عزم التردد

عزم التردد، المعروف أيضًا باسم عزم التوافق، هو ظاهرة تجربها الأجسام المغناطيسية عندما يتم وضعها داخل مجال مغناطيسي خارجي. يعمل هذا العزم على توجيه الجسم المغناطيسي مع اتجاه المجال المغناطيسي الخارجي. عند تعرضه للمجال المغناطيسي الخارجي، يولد الجسم المغناطيسي مجالًا داخليًا في الاستجابة. تتداخل هذه المجالات المغناطيسية الداخلية والخارجية مما يؤدي إلى ظهور عزم التردد، مما يدفع الجسم لإعادة توجيه نفسه حتى يكون متوافقًا بشكل مثالي مع خطوط المجال المغناطيسي الخارجي. يحدث هذا التوافق حيث يسعى النظام لتصغير التردد المغناطيسي، والذي يعد قياسًا للمقاومة للestablishment of a magnetic flux within the object.

ينشأ العزم من التفاعل بين المجالين المغناطيسيين، مما يسبب دوران الجسم حول محور موازٍ لاتجاه المجال المغناطيسي. يؤثر هذا العزم على الجسم، مما يدفعه لإعادة توجيه نفسه بطريقة تقلل من التردد المغناطيسي، وبالتالي تسهيل المسار الأسلس لتدفق الشحنة المغناطيسية.

يُعرف هذا العزم أيضًا باسم عزم البارز، نظرًا لأن إنتاجه يرجع مباشرةً إلى خصائص البارز في الجهاز. يشير البارز إلى عدم التناظر الهندسي والمغناطيسي داخل الجهاز، مما يخلق تباينات في التردد المغناطيسي تدفع لإنتاج هذا العزم.

تعتمد المحركات ذات التردد المغناطيسي بشكل أساسي على عزم التردد في عملها. تعتمد وظيفة المحرك على التفاعل المستمر وإعادة التوافق بين المجالات المغناطيسية، التي تمكّنها هذا العزم، لإنتاج حركة دورانية. يمكن حساب قيمة عزم التردد باستخدام صيغة معينة، والتي تأخذ بعين الاعتبار مجموعة متنوعة من المعلمات مثل قوة المجالات المغناطيسية وهندسة الجهاز وخواص المواد، مما يوفر قياسًا كميًا مهمًا لتصميم وتحليل وتحسين الأجهزة الكهربائية القائمة على التردد المغناطيسي.

في سياق حسابات عزم التردد، يتم استخدام الرموز التالية:

• Trel يمثل القيمة المتوسطة لعزم التردد.

• V يشير إلى الجهد المطبق، والذي يلعب دورًا حاسمًا في تشغيل المحرك وتؤثر في التفاعلات المغناطيسية.

• f يرمز إلى تردد الخط، الذي يحدد معدل تغير المجالات المغناطيسية وبالتالي يؤثر في عملية إنتاج العزم.

• δrel هو زاوية العزم، مقاسة بالدرجات الكهربائية. تشير هذه الزاوية إلى الفرق الطوري بين المجالات المغناطيسية للستاتور والروتور وهي عاملاً رئيسيًا في حساب قيمة عزم التردد.

• K هو الثابت المحوري، وهو معلمة خاصة بالمحرك تجمع خصائص مختلفة مرتبطة بالتصميم، مثل هندسة الدائرة المغناطيسية وخواص المواد.

يُنتج عزم التردد بشكل أساسي داخل المحركات ذات التردد المغناطيسي. يكمن المبدأ الأساسي لإنتاجه في هذه المحركات في التغير في التردد المغناطيسي. بينما يتحرك الروتور داخل المجال المغناطيسي للستاتور، يتسبب التغيير في طول الفجوة الهوائية وهندسة مسار المجال المغناطيسي في تقلبات التردد. هذه التقلبات بدورها تؤدي إلى ظهور عزم التردد، الذي يحرك دوران المحرك.

يبلغ حد الاستقرار للمحركات ذات التردد المغناطيسي، فيما يتعلق بزاوية العزم، عادةً من +δ/4 إلى -δ/4. تعمل ضمن نطاق زاوي هذا يضمن أن المحرك يحافظ على استقراره في التشغيل، مما يتجنب مشاكل مثل التوقف أو السلوك غير المنتظم.

من حيث البناء، يشبه ستاتور المحرك ذو التردد المغناطيسي إلى حد كبير ذلك الموجود في المحركات الحثية أحادية الطور، ويتميز بمراحل مصممة لإنشاء مجال مغناطيسي دوراني. أما الروتور، فيكون عادةً من نوع السنجاب. هذا التصميم البسيط والفعال للروتور، مجتمعاً مع الخصائص المغناطيسية الفريدة للستاتور، يسمحان بإنتاج واستخدام فعال لعزم التردد، مما يجعل المحركات ذات التردد المغناطيسي مناسبة لمجموعة متنوعة من التطبيقات حيث تعد الفعالية الاقتصادية والتشغيل الموثوق به متطلبات رئيسية.