چه چیزی موتور القایی AC با قطب سایه‌دار است

موتور القطب المظلل هو موتور تيار متردد أحادي الطور. يتميز ببساطة الهيكل وتقليل التكلفة، ويستخدم على نطاق واسع في بعض الأجهزة الكهربائية الصغيرة.

مبدأ البناء

هيكل الدوار الثابت

عادةً ما يكون لب الدوار الثابت من نوع الأقطاب البارزة ولديه عدة أقطاب مغناطيسية. سيكون هناك حلقة قصيرة الدائرة على جزء من كل قطب مغناطيسي. هذه الحلقة القصيرة الدائرة تشبه "تغطية" جزء من القطب المغناطيسي، لذلك يطلق عليها اسم القطب المظلل.

على سبيل المثال، في موتور القطب المظلل ذو القطبين، يوجد قطبان بارزان، ويحيط بجزء من كل قطب بارز حلقة قصيرة الدائرة. عادةً ما تكون الحلقة القصيرة الدائرة مصنوعة من النحاس وتتعاون مع الجزء الرئيسي للمجال المغناطيسي للقطب.

مبدأ العمل

عندما يتم توصيل مصدر طاقة تيار متردد بدورة الدوار الثابت، يتم إنشاء مجال مغناطيسي متغير في الأقطاب. بسبب وجود حلقة القصر، فإن التدفق المغناطيسي الذي يمر عبر حلقة القصر يتأخر زمنياً عن التدفق المغناطيسي الرئيسي.

وهذا لأن قانون فاراداي للإثارة الكهرومغناطيسية يشير إلى أن التدفق المغناطيسي الرئيسي المتغير سيؤدي إلى ظهور دافع كهربائي في حلقة القصر ومن ثم توليد تيار مستحث. هذا التيار المستحث سينتج بدوره مجالاً مغناطيسياً. ووفقاً لقانون لنز، سيعيق هذا المجال المغناطيسي التغيير في التدفق المغناطيسي الرئيسي مما يجعل التدفق المغناطيسي الذي يمر عبر حلقة القصر يتأخر.

على سبيل المثال، عندما يصل التدفق المغناطيسي الرئيسي إلى قيمته القصوى، لا يزال التدفق المغناطيسي في حلقة القصر في عملية الارتفاع. هذا الفرق الزمني في التدفق المغناطيسي سيحدث تأثيراً مشابهاً لمجال مغناطيسي دوراني على سطح القطب المغناطيسي بحيث يتعرض دوار المحرك لعزم دوران ويقوم بالدوران.

خصائص الأداء

خصائص البدء

يتميز موتور القطب المظلل بالقدرة على بدء نفسه. بسبب التأخير المغناطيسي الذي يولده حلقة القصر، يمكن للمحرك أن يبدأ الدوران تلقائياً بعد تشغيل الطاقة.

ومع ذلك، فإن عزم بدء الدوران صغير نسبياً. وهذا يعود إلى توزيع المجال المغناطيسي وطريقة إنتاج المجال المغناطيسي الدوراني لموتور القطب المظلل والتي تحدد أن عزم بدء الدوران محدود، وهو عموماً مناسب للحالات ذات الأحمال البدئية الصغيرة.

على سبيل المثال، في المراوح الصغيرة، مقاومة بدء الدوران للأجنحة صغيرة، ويمكن لموتور القطب المظلل أن يبدأ بسهولة ويقوم بتحريك المروحة للدوران.

خصائص التشغيل

خلال التشغيل، تكون سرعة المحرك ثابتة بشكل أساسي. ستتغير سرعته حسب تردد التغذية والتعداد الأقطاب. عموماً، تكون السرعة نسبياً منخفضة.

على سبيل المثال، تحت تغذية 50 هرتز، تكون سرعة الدوران المتزامنة لموتور القطب المظلل ذو القطبين 3000 دورة في الدقيقة، ولكن السرعة الفعلية للتشغيل ستكون أقل قليلاً من السرعة المتزامنة، وتكون تقلبات السرعة صغيرة، مما يمكن أن يوفر خرج طاقة نسبياً ثابت.

كفاءة ومعامل القدرة

كفاءة موتور القطب المظلل منخفضة. وهذا يرجع إلى طريقة إنشاء المجال المغناطيسي والخصائص الهيكلية التي تؤدي إلى فقدان طاقة معين في عملية تحويل الطاقة بما في ذلك خسارة النحاس وخسارة الحديد وغيرها.

وفي الوقت نفسه، يكون معامل القدرة أيضاً منخفضاً. وبما أنه موتور أحادي الطور، وطريقة إنشاء وتوزيع المجال المغناطيسي معقدة نسبياً، فإن نسبة الطاقة الفعالة إلى الطاقة الظاهرية صغيرة أثناء تشغيل المحرك.

سيناريوهات التطبيق

بسبب بساطة الهيكل وتقليل التكلفة وقدرته على بدء نفسه، يتم استخدام موتور القطب المظلل بشكل أساسي في الحالات التي لا تتطلب متطلبات عالية لأداء المحرك والأحمال الصغيرة.

من الأمثلة الشائعة عليها المراوح الكهربائية الصغيرة وأجهزة التجفيف الكهربائية والنموذج الكهربائي وغيرها. في هذه الأجهزة، يمكن لموتور القطب المظلل أن يلبي متطلبات الطاقة الأساسية، وتقليل التكلفة يتوافق أيضًا مع المتطلبات الاقتصادية للمنتج.