المعجزات الكهربائية: علم التيار المتردد مقابل التيار المتردد محركات التيار المستمر

يعتمد مبدأ تشغيل محركات التيار المتردد على المجال المغناطيسي الدوار للتيار المتردد. تم تصميم محركات التيار المتردد لتوليد مجال مغناطيسي دوار مستقر تحت محرك مصدر طاقة التيار المتردد المتغير باستمرار، وبالتالي تحقيق خرج الطاقة الميكانيكية. فيما يلي شرح تفصيلي لعملية تشغيل محركات التيار المتردد:

1. تشكيل المجال المغناطيسي الدوار:
عندما يتدفق تيار متناوب عبر ملفات الجزء الثابت للمحرك، يتغير اتجاه وشدة التيار بشكل دوري. هذا التيار المتغير يولد مجالًا مغناطيسيًا دوارًا في الجزء الثابت. على وجه التحديد، يتغير تيار مصدر طاقة التيار المتردد بالتناوب في كل ملف من ملفات الجزء الثابت، وتشكل هذه الملفات مجالًا مغناطيسيًا يدور بشكل متزامن. ترتبط سرعة المجال المغناطيسي الدوار بتردد مصدر طاقة التيار المتردد. على سبيل المثال، في ظل مصدر طاقة تيار متردد يبلغ 50 هرتز، تبلغ سرعة دوران المجال المغناطيسي حوالي 3000 دورة في الدقيقة (عندما يكون عدد أزواج الأقطاب 2).

2. التفاعل بين المجال المغناطيسي والدوار:
الدوار هو الجزء الدوار داخل المحرك. عندما يمر المجال المغناطيسي الدوار عبر الجزء الدوار، يتولد تيار كهربائي داخل الجزء الدوار. ويستند هذا على قانون فاراداي للحث الكهرومغناطيسي. عندما يتغير المجال المغناطيسي خلال الموصل، يتولد تيار كهربائي في الموصل. في محرك التيار المتردد، يخلق هذا التيار المستحث مجالًا مغناطيسيًا معاكسًا في الجزء الدوار. يتفاعل هذا المجال المغناطيسي المعاكس مع المجال المغناطيسي الدوار لتوليد عزم الدوران، مما يتسبب في دوران الجزء المتحرك.

3. السرعة مقابل. حمولة:
في محرك التيار المتردد، يتم تحديد السرعة من خلال سرعة المجال المغناطيسي الدوار. بالنسبة للمحركات غير المتزامنة، عادة ما تكون السرعة أقل قليلاً من سرعة المجال المغناطيسي الدوار، ويسمى هذا الاختلاف "الانزلاق". يسمح الانزلاق للمحرك بالحفاظ على التشغيل المستقر مع تغير الحمل. على سبيل المثال، عندما يزيد الحمل، ستنخفض سرعة الدوار قليلاً، مما يمكن أن يوفر عزم دوران إضافي للتعامل مع الحمل المتزايد. تحافظ المحركات المتزامنة على سرعة تعادل تمامًا سرعة المجال المغناطيسي الدوار، وهي مناسبة للتطبيقات التي تتطلب تحكمًا دقيقًا في السرعة.

4. أنواع المحركات:

المحرك غير المتزامن (المحرك التعريفي): في هذا المحرك، تختلف سرعة الدوار قليلاً عن سرعة المجال المغناطيسي الدوار. إنه يحقق التشغيل المستقر من خلال الانزلاق ويستخدم على نطاق واسع في المعدات مثل المراوح والمضخات والضواغط.
المحرك المتزامن: سرعة هذا المحرك هي بالضبط نفس سرعة المجال المغناطيسي الدوار. وغالبا ما تستخدم في التطبيقات التي تتطلب التحكم الدقيق، مثل المولدات في أنظمة الطاقة وبعض المعدات الميكانيكية عالية الدقة.