هل يمكنك شرح كيفية عمل محرك الحث ثلاثي الأطوار ولماذا لا يحتوي على مجال مغناطيسي متغير؟

يعتمد مبدأ عمل المحركات الكهربائية ثلاثية الأطوار (وهي تعرف أيضًا بالمحركات غير المتزامنة) على القوة المغناطيسية الناتجة عن التفاعل بين المجال المغناطيسي الدوار الذي يولده ملفات الثابت والموجة الحالية المثارة في الملف. في الواقع، واحدة من أهم خصائص المحرك الكهربائي ثلاثي الأطوار هي قدرته على إنتاج مجال مغناطيسي دوار، وهو أمر حاسم لبدء التشغيل وتشغيل المحرك. يوضح ما يلي مبدأ عمل المحرك الكهربائي ثلاثي الأطوار وكيفية إنتاجه للمجال المغناطيسي الدوار.

مبدأ عمل المحرك الكهربائي ثلاثي الأطوار

• ملفات الثابت: الثابت هو الجزء الثابت من المحرك الذي يحتوي على ثلاثة مجموعات من الملفات تتوافق مع كل طور من أطوار التيار الكهربائي الثلاثي. تتواجد هذه المجموعات الثلاثة من الملفات بزوايا 120 درجة فيما بينها. عند تطبيق التيار الكهربائي الثلاثي على كل من هذه الملفات الثلاثة، فإنه يتم إنتاج مجال مغناطيسي دوار.

• المجال المغناطيسي الدوار: بسبب الفرق الطوري للتيار الكهربائي الثلاثي، فإن المجال المغناطيسي الذي يولده ملفات الثابت يظهر كتأثير دوران في الفضاء. أي أنه عندما يمر التيار عبر ملفات الثابت، فإن اتجاه وموقع المجال المغناطيسي يتغير باستمرار، مما يشكل مجالًا مغناطيسيًا دوارًا.يعتمد اتجاه هذا المجال المغناطيسي الدوار على ترتيب الطور للتيار، أي الترتيب A-B-C أو العكس.

• الروتور: الروتور هو الجزء الدوار من المحرك، عادةً ما يتكون من موصلات (مثل قضبان النحاس أو الألمنيوم) التي تشكل دائرة مغلقة في نواة الروتور. عندما يقطع المجال المغناطيسي الدوار الموصلات في الروتور، فإنه يثير تيارًا في موصلات الروتور (وفقًا لقانون فاراداي للإثارة الكهرومغناطيسية).

• القوة المغناطيسية والعزم: التيار المثار يتفاعل مع المجال المغناطيسي الدوار لإنشاء قوة لورنتز التي تدفع الروتور للدوران. بما أن سرعة الروتور دائمًا أقل من السرعة المتزامنة، يوجد معدل انزلاق (انزلاق)، وهو السبب في إنتاج المحرك غير المتزامن للعزم المستمر.

لماذا يحدث المجال المغناطيسي الدوار؟

يحدث المجال المغناطيسي الدوار بسبب الفرق الطوري للتيار الكهربائي الثلاثي في ملفات الثابت. بشكل محدد:

• الفرق الطوري: الفرق الطوري بين كل طور من أطوار التيار الكهربائي الثلاثي هو 120 درجة، مما يعني أن الذروة والصفر للتيار تكون متباعدة زمنيًا.

• التوزيع المكاني: ملفات الثابت موجودة بزاوية 120 درجة فيما بينها في الفضاء، بحيث عندما يمر التيار عبر الملفات، يتشكل المجال المغناطيسي بمظهر دوران في الفضاء.

لماذا تحتاج إلى المجال المغناطيسي الدوار؟

أهمية المجال المغناطيسي الدوار بالنسبة للمحرك الكهربائي ثلاثي الأطوار تكمن في:

• قدرة البدء: المجال المغناطيسي الدوار يوفر العزم اللازم لبدء دوران الروتور الثابت.

• العمل السلس: بعد البدء، يستمر المجال المغناطيسي الدوار في التفاعل مع التيار المثار في الروتور لإنتاج عزم مستمر، مما يجعل المحرك يعمل بسلاسة.

• النقل الفعال: يمكن للمجال المغناطيسي الدوار أن يجعل المحرك يعمل بكفاءة على مدى واسع من السرعات بينما يوفر تحكم جيد في السرعة.

ملخص

يعتمد مبدأ عمل المحرك الكهربائي ثلاثي الأطوار على إنتاج العزم من خلال التفاعل بين المجال المغناطيسي الدوار الذي يولده ملفات الثابت والتيار المثار في الروتور. يتم إنتاج المجال المغناطيسي الدوار بسبب الفرق الطوري والتوزيع المكاني للتيار الكهربائي الثلاثي في ملفات الثابت. يعتبر المجال المغناطيسي الدوار ضروريًا لبدء التشغيل والعمل المستمر للمحرك، حيث يوفر العزم اللازم للبدء والعزم المستمر المطلوب للعمل السلس. لذلك، فإن المحركات الكهربائية ثلاثية الأطوار تحتاج حقًا ويمكنها إنتاج المجال المغناطيسي الدوار.