Induction motor چگونه کار می کند؟

موتور القلب هو نوع شائع من المحركات الكهربائية التي تعمل بمبدأ قانون الحث الكهرومغناطيسي. أدناه توضيح مفصل لكيفية عمل موتور القلب:

1. الهيكل

يتكون موتور القلب بشكل أساسي من جزأين: الدوار والستاتور.

الستاتور: الستاتور هو الجزء الثابت، وعادة ما يتكون من قلادة حديدية متعددة الطبقات ولفائف ثلاثية الأطوار مثبتة في الفتحات القلبية. يتم توصيل اللفائف الثلاثية الأطوار بقوة كهربائية ثلاثية الأطوار.

الدوار: الدوار هو الجزء الدوّار، عادة ما يكون مصنوعًا من قضبان موصلة (عادة الألومنيوم أو النحاس) وخواتم نهاية، مما يشكل هيكلًا على شكل قفص فئران. يُطلق على هذا الهيكل اسم "دوار القفص الفأري."

2. مبدأ العمل

2.1 إنتاج مجال مغناطيسي دوار

قوة كهربائية ثلاثية الأطوار: عند تطبيق قوة كهربائية ثلاثية الأطوار على لفائف الستاتور، يتم إنتاج تيار متناوب في لفائف الستاتور.

المجال المغناطيسي الدوار: وفقًا لقانون فاراداي للحث الكهرومغناطيسي، ينتج التيار المتناوب في لفائف الستاتور مجالًا مغناطيسيًا متغيرًا مع الزمن. بما أن قوة الكهرباء ثلاثية الأطوار لها اختلاف طوري قدره 120 درجة، فإن هذه المجالات المغناطيسية تتداخل لتشكل مجالًا مغناطيسيًا دوارًا. تعتمد اتجاه وسرعة هذا المجال المغناطيسي الدوار على تردد مصدر الطاقة وتوزيع اللفائف.

2.2 التيار المستحث

قطع خطوط التدفق المغناطيسي: المجال المغناطيسي الدوار يقطع خطوط التدفق المغناطيسي في الموصلات الدوارة. وفقًا لقانون فاراداي للحث الكهرومغناطيسي، هذا ينتج قوة كهربائية مستحثة (EMF) في الموصلات الدوارة.

التيار المستحث: تولد القوة الكهربائية المستحثة تيارًا في الموصلات الدوارة. بما أن الموصلات الدوارة تشكل دائرة مغلقة، فإن التيار المستحث يتدفق عبر الموصلات.

2.3 إنتاج العزم

قوة لورنتز: وفقًا لقانون قوة لورنتز، التفاعل بين المجال المغناطيسي الدوار والتيار المستحث في الموصلات الدوارة ينتج قوة، مما يجعل الدوار يدور.

العزم: هذه القوة تنتج عزمًا، مما يجعل الدوار يدور في اتجاه المجال المغناطيسي الدوار. تكون سرعة الدوار أقل قليلاً من السرعة المتزامنة للمجال المغناطيسي الدوار لأن انزلاقًا معينًا مطلوب لإنتاج تيار مستحث وكافٍ والعزم.

3. الانزلاق

الانزلاق: الانزلاق هو الفرق بين السرعة المتزامنة للمجال المغناطيسي الدوار والسرعة الفعلية للدوار. يتم التعبير عنه بالصيغة:

حيث:

s هو الانزلاق ns هي السرعة المتزامنة (بالمراحل لكل دقيقة)

nr هي السرعة الفعلية للدوار (بالمراحل لكل دقيقة)

السرعة المتزامنة: السرعة المتزامنة

ns تحدد بواسطة تردد

f لمصدر الطاقة وعدد أزواج القطبين

p في المحرك، ويتم حسابها بالصيغة:

4. الخصائص

خصائص التشغيل: أثناء بدء التشغيل، يكون الانزلاق قريبًا من 1، والتيار المستحث في الموصلات الدوارة مرتفعًا، مما ينتج عزم بدء كبير. مع تسريع الدوار، ينخفض الانزلاق، ويقل أيضًا التيار المستحث والعزم.

خصائص التشغيل المستقر: في التشغيل المستقر، يكون الانزلاق صغيرًا (0.01 إلى 0.05)، وسرعت الدوار قريبة من السرعة المتزامنة.

5. التطبيقات

تستخدم محركات القلب على نطاق واسع في العديد من التطبيقات الصناعية والأسرية بسبب هيكلها البسيط وتشغيلها الموثوق به وسهولة صيانتها. تشمل التطبيقات الشائعة المراوح والمضخات والضغطات وأحزمة النقل.

ملخص

يعتمد مبدأ عمل موتور القلب على قانون الحث الكهرومغناطيسي. يتم إنتاج مجال مغناطيسي دوار بواسطة قوة كهربائية ثلاثية الأطوار في لفائف الستاتور. هذا المجال المغناطيسي الدوار يستحث تيارًا في الموصلات الدوارة، مما ينتج عزمًا، مما يجعل الدوار يدور.