ما هي طرق تحسين التبديل؟

ما هي طرق تحسين التبديل؟

تعريف التبديل

التبديل هو عملية عكس التيار في الملف لضمان تشغيل المحرك بكفاءة.

هناك ثلاث طرق رئيسية لتحسين التبديل. 

• تبديل مقاومة

• تبديل بالجهد الكهربائي الذاتي

• الملفات التعويضية

تبديل مقاومة

في هذه الطريقة من التبديل، نستخدم فرشاة كهربائية ذات مقاومة عالية للحصول على تبديل بدون شرارة. يمكن الحصول على ذلك بتعويض الفرشاة النحاسية ذات المقاومة المنخفضة بفرشاة الكربون ذات المقاومة العالية.

يمكننا رؤية بوضوح من الصورة أن التيار IC من ملف C قد يصل إلى الفرشاة بطريقتين خلال فترة التبديل. أحد الطرق مباشرة عبر قطاع التبديل b ثم إلى الفرشاة، والطريق الثاني أولاً عبر ملف القصر B ثم عبر قطاع التبديل a ثم إلى الفرشاة. عندما تكون مقاومة الفرشاة منخفضة، فإن التيار IC من ملف C سيتبع المسار الأقصر، أي المسار الأول لأنه مقاومته الكهربائية أقل بسبب أنه أقصر من المسار الثاني.

عند استخدام فرشاة ذات مقاومة عالية، فمع تحرك الفرشاة نحو قطاعات التبديل، تقل مساحة اتصال الفرشاة والقطاع b وتزداد مساحة الاتصال مع القطاع a. الآن، بما أن المقاومة الكهربائية تناسب عكسياً مع مساحة الاتصال، فستزداد المقاومة Rb وتقل Ra مع تحرك الفرشاة. ثم سيختار التيار المسار الثاني للوصول إلى الفرشاة.

هذه الطريقة تضمن عكس التيار بشكل سريع في الاتجاه المطلوب، مما يحسن التبديل.

ρ هي مقاومة الموصل.

l هي طول الموصل.

A هي مقطع الموصل (في هذا الوصف يتم استخدامها كمساحة الاتصال).

 تبديل بالجهد الكهربائي الذاتي

السبب الرئيسي لتأخير وقت عكس التيار في ملف القصر خلال فترة التبديل هو الخاصية الحثية للملف. في هذا النوع من التبديل، يتم تعادل الجهد الركيبي الذي ينتجه الملف بسبب خاصيته الحثية بإنتاج جهد كهربائي ذاتي عكسي في ملف القصر خلال فترة التبديل.

الجهد الركيبي

ارتفاع الجهد في ملف القصر بسبب الخاصية الحثية للملف، والذي يعارض عكس التيار فيه خلال فترة التبديل، يسمى الجهد الركيبي.

يمكن إنتاج الجهد الكهربائي الذاتي العكسي بطريقتين

• عن طريق تحويل الفرشاة.

• عن طريق استخدام القطب المتداخل أو قطب التبديل.

 طريقة تحويل الفرشاة للتبديل

 في هذه الطريقة لتحسين التبديل، يتم تحويل الفرشاة للأمام بالنسبة للمولد الكهربائي وللخلف بالنسبة للمحرك لإنتاج الجهد الكهربائي الذاتي العكسي الكافي للتخلص من الجهد الركيبي. عندما يتم إعطاء الفرشاة التحويل للأمام أو الخلف، فإنه يضع ملف القصر تحت تأثير القطب التالي الذي يكون له قطبية معاكسة. ثم ستخترق جوانب الملف الشدة المغناطيسية اللازمة من الأقطاب الرئيسية ذات القطبية المعاكسة لإنتاج الجهد الكهربائي الذاتي العكسي الكافي. هذه الطريقة نادراً ما تُستخدم لأن لأفضل نتيجة، يجب مع كل تغير في الحمل، تحويل الفرشاة.

طريقة استخدام القطب المتداخل

 في هذه الطريقة، يتم تثبيت أقطاب صغيرة تسمى الأقطاب المتداخلة على الإطار ووضعها بين الأقطاب الرئيسية. بالنسبة للمولدات، تتلاءم قطبيتها مع الأقطاب الرئيسية المجاورة، وبالنسبة للمحركات، تتلاءم مع الأقطاب الرئيسية السابقة. الأقطاب المتداخلة تنتج جهداً كهربائياً ذاتياً في ملف القصر خلال فترة التبديل، مما يعارض الجهد الركيبي ويضمن التبديل بدون شرارة.

الملفات التعويضية

هذه هي الوسيلة الأكثر فعالية للتخلص من مشكلة تفاعل الأذرعة وموجة البرق عن طريق موازنة مجموع الدوران المغناطيسي للأذرعة. يتم وضع الملفات التعويضية في الفتحات المقدمة في وجوه الأقطاب متوازية مع الموصلات الدوارة (الأذرعة).

العيوب الرئيسية للملفات التعويضية هي تكلفتها العالية. يتم استخدامها بشكل أساسي في الآلات الكبيرة التي تخضع لحمولات زائدة ثقيلة أو التوصيل العكسي وفي المحركات الصغيرة التي تتطلب عكسًا مفاجئًا وتسريعًا عاليًا.