ما هو محرك التيار المستمر؟

ما هو محرك التيار المستمر؟

تعريف محركات التيار المستمر

محركات التيار المستمر هي أنظمة تستخدم لتحكم في أداء محركات التيار المستمر، مما يعزز عمليات مثل السرعة والتشغيل والتوقف والعكس.

آليات التشغيل

تشمل تشغيل محركات التيار المستمر إدارة التيار العالي الأولي لمنع تلف المحرك، عادةً عن طريق تغيير المقاومة.

أنظمة الفرملة

الفرملة هي عملية مهمة جدًا لمحركات التيار المستمر. قد تكون هناك حاجة لتقليل سرعة المحرك أو إيقافه تمامًا في أي وقت، وهذا هو الوقت الذي يتم فيه تطبيق الفرملة. تتضمن فرملة محركات التيار المستمر أساسًا إنتاج عزم دوران سالب بينما يعمل المحرك كمولد وبالتالي يتم معارضة حركة المحرك. هناك ثلاثة أنواع رئيسية من فرملة محركات التيار المستمر:

الفرملة التجددية

تحدث عندما يتم تزويد الطاقة المولدة للمصدر، أو يمكننا إظهار ذلك عبر هذه المعادلة:

E > V و Ia سالب.

نظرًا لأن موجة المجال لا يمكن زيادة قيمتها فوق القيمة المحددة، فإن الفرملة التجددية ممكنة فقط عندما تكون سرعة المحرك أعلى من القيمة المحددة. يتم عرض خصائص السرعة والعزم في الرسم البياني أعلاه. عند حدوث الفرملة التجددية، ترتفع الجهد الطرفي وبالتالي يتم تخفيف المصدر من تزويد هذا المقدار من الطاقة. لهذا السبب يتم ربط الأحمال عبر الدائرة. لذلك، من الواضح أنه يجب استخدام الفرملة التجددية فقط عندما يكون هناك أحمال كافية لامتصاص الطاقة التجددية.

الفرملة الديناميكية أو الفرملة بالممانع

الفرملة الديناميكية هي نوع آخر من فرملة محركات التيار المستمر حيث يتسبب دوران الذراع نفسه في الفرملة. هذه الطريقة هي أيضًا نظام محرك تيار مستمر شائع الاستخدام. عندما يكون الفرملة مرغوبًا، يتم فصل ذراع المحرك عن المصدر ويتم تقديم مقاومة متسلسلة عبر الذراع. ثم يعمل المحرك كمولد وتتدفق التيار في الاتجاه المعاكس مما يشير إلى أن اتصال المجال معكوس. يتم عرض مخطط المحرك المنفصل والمثبط في الشكل أدناه.

عند الحاجة إلى حدوث الفرملة بسرعة، يتم اعتبار المقاومة (RB) بأنها مقسمة إلى عدة أقسام. عندما يحدث الفرملة وتتقلص سرعة المحرك، يتم قطع المقاومات واحدة تلو الأخرى للحفاظ على العزم المتوسط الخفيف.

الفحص أو الفرملة بالجهد العكسي

الفحص هو نوع من الفرملة حيث يتم عكس الجهد المغذي عند الحاجة إلى الفرملة. يتم أيضًا تقديم مقاومة في الدائرة أثناء حدوث الفرملة. عندما يتم عكس اتجاه الجهد المغذي، يتم عكس تيار الذراع أيضًا مما يدفع القوة العكسية إلى قيمة عالية جدًا وبالتالي الفرملة المحرك. بالنسبة للمحرك المتسلسل، يتم عكس الذراع فقط للفحص. يتم عرض مخطط المحرك المنفصل والمثبط في الشكل.

تحكم السرعة

يمكن القول إن التطبيق الرئيسي للقيادة الكهربائية هو الحاجة إلى فرملة محركات التيار المستمر. نحن نعرف المعادلة التي تصف سرعة محرك التيار المستمر الدوار كما يلي

وبناءً على هذه المعادلة، يمكن التحكم في سرعة المحرك بالطرق التالية

تحكم في جهد الذراع

من بين جميع هذه، يتم اختيار التحكم في جهد الذراع بسبب كفاءته العالية وتنظيم السرعة الجيد والاستجابة العابرة الجيدة. ولكن العيب الوحيد لهذه الطريقة هو أنها يمكن أن تعمل فقط تحت السرعة المحددة، لأنه لا يمكن السماح بتجاوز جهد الذراع القيمة المحددة. يتم عرض منحنى السرعة والعزم للتحكم في جهد الذراع أدناه.

تحكم في تدفق المجال

عند الحاجة إلى التحكم في السرعة فوق السرعة المحددة، يتم استخدام التحكم في تدفق المجال. عادةً في الآلات العادية، يمكن السماح بسرعات تصل إلى ضعف السرعة المحددة وللأجهزة المصممة بشكل خاص يمكن السماح بسرعات تصل إلى ستة أضعاف السرعة المحددة. يتم عرض خصائص السرعة والعزم للتحكم في تدفق المجال في الشكل أدناه.

تحكم في مقاومة الذراع

تقوم طريقة التحكم في المقاومة بضبط السرعة عن طريق تقديم مقاومة متسلسلة مع الذراع، مما يؤدي إلى تبديد الطاقة. هذه الطريقة غير الفعالة نادرًا ما تُستخدم، عادةً فقط حيث يكون التحكم في السرعة لفترة قصيرة مطلوبًا، مثل في أنظمة الجر.