طريقة تغيير القطب

طريقة تغيير القطب لتحكم في سرعة محرك الحث

تعتبر طريقة تغيير القطب من التقنيات الأساسية لتنظيم سرعة محرك الحث. يتم تطبيق هذه الطريقة للتحكم في السرعة عن طريق تغيير الأقطاب بشكل رئيسي على المحركات ذات الكهف. السبب يكمن في الخصائص الفريدة لروتور الكهف، الذي يولد تلقائيًا عددًا من الأقطاب يتطابق تمامًا مع عدد الأقطاب في ملفات الستاتور.

هناك ثلاث طرق رئيسية يمكن من خلالها تغيير عدد أقطاب الستاتور:

• الملفات المتعددة للستاتور

• طريقة القطبين المترتبين

• تعديل سعة القطب (PAM)

يتم شرح كل من هذه الطرق لتغيير الأقطاب بالتفصيل أدناه:

الملفات المتعددة للستاتور

في طريقة الملفات المتعددة للستاتور، يتم تركيب ملفين مختلفين على الستاتور، كل منها ملتف لإنشاء عدد مختلف من الأقطاب. يتم تشغيل واحد فقط من هذين الملفين في أي وقت معين. على سبيل المثال، اعتبر محركًا مزودًا بملفين مصممين لتكوينات 6 أقطاب و4 أقطاب. مع تردد التيار الكهربائي البالغ 50 هرتز، ستكون السرعات المتزامنة لهذه الأعداد من الأقطاب 1000 دورة في الدقيقة و1500 دورة في الدقيقة على التوالي. ومع ذلك، فإن طريقة التحكم في السرعة هذه لها عيوبها؛ فهي أقل كفاءة في استهلاك الطاقة وأكثر تكلفة عمومًا مقارنة بطرق أخرى.

طريقة القطبين المترتبين

تتضمن طريقة القطبين المترتبين تقسيم ملف الستاتور الواحد إلى عدة مجموعات من الملفات، مع إخراج طرفي كل مجموعة للاتصال الخارجي. من خلال إعادة تكوين الاتصالات بين هذه مجموعات الملفات، يمكن تغيير عدد الأقطاب فعالاً. في التطبيقات العملية، يتم تقسيم ملفات الستاتور عادة إلى مجموعتين فقط من الملفات، مما يسمح بتغيير عدد الأقطاب بنسبة 2:1.

يوضح الشكل التالي مرحلة واحدة من ملف الستاتور تتكون من 4 ملفات. يتم تقسيم هذه الملفات إلى مجموعتين، مُعرَّفتان كـ a - b و c - d.

تتكون مجموعة الملفات a - b من عدد فردي من الملفات، وهي الملفات 1 و3، بينما تحتوي مجموعة الملفات c - d على عدد زوجي من الملفات، وهي الملفات 2 و4. يتم توصيل هذين الملفين داخل كل مجموعة متسلسلًا. كما هو موضح في الشكل أعلاه، يتم إخراج طرفي a، b، c، وd للاتصالات الخارجية.

يمكن التحكم في تدفق التيار عبر هذه الملفات من خلال توصيل مجموعات الملفات إما متسلسلة أو موازية، كما هو موضح في الشكل أدناه. يتيح هذا الترتيب الاستراتيجي للتوصيل التلاعب بالمجال المغناطيسي المولد بواسطة ملفات الستاتور، مما يؤدي دورًا حاسمًا في تغيير عدد الأقطاب وبالتالي تنظيم سرعة محرك الحث.

في نظام كهربائي بمعدل 50 هرتز، عندما تؤدي تكوينة ملف الستاتور إلى إجمالي أربع أقطاب، تكون السرعة الدورانية للمحرك الحثي 1500 دورة في الدقيقة (rpm).

كما هو موضح في الشكل أدناه، عندما يتم عكس اتجاه التيار المتدفق عبر ملفات مجموعة a - b، يحدث تغيير كبير في المجال المغناطيسي المولد بواسطة ملفات الستاتور. تحت هذه الظروف الجديدة، سيتم إنتاج قطب شمال (N) بواسطة جميع الملفات داخل التكوين. يؤثر هذا التغيير في تكوين الأقطاب مباشرة على سرعة المحرك وخصائص التشغيل، مما يشكل مبدأ أساسي في طريقة تغيير الأقطاب للتحكم في سرعة محركات الحث.

مبادئ تغيير الأقطاب وتقنية PAM

لكي يتم إكمال الدائرة المغناطيسية، يجب أن يعبر مسار التدفق المغناطيسي لمجموعة الأقطاب الفضاء بين مجموعات الأقطاب. نتيجة لذلك، يتم إحداث قطب مغناطيسي من القطب المعاكس، وهو القطب S. يشار إلى هذه الأقطاب المستحدثة باسم الأقطاب المترتبة. وبالتالي، يتضاعف عدد الأقطاب في الجهاز من العدد الأصلي (على سبيل المثال، من 4 إلى 8 أقطاب)، ويصبح النصف السريع المزامن نصفه (من 1500 دورة في الدقيقة إلى 750 دورة في الدقيقة).

يمكن تطبيق هذا المبدأ على جميع الثلاث مراحل لمحرك الحث. من خلال اختيار مجموعات من التوصيلات المتسلسلة والمتوازية لمجموعات الملفات داخل كل مرحلة، واختيار الاتصالات المناسبة بين المراحل، سواء كانت نجمية أو مثلثية، يمكن تحقيق تغييرات في السرعة مع الحفاظ على عزم ثابت، أو تشغيل بقوة ثابتة، أو تمكين تشغيل بعزم متغير.

تقنية تعديل سعة القطب (PAM)

تقدم تقنية تعديل سعة القطب طريقة مرنة للغاية لتغيير الأقطاب. على عكس بعض الطرق التقليدية التي تحقق نسبة سرعة 2:1 بشكل رئيسي، يمكن استخدام PAM في حالات تتطلب نسب سرعة مختلفة. تسمى المحركات المصممة خصيصًا لضبط السرعة باستخدام تقنية تعديل سعة القطب بـ "محركات PAM". توفر هذه المحركات مرونة متزايدة في التحكم في السرعة، مما يجعلها مناسبة ل APPLICATIONS VARIETY REQUIRING PRECISE AND VARIED SPEED REGULATION.