لماذا يكون للمحرك الكهربائي ذو القفص المزدوج عزم دوران كبير عند بدء التشغيل؟

المحرك الكهربائي ذو القفص المزدوج (المعروف أيضًا باسم المحرك الكهربائي ذو القفص الثنائي) يتمتع بعزم بدء أعلى بشكل أساسي بسبب تصميمه الهيكلي الفريد. هذا النوع من المحركات يحتوي على قفصين مستقلين للروتور، كل منهما له خصائص مقاومة وإندوكتانس مختلفة، مما يحسن أداء المحرك في مراحل التشغيل المختلفة. إليك الشرح التفصيلي:

هيكل المحرك الكهربائي ذو القفص المزدوج

يتألف روتور المحرك الكهربائي ذو القفص المزدوج من جزأين:

• القفص الخارجي (قفص البدء): عادة ما يكون مصنوعًا من قضبان وأطراف أثخن، ولديه مقاومة أقل وإندوكتانس أعلى.

• القفص الداخلي (قفص التشغيل): عادة ما يكون مصنوعًا من قضبان وأطراف أرق، ولديه مقاومة أعلى وإندوكتانس أقل.

مرحلة البدء

مقاومة منخفضة وإندوكتانس عالي:

• القفص الخارجي: في القفص الخارجي، تؤدي القضبان الأثخن إلى مقاومة أقل وإندوكتانس أعلى. أثناء البدء، يكون التيار في القفص الخارجي أكبر، مما ينتج حقلًا مغناطيسيًا أقوى وبالتالي يوفر عزم بدء أعلى.

• إندوكتانس عالي: يعني الإندوكتانس العالي أن التيار يتاخر عن الجهد، مما يساعد في تشكيل حقل مغناطيسي دوراني أقوى أثناء البدء، وبالتالي زيادة عزم البدء.

• تأثير الجلد:

خلال البدء، تكون الترددات المنخفضة وتكون تأثير الجلد ضئيلة. تأثير الجلد هو ميل التيار المتردد للتجمع بالقرب من سطح الموصل. نظرًا لكون التردد منخفضًا أثناء البدء، يتم الاستفادة الكاملة من خاصية المقاومة المنخفضة للقفص الخارجي، مما يوفر عزم بدء أعلى.

مرحلة التشغيل

مقاومة عالية وإندوكتانس منخفض:

القفص الداخلي: القفص الداخلي، مع قضبان وأطرافه الأرق، يمتلك مقاومة أعلى وإندوكتانس أقل. خلال التشغيل العادي، يكون التردد أعلى وتكون تأثير الجلد كبيرًا، مما يجعل التيار يتدفق بشكل أساسي في القفص الداخلي.

مقاومة عالية: تساعد المقاومة العالية في تقليل الخسائر النحاسية، مما يحسن كفاءة وأداء المحرك أثناء التشغيل.

انتقال سلس:

مع انتقال المحرك من مرحلة البدء إلى التشغيل، ينتقل التيار تدريجياً من القفص الخارجي إلى القفص الداخلي. يضمن هذا الانتقال السلس أن المحرك يحافظ على أداء جيد في مراحل التشغيل المختلفة.

مزايا شاملة

عزم بدء أعلى: بفضل خصائص المقاومة المنخفضة والإندوكتانس العالي للقفص الخارجي، يمكن للمحرك الكهربائي ذو القفص المزدوج إنتاج عزم بدء أعلى، مما يساعد في التغلب على القصور الذاتي للأحمال ومقاومة البدء.

كفاءة عالية أثناء التشغيل: تضمن خصائص المقاومة العالية والإندوكتانس المنخفض للقفص الداخلي أن يعمل المحرك بكفاءة واستقرار أثناء التشغيل العادي.

موثوقية عالية: يضمن هيكل القفص المزدوج أن يعمل المحرك بشكل جيد خلال مراحل البدء والتشغيل، مما يعزز الموثوقية الكلية ويمد عمر المحرك.

ملخص

يعمل المحرك الكهربائي ذو القفص المزدوج على تحسين أداءه في مراحل البدء والتشغيل من خلال روتورين ذوي خصائص كهربائية مختلفة. يوفر القفص الخارجي عزم بدء أعلى أثناء البدء، بينما يحسن القفص الداخلي الكفاءة والاستقرار أثناء التشغيل العادي. يجعل هذا التصميم المحركات الكهربائية ذات القفص المزدوج فعالة للغاية في العديد من التطبيقات، خاصة حيث يتطلب الأمر عزم بدء عالي.