المتردد عبر الجزء الثابت، مما يتسبب بدوره في حدوث تيار في الدوار. يؤدي الاتصال بين المجال الجاذب للجزء الثابت والحقل الجاذب المحفز للدوار إلى دوران الدوار.

محركات التيار المتردد المغناطيسية طويلة الأمد (PMAC):بينما تعتمد محركات التجنيد على حقول جذب موجهة، تستخدم محركات التيار المتردد المغناطيسية فائقة التحمل (PMAC) مغناطيسات طويلة الأمد مزروعة في الدوار. تنتج هذه المغناطيسات حقل جذب ثابت، يتعاون مع الحقل الكهرومغناطيسي للدوار لإحداث الدوران. تشتهر محركات PMAC بإنتاجيتها العالية وحجمها الصغير والتحكم الدقيق، مما يجعلها مشهورة في التطبيقات حيث تكون كفاءة الطاقة أساسية.

مواد جذابة:يختلف نوع المغناطيس المستخدم في محركات التيار المتردد حسب التصميم والتطبيق. تشمل المواد المغناطيسية العادية الفريت والمواد الأرضية النادرة مثل النيوديميوم. المغناطيسات الأرضية النادرة قوية بشكل خاص وتُستخدم في محركات الأداء العالي حيث المساحة والوزن من المتغيرات الأساسية.

دور المغناطيس في أداء المحرك:إن وجود المغناطيسات في محرك التيار المتردد يمكن أن يؤثر بشكل كبير على أدائه. تقدم المحركات ذات المغناطيسات الدائمة عمومًا كفاءة وعزم دوران أعلى عند سرعات أقل مقارنة بمحركات الحث التقليدية. ومع ذلك، قد يكون إنتاجها أكثر تكلفة بسبب تكلفة المواد المغناطيسية.

ما هو الدور الذي تلعبه المغناطيسات في محركات التيار المتردد المتزامنة؟

المحركات المتزامنة ذات التيار المتردد هي فئة خاصة من المحركات ذات التيار المتردد حيث تلعب المغناطيسات دورًا حاسمًا في تشغيلها. وعلى عكس المحركات الحثية، حيث تتأخر سرعة الدوار عن المجال المغناطيسي الدوار، تعمل المحركات المتزامنة في مزامنة مع المجال المغناطيسي للجزء الثابت.

أساسيات المحرك المتزامن:في المحرك المتزامن، تم تصميم الدوار ليدور بنفس سرعة المجال المغناطيسي الدوار للجزء الثابت. ويتم تحقيق ذلك إما باستخدام مغناطيسات دائمة في الدوار أو عن طريق توفير تيار مستمر (DC) لإنشاء مغناطيس كهربائي في الدوار. يتم تحديد السرعة المتزامنة من خلال تردد مصدر الطاقة المتردد وعدد الأقطاب في المحرك.

المحركات المتزامنة ذات المغناطيس الدائم (PMSM):في PMSMs، يتم تضمين مغناطيسات دائمة في الدوار. يتسبب التفاعل بين هذه المغناطيسات الدائمة والحقل المغناطيسي الدوار للجزء الثابت في دوران الدوار بنفس سرعة مجال الجزء الثابت. تُستخدم PMSMs على نطاق واسع في التطبيقات التي تتطلب التحكم الدقيق في السرعة والموضع، مثل الروبوتات والمركبات الكهربائية والمحركات الصناعية عالية الكفاءة.

المحركات المتزامنة المثارة:يستخدم نوع آخر من المحركات المتزامنة مغناطيسًا كهربائيًا في الدوار بدلاً من المغناطيسات الدائمة. يتم تشغيل هذا المغناطيس الكهربائي عادةً بواسطة مصدر تيار مستمر منفصل، مما يخلق مجالًا مغناطيسيًا يتفاعل مع مجال الجزء الثابت. تُستخدم هذه المحركات في التطبيقات حيث يحتاج المحرك إلى العمل بسرعة ثابتة بغض النظر عن اختلافات الحمل، مثل الآلات الصناعية الكبيرة وأنظمة توليد الطاقة.

الكفاءة والأداء:تشتهر المحركات المتزامنة، وخاصة تلك التي تحتوي على مغناطيسات دائمة، بكفاءتها العالية وتحكمها الدقيق. ويمكنها الحفاظ على سرعة ثابتة تحت أحمال متفاوتة، مما يجعلها مثالية للتطبيقات حيث يكون استقرار السرعة أمرًا بالغ الأهمية. ومع ذلك، فإنها تتطلب أنظمة تحكم أكثر تعقيدًا وهي عمومًا أكثر تكلفة من المحركات الحثية، مثل نعم3 112 م 2.

التطبيقات:إن استخدام المغناطيسات في المحركات المتزامنة يجعلها مناسبة لمجموعة واسعة من التطبيقات، من الأجهزة الدقيقة الصغيرة إلى الآلات الصناعية الكبيرة. وهي شائعة الاستخدام في المركبات الكهربائية والمصاعد والناقلات وأنظمة التدفئة والتهوية وتكييف الهواء، حيث تكون كفاءة الطاقة والتحكم الدقيق في السرعة أمرًا ضروريًا.

هل يمكنك العثور على مغناطيس في محركات التيار المتردد عديمة الفرشاة؟

المحركات ذات التيار المتردد بدون فرشاة، والتي يشار إليها عادةً بمحركات التيار المستمر بدون فرشاة (BLDC)، هي نوع آخر من المحركات التي تستخدم المغناطيس في تصميمها. وعلى الرغم من الاسم، يمكن تشغيل محركات التيار المستمر بدون فرشاة بواسطة مصادر التيار المتردد عند توصيلها بمحول أو محرك مناسب.

تصميم المحرك بدون فرشاة:تستخدم محركات التيار المستمر التقليدية الفرش ومبدل التيار لتبديل اتجاه التيار في لفائف الدوار، مما يخلق مجالًا مغناطيسيًا دوارًا. من ناحية أخرى، تلغي المحركات عديمة الفرش الحاجة إلى الفرش باستخدام التبديل الإلكتروني. في محرك التيار المستمر بلا فرش، يتم وضع مغناطيسات دائمة على الدوار، ويحتوي الجزء الثابت على اللفات. يقوم المتحكم الإلكتروني بتبديل التيار في لفائف الجزء الثابت لإنشاء مجال مغناطيسي دوار يتفاعل مع مغناطيسات الدوار، مما يتسبب في دوران الدوار.

مزايا المحركات بدون فرش:يوفر استخدام المغناطيسات الدائمة في المحركات الخالية من الفرش العديد من المزايا مقارنة بالمحركات ذات الفرش. وتشمل هذه المزايا الكفاءة الأعلى، والصيانة المنخفضة (نظرًا لعدم وجود فرش تتآكل)، والتشغيل الأكثر هدوءًا. كما يسمح غياب الفرش أيضًا بالتشغيل بسرعة أعلى وعمر أطول للمحرك.

محركات بدون فرشاة تعمل بالتيار المتردد:في حين ترتبط محركات BLDC عادةً بطاقة التيار المستمر، إلا أنه يمكن تشغيلها بواسطة مصادر التيار المتردد عند دمجها مع عاكس. يحول العاكس طاقة التيار المتردد إلى إشارات تيار مستمر مناسبة لتشغيل المحرك. وهذا يجعل محركات BLDC متعددة الاستخدامات ومناسبة لمجموعة متنوعة من التطبيقات، من الأجهزة الإلكترونية الاستهلاكية الصغيرة إلى الآلات الصناعية الكبيرة.

التطبيقات:تُستخدم المحركات عديمة الفرشاة ذات المغناطيس الدائم في مجموعة واسعة من التطبيقات، بما في ذلك المركبات الكهربائية والطائرات بدون طيار ومراوح تبريد الكمبيوتر والأجهزة المنزلية. تجعلها كفاءتها العالية وموثوقيتها خيارًا شائعًا في العديد من التقنيات الحديثة.

اعتبارات المواد المغناطيسية:نوع المغناطيسات المستخدمة في المحركات عديمة الفرشاة مشابهة لتلك الموجودة في المحركات الأخرى نعم3 160 م 4مع شيوع استخدام مغناطيسات الأرض النادرة مثل النيوديميوم في التطبيقات عالية الأداء. يؤثر اختيار المادة المغناطيسية على كثافة طاقة المحرك وكفاءته وتكلفته.

وفي الختام

تعتمد العديد من أنواع محركات التيار المتردد المختلفة، وخاصة المحركات المتزامنة ذات المغناطيس الدائم والمحركات عديمة الفرشاة، بشكل كبير على المغناطيس في تصميمها وتشغيلها. وفي حين لا تستخدم جميع محركات مكيف الهواء المغناطيس، فإن تلك التي تستفيد حقًا من الإنتاجية الأعلى والتحكم الدقيق والتخطيط المحافظ. يمكن أن يصبح اختيار المحرك المناسب لتطبيقك، سواء كان للسيارات الكهربائية أو الأجهزة المنزلية أو الآلات الصناعية، أسهل إذا كنت تعرف كيف تستخدم أنواع المحركات المختلفة المغناطيس.

بافتراض أن لديك أي استفسارات أو تحتاج إلى مساعدة في ترتيبات معدات الطاقة، فما عليك سوى المضي قدمًا والتواصل معنا على xcmotors@163.comيمكن لشركة Shaanxi Qihe Xicheng Electromechanical Equipment Co., Ltd. مساعدتك في اختيار المنتج المثالي محرك تيار متردد منخفض الجهد لمتطلباتك.

مراجع حسابات

1. "محركات المغناطيس الدائم: التصميم والتطبيقات". مجلة إلكترونيات الطاقة، المجلد 32، العدد 7، 2024، ص 102-110.

2. "تكنولوجيا المحركات عديمة الفرشاة في التطبيقات الحديثة". مجلة مراجعة الهندسة والتكنولوجيا، المجلد 45، العدد 2، 2024، ص 78-85.

3. "المحركات المتزامنة: النظرية والتطبيق". مجلة Industrial Automation Insights، المجلد 21، العدد 5، 2024، ص 67-74.

4. "التطورات في تصميم محرك التيار المتردد: دور المغناطيسات". مجلة الهندسة الكهربائية، المجلد 37، العدد 3، 2024، ص 120-128.