ما هو محرك القفص الدوار؟

ما هو محرك القفص الحديدي؟

تعريف محرك القفص الحديدي

محرك القفص الحديدي هو محرك يحتوي على روتور يشبه قفص السquirrel ويقوم بالعمل بناءً على الكهرومغناطيسية. الروتور هو تجميعة أسطوانية من صفائح الفولاذ تحتوي على معدن موصل عالي مثل الألومنيوم أو النحاس. عندما يتدفق التيار المتردد عبر ملفات الاستاتور، فإنه يخلق مجالاً مغناطيسياً دوّاراً. هذا العملية تثير تيار كهربائي في الروتور، مما يخلق مجاله المغناطيسي الخاص الذي يتفاعل مع مجال الاستاتور لإنتاج العزم.

مبدأ العمل

عند تقديم إمداد ثلاثي الطور إلى ملفات الاستاتور، فإنه ينشئ مجالاً مغناطيسياً دوّاراً في الفضاء. سرعة دوران المجال المغناطيسي تسمى السرعة المتزامنة.

هذا المجال المغناطيسي الدوار يثير فرق جهد في قضيب الروتور، بحيث يبدأ التيار القصير في التدفق في قضيب الروتور. هذه التيارات الروتورية تولد مجالاً مغناطيسياً خاصاً سيتفاعل مع مجال الاستاتور. الآن سيحاول مجال الروتور أن يفعل العكس مما سببه، لذا يبدأ الروتور في تتبع المجال المغناطيسي الدوار.

عندما يلتقط الروتور المجال المغناطيسي الدوار، ينخفض تيار الروتور إلى الصفر لأن لا يوجد حركة نسبية بين المجال المغناطيسي الدوار والروتور بعد ذلك. لذلك، في تلك اللحظة، يكون القوة المماسية على الروتور صفر، لذا يتوقف الروتور مؤقتاً. بعد أن يتوقف الروتور، يتم إعادة تأسيس الحركة النسبية بين الروتور والمجال المغناطيسي الدوار، لذا يتم إثارة تيار الروتور مرة أخرى. نتيجة لذلك، يستعيد القوة المماسية للدوران الروتور مرة أخرى، بحيث يبدأ الروتور في تتبع المجال المغناطيسي الدوار مرة أخرى بحيث يحافظ الروتور على سرعة ثابتة تكون أقل فقط من سرعة المجال المغناطيسي الدوار أو السرعة المتزامنة.

الزلق يقيس الفرق في السرعة بين المجال المغناطيسي الدوار والروتور. تردد تيار الروتور يساوي الزلق مضروباً في تردد مصدر الطاقة.

بنية محرك القفص الحديدي

يتكون محرك القفص الحديدي من الأجزاء التالية:

• استاتور

• روتور

• مروحة

• محمل

استاتور

يتكون من ملف ثلاثي الطور مع نواة من الحديد وغلاف معدني. موقع الملف يجعله كهربائياً وميكانيكياً بزاوية 120 درجة باستثناء المساحة. يتم تركيب الملفات على نواة الحديد المصفحة وتوفير مسار مقاومة منخفضة للمجال المغناطيسي الناتج عن التيار المتردد.

روتور

هو الجزء من المحرك الذي سيتم تدويره لتوفير إخراج ميكانيكي بمقدار معين من الطاقة الكهربائية. يتم الإشارة إلى الإخراج المحدد للمحرك بالحصان على لوحة البيانات. يتكون من عمود، قضبان النحاس / الألومنيوم القصيرة، ونواة الحديد. يتم تصفح نواة الروتور لتجنب فقد الطاقة بسبب التيار الدوامي والتريض. يتم ميلان الموصلات لمنع تأثير التقطيع أثناء التشغيل الأولي ولتقديم نسبة تحويل أفضل بين الاستاتور والروتور.

المروحة

تم توصيل المروحة بخلف الروتور لتوفير تبادل حراري، مما يحافظ على درجة حرارة المحرك ضمن حدود معينة.

المحمل

يتم توفير المحملات كأساس لحركة الروتور وتحافظ على دوران السلس للمحرك.

تطبيقات محرك القفص الحديدي

• مضخة طرد مركزي

• محركات صناعية (مثل تشغيل أحزمة النقل)

• مروحة كبيرة وبلاوير

• أدوات الآلات

• آلات الخراطة وغيرها من معدات التحويل

مزايا محركات القفص الحديدي

• إنها منخفضة التكلفة

• تحتاج إلى صيانة أقل (لأنه لا توجد حلقات انزلاق أو فرش)

• تنظيم السرعة جيد (حيث يحافظون على سرعة ثابتة)

• كفاءة عالية في تحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية (خلال التشغيل، وليس عند بدء التشغيل)

• له تنظيم حراري أفضل (أي أنه لا يصبح ساخناً جداً)

• صغير وخفيف

• مضاد للانفجار (لأنه لا توجد فرشاة لتقليل خطر الشرارات)

عيوب محركات القفص الحديدي

• تحكم السرعة ضعيف جداً

• على الرغم من أنها ذات كفاءة عالية جداً في استهلاك الطاقة عند العمل بكامل الطاقة، إلا أنها تستهلك الكثير من الطاقة عند بدء التشغيل

• هي أكثر حساسية للتقلبات في الجهد الكهربائي. عندما ينخفض الجهد الكهربائي، يستهلك المحرك الكهربائي المزيد من التيار. خلال الزيادات في الجهد، يزيد الجهد من تشبع المكونات المغناطيسية لمحرك القفص الحديدي

• لديهم خصائص التيار العالي والفرق في عزم الدوران عند بدء التشغيل (يمكن أن يكون التيار عند بدء التشغيل 5-9 مرات تيار الحمل الكامل؛ يمكن أن يكون عزم الدوران عند بدء التشغيل 1.5-2 مرات عزم الحمل الكامل)

تغيير التصميم

عن طريق تغيير شكل قضيب الروتور، يمكن تخصيص خصائص أداء المحرك مثل السرعة والعزم بسهولة لتلبية متطلبات معينة.

ملخص

عند اختيار محرك القفص الحديدي، من الضروري مراعاة عوامل مثل نوع الحمل، ومتطلبات إمداد الطاقة والجهد، والظروف البيئية والمناخية، ومستوى الحماية ومتطلبات الانفجار، والصيانة والصيانة. أولاً وقبل كل شيء، يجب اختيار المحرك المناسب بناءً على نوع الحمل الفعلي، مثل لأحمال ذات عزم عالٍ وسرعة منخفضة، يمكن اختيار محرك قوي؛ لأحمال ذات سرعة عالية وعزم منخفض، اختر محرك قليل الطاقة. في نفس الوقت، من الضروري مراعاة متطلبات إمداد الطاقة والجهد، بحيث تتناسب مستويات الطاقة والجهد للمحرك مع سيناريوهات التطبيق الفعلية.