لماذا تستخدم معظم محركات الأجهزة المنزلية محركات ذات أقطاب مظللة، وما مميزاتها؟

محرك القطب المظلل هو محرك تحريضي بسيط أحادي الطور يعمل بالتيار المتردد، وهو عبارة عن محرك قفص سنجاب صغير، أحدها محاط بحلقة نحاسية، والتي تسمى أيضًا حلقة القطب المظللة أو حلقة القطب المظللة.يتم استخدام الحلقة النحاسية كاللف الثانوي للمحرك.تتمثل السمات البارزة للمحرك ذو القطب المظلل في أن الهيكل بسيط جدًا، ولا يوجد مفتاح طرد مركزي، وفقدان الطاقة للمحرك ذو القطب المظلل كبير، وعامل طاقة المحرك منخفض، وعزم دوران البدء منخفض جدًا أيضًا .لقد تم تصميمها لتظل صغيرة الحجم ولها معدلات طاقة منخفضة.إن سرعة المحركات تكون دقيقة مثل تردد الطاقة المطبقة على المحركات، والتي غالبا ما تستخدم لتشغيل الساعات.تدور المحركات ذات القطب المظلل في اتجاه واحد محدد فقط، ولا يمكن للمحرك أن يدور في الاتجاه المعاكس، والخسارة الناتجة عن ملفات القطب المظلل، وكفاءة المحرك منخفضة، وهيكله بسيط، وتستخدم هذه المحركات على نطاق واسع في المراوح المنزلية وغيرها من الأجهزة ذات السعة الصغيرة.

كيف يعمل محرك القطب المظلل

المحرك ذو القطب المظلل هو محرك حثي أحادي الطور يعمل بالتيار المتردد.يتكون الملف المساعد من حلقات نحاسية تسمى ملف القطب المظلل.يعمل التيار في الملف على تأخير مرحلة التدفق المغناطيسي عند جزء القطب المغناطيسي من أجل توفير مجال مغناطيسي دوار.اتجاه الدوران من القطب غير المظلل.إلى حلقة القطب المظللة.

تم تصميم ملفات القطب المظللة (الحلقات) بحيث يتم إزاحة محور القطب المغناطيسي عن محور القطب الرئيسي، ويتم استخدام ملف المجال المغناطيسي وملفات القطب المظللة الإضافية لتوليد مجال مغناطيسي ضعيف الدوران.عندما يتم تنشيط الجزء الثابت، فإن التدفق المغناطيسي لأجسام القطب يخلق جهدًا في ملفات القطب المظللة، والتي تعمل بمثابة الملف الثانوي للمحول.لا يتزامن التيار في اللف الثانوي للمحول مع التيار في اللف الأولي، ولا يتزامن التدفق المغناطيسي للقطب المظلل مع التدفق المغناطيسي للقطب الرئيسي.

في المحرك ذو القطب المظلل، يتم وضع الجزء الدوار في قلب c بسيط، ويتم تغطية نصف كل قطب بملف ذو قطب مظلل يولد تدفقًا نابضًا عندما يتم تمرير تيار متناوب عبر ملف الإمداد.عندما يتغير التدفق المغناطيسي عبر ملف التظليل، يتم تحفيز الجهد والتيار في ملف القطب المظلل، بما يتوافق مع التغير في التدفق المغناطيسي من ملف الطاقة.ولذلك، فإن التدفق المغناطيسي تحت ملف القطب المظلل يتخلف عن التدفق المغناطيسي في بقية الملف.يتم إنشاء دوران صغير في التدفق المغناطيسي بواسطة الدوار، بحيث يدور الدوار.ويوضح الشكل التالي خطوط التدفق المغناطيسي التي تم الحصول عليها عن طريق تحليل العناصر المحدودة.

هيكل محرك القطب المظلل

يتم تغليف الدوار ومجموعة تروس التخفيض المرتبطة به بغلاف من الألومنيوم أو النحاس أو البلاستيك.يتم تشغيل الدوار المغلق مغناطيسيًا من خلال الغلاف.تحتوي محركات التروس هذه عادةً على عمود إخراج نهائي أو ترس يدور من 600 دورة في الدقيقة إلى دورة واحدة في الساعة./168 دورة (دورة واحدة في الأسبوع).نظرًا لعدم وجود آلية بدء واضحة عادةً، يجب أن يكون الجزء الدوار للمحرك الذي يتم تشغيله بواسطة مصدر تردد ثابت خفيفًا جدًا حتى يتمكن من الوصول إلى سرعة التشغيل خلال دورة واحدة من تردد العرض، ويمكن تجهيز الدوار بقفص سنجابي، لذلك أن المحرك يبدأ مثل المحرك التعريفي، بمجرد سحب الدوار للتزامن مع مغناطيسه، لا يوجد تيار مستحث في القفص السنجابي وبالتالي لم يعد يلعب دورًا في التشغيل، فإن استخدام التحكم في التردد المتغير يمكّن محرك القطب المظلل للبدء ببطء وتقديم المزيد من عزم الدوران.

محرك القطب المظللسرعة

تعتمد سرعة محرك القطب المظلل على تصميم المحرك، ويتم تحديد السرعة المتزامنة (السرعة التي يدور بها المجال المغناطيسي للجزء الثابت) من خلال تردد طاقة التيار المتردد المدخلة وعدد الأقطاب في الجزء الثابت.كلما زاد عدد أقطاب الملف، كانت السرعة المتزامنة أبطأ، وكلما زاد تردد الجهد المطبق، زادت السرعة المتزامنة، والتردد وعدد الأقطاب ليسا متغيرين، والسرعة المتزامنة الشائعة للمحرك 60 هرتز هي 3600، 1800، 1200 و 900 دورة في الدقيقة.يعتمد على عدد الأعمدة في التصميم الأصلي.

ختاماً

نظرًا لأن عزم دوران البداية منخفض ولا يمكنه توليد عزم دوران كافٍ لتشغيل المعدات الكبيرة، فلا يمكن تصنيع محركات القطب المظللة إلا بأحجام أصغر، أقل من 50 واط، ومنخفضة التكلفة وبسيطة للمراوح الصغيرة، وتدوير الهواء وغيرها من تطبيقات عزم الدوران المنخفض.يمكن تقليل سرعة المحرك عن طريق المفاعلة التسلسلية للحد من التيار وعزم الدوران، أو عن طريق تبديل عدد لفات ملف المحرك.