ما هو مبدأ محرك القفص الدوار الأحادي الطور مع ثلاثة أسلاك سوداء وحمراء وبيضاء للتحكم في السرعة؟

المعلومات الأساسية

تعتبر المحركات الكهربائية ذات المرحلة الواحدة نوعًا شائعًا من المحركات الكهربائية المستخدمة في مجموعة متنوعة من الأجهزة المنزلية والأدوات الصغيرة. عادة ما تكون أجزاء الدوران في هذه المحركات من تصميم القفص الحيواني، مما يجعل المحرك بسيطًا في البنية ومنخفض التكلفة في الصيانة وطويل العمر. ومع ذلك، يمكن أن يكون بدء التشغيل والتحكم في السرعة للمحركات الكهربائية ذات المرحلة الواحدة نسبيًا معقدًا لأنها تتطلب بعض الآليات لإنتاج مجال مغناطيسي دوراني.

مبدأ التحكم في السرعة

وظيفة ثلاثة أسلاك

في المحرك الكهربائي ذو المرحلة الواحدة، يعتمد مبدأ استخدام الأسلاك السوداء والحمراء والبيضاء للتحكم في السرعة بشكل أساسي على التحكم في ملفات اللف داخل المحرك. وبشكل خاص، قد يتم استخدام هذه الثلاثة أسلاك للتوصيل مع ملفات اللف الثابتة للمحرك، حيث يتم تغيير حالة التشغيل للمحرك عن طريق تعديل التيار أو الجهد لهذه الملفات، وبالتالي تحقيق التحكم في السرعة.

محرك التحويل المتغير لتردد (VFD)

لتحقيق السيطرة الأكثر دقة على سرعة المحرك الكهربائي ذو المرحلة الواحدة، غالبًا ما يتم استخدام محركات التحويل المتغير لتردد (VFD). يقوم VFD بتنظيم سرعة المحرك بتغيير ترددها الداخل. كلما زاد التردد، زادت سرعة المحرك بالمثل؛ وبالعكس، عندما ينخفض التردد، تنخفض سرعة المحرك.

فرشاة ومُقاوم متغير

في بعض تصاميم المحركات الدوارة المتقدمة، يتم إخراج طرف ملفات الدوران وتوصيلها بثلاثة حلقات انزلاقية على عمود الدوران. تسمح الفرشاة الموجودة على الحلقات الانزلاقية بتوصيل مقاوم ثلاثي الطور خارجي بشكل متسلسل مع ملفات الدوران لتوفير التحكم في السرعة. يصبح المقاوم الخارجي جزءًا من دائرة الدوران، مما ينتج عنه عزم دوران عالٍ عند بدء تشغيل المحرك. أثناء تسريع المحرك، يمكن تقليل المقاومة إلى الصفر.

عامل القوة والكفاءة

يتغير عامل القوة للمحرك الدوار حسب الحمل، ويصل عادةً إلى أعلى مستوياته بين 0.85 أو 0.90 تحت الحمل الكامل وأدنى مستوياته حوالي 0.20 بدون حمل. يمكن تحسين عامل القوة والكفاءة الكلية من خلال استخدام استراتيجيات التحكم المناسبة، مثل استخدام محرك التحويل المتغير لتردد (VFD).

الخاتمة

بشكل عام، فإن جزء الدوران في المحرك الكهربائي ذو المرحلة الواحدة هو من نوع القفص الحيواني، والمبدأ الأساسي للتحكم في السرعة باستخدام الأسلاك السوداء والحمراء والبيضاء يتم تحقيقه أساسًا عن طريق تعديل التيار أو الجهد لملفات اللف الثابت واستخدام محرك التحويل المتغير لتردد (VFD) لتغيير التردد الداخل. بالإضافة إلى ذلك، قد تستخدم التصاميم المتقدمة أيضًا الفرشاة والحلقات الانزلاقية لتحسين التحكم في السرعة والكفاءة.