ما هي طريقة التحكم في سرعة محرك التيار المتردد القفص؟

مرحبًا يا من هناك! كمورد لمحركات التيار المتردد القفصية، غالبًا ما يتم سؤالي عن طرق التحكم في سرعة هذه المحركات. لذا، فكرت في كتابة تدوينة لمشاركة بعض الأفكار حول هذا الموضوع.

أولاً، دعونا نفهم ما هو محرك التيار المتردد القفصي. يعد محرك التيار المتردد القفصي، والمعروف أيضًا باسم المحرك التعريفي القفصي السنجابي، أحد أكثر أنواع المحركات شيوعًا في التطبيقات الصناعية والتجارية. إنها موثوقة ومتينة وغير مكلفة نسبيًا. يمكنك التحقق من موقعناالمحرك التعريفي على شكل قفص السنجاب ذو 3 مراحللمزيد من التفاصيل حول المنتج نفسه.

الآن، دعونا نتعمق في طرق التحكم في السرعة.

1. طريقة تغيير القطب

ترتبط سرعة محرك التيار المتردد القفصي بعدد الأقطاب وتردد مصدر الطاقة. يتم إعطاء السرعة المتزامنة (n_s) للمحرك التعريفي بالصيغة (n_s=\frac{120f}{p})، حيث (f) هو تردد مصدر الطاقة و(p) هو عدد الأقطاب.

من خلال تغيير عدد الأقطاب، يمكننا تغيير السرعة المتزامنة للمحرك. على سبيل المثال، إذا كان لدينا محرك يمكن التبديل بين تكوينات 2 قطب و4 أقطاب، عندما يكون في وضع 2 قطب، مع تردد مصدر طاقة قدره 50 هرتز، فإن السرعة المتزامنة (n_s=\frac{120\times50}{2}=3000) دورة في الدقيقة. وعندما نحوله إلى وضع 4 أقطاب، تصبح سرعة التواقت (n_s=\frac{120\times50}{4} = 1500) RPM.

هذه الطريقة بسيطة نسبيًا وتستخدم غالبًا في التطبيقات التي تتطلب تغييرات منفصلة في السرعة، كما هو الحال في بعض أنواع المراوح والمضخات. ومع ذلك، فإنه يحتوي على بعض القيود. يمكنه فقط توفير عدد قليل من إعدادات السرعة المنفصلة، ​​ويجب تكوين تصميم المحرك خصيصًا لعملية تغيير القطب.

2. طريقة التحكم في الجهد

يمكن أيضًا التحكم في سرعة محرك التيار المتردد القفصي عن طريق تغيير الجهد المطبق. عندما ينخفض ​​الجهد المطبق على المحرك، ينخفض ​​عزم الدوران الناتج عن المحرك. ونتيجة لذلك، تنخفض سرعة المحرك.

العلاقة بين عزم الدوران (T) والجهد المطبق (V) هي تقريبًا (T\propto V^{2}). لذلك، إذا قمنا بتقليل الجهد، فإن عزم الدوران المتاح لدفع الحمل ينخفض، ويتباطأ المحرك.

ومع ذلك، فإن هذه الطريقة لها عيوبها. يمكن أن يؤدي تقليل الجهد أكثر من اللازم إلى ارتفاع درجة حرارة المحرك لأن المحرك سوف يسحب تيارًا أكبر لمحاولة الحفاظ على الحمل. كما أن تنظيم السرعة ليس جيدًا جدًا. تستخدم هذه الطريقة بشكل أساسي في التطبيقات التي ينخفض ​​فيها عزم الحمل بشكل ملحوظ مع انخفاض السرعة، كما هو الحال في بعض أنواع مراوح ومضخات الطرد المركزي.

3. طريقة التحكم بالتردد

ربما تكون هذه هي الطريقة الأكثر شيوعًا وفعالية للتحكم في سرعة محركات التيار المتردد القفصية هذه الأيام. مع تطور محركات التردد المتغير (VFDs)، أصبح من الأسهل بكثير التحكم في سرعة المحرك عن طريق تغيير تردد مصدر الطاقة.

كما نعلم من معادلة سرعة التواقت (n_s=\frac{120f}{p})، فمن خلال تغيير التردد (f)، يمكننا تغيير سرعة التواقت للمحرك بسلاسة. يأخذ VFD طاقة التيار المتردد الواردة، ويحولها إلى تيار مستمر، ثم يحولها مرة أخرى إلى تيار متردد بتردد وجهد متغيرين.

توفر هذه الطريقة العديد من المزايا. يوفر نطاقًا واسعًا من التحكم في السرعة، بدءًا من السرعات المنخفضة جدًا وحتى السرعات العالية. كما أنه يوفر تنظيمًا جيدًا للسرعة، مما يعني أن المحرك يمكنه الحفاظ على سرعة ثابتة نسبيًا حتى عندما يتغير الحمل. بالإضافة إلى ذلك، يمكنه تحسين كفاءة الطاقة للمحرك، خاصة في التطبيقات التي لا يحتاج فيها المحرك إلى التشغيل بأقصى سرعة طوال الوقت. على سبيل المثال، في نظام التدفئة والتهوية وتكييف الهواء (HVAC)، يمكن تشغيل المحرك بسرعة أقل خارج ساعات الذروة، مما يوفر كمية كبيرة من الطاقة. يمكنك إلقاء نظرة على لدينامحرك عالي الكفاءة Ie2والتي يمكن أن تعمل بشكل جيد مع طرق التحكم في التردد.

4. زلة طريقة استعادة الطاقة

في هذه الطريقة، يتم استعادة قوة الانزلاق للمحرك التعريفي وإعادة استخدامها. قوة الانزلاق هي القوة التي لا يتم تحويلها إلى طاقة ميكانيكية بواسطة المحرك.

الفكرة الأساسية هي استخدام جهاز للتحكم في مقدار قوة الانزلاق وإعادته إلى مصدر الطاقة أو استخدامه لدفع حمل إضافي. تُستخدم هذه الطريقة بشكل أساسي في تطبيقات الطاقة العالية حيث يكون توفير الطاقة أمرًا بالغ الأهمية. ومع ذلك، فهي طريقة أكثر تعقيدًا وتكلفة مقارنة بالطرق الأخرى.

5. طريقة التحكم المتتالية

في نظام التحكم المتتالي، يتم توصيل محركين أو أكثر بشكل متتالي. يمكن التحكم في سرعة النظام الإجمالي عن طريق ضبط معلمات المحركات الفردية.

على سبيل المثال، في النظام المتتالي ثنائي المحرك، يقوم المحرك الأول بتشغيل المحرك الثاني. من خلال التحكم في سرعة المحرك الأول، يمكننا التحكم بشكل غير مباشر في سرعة المحرك الثاني والنظام العام. هذه الطريقة ليست شائعة الاستخدام مثل طريقة التحكم في التردد، ولكنها يمكن أن تكون مفيدة في بعض التطبيقات المحددة التي تتطلب درجة عالية من التحكم في السرعة ومشاركة الطاقة بين المحركات.

عند اختيار طريقة التحكم في السرعة لمحرك التيار المتردد القفصي، يجب أخذ عدة عوامل في الاعتبار. نوع الحمل مهم جدا. على سبيل المثال، إذا كان الحمل ذو خاصية عزم دوران ثابت، مثل الحزام الناقل، فقد تكون طريقة مختلفة للتحكم في السرعة أكثر ملاءمة مقارنة بالحمل ذو خاصية عزم الدوران المتغير مثل مضخة الطرد المركزي.

يعد نطاق السرعة المطلوب أيضًا عاملاً رئيسياً. إذا كانت هناك حاجة إلى نطاق واسع من التحكم في السرعة، فعادةً ما تكون طريقة التحكم في التردد هي الخيار الأفضل. من ناحية أخرى، إذا كانت هناك حاجة إلى عدد قليل فقط من إعدادات السرعة المنفصلة، ​​فقد تكون طريقة تغيير العمود كافية.

التكلفة هي اعتبار آخر. يمكن أن يكون التحكم في التردد باستخدام VFDs مكلفًا نسبيًا، خاصة بالنسبة للتطبيقات صغيرة الحجم. في مثل هذه الحالات، قد تكون طرق التحكم في الجهد أو تغيير القطب أكثر فعالية من حيث التكلفة.

باعتبارنا موردًا لمحركات التيار المتردد القفصية، لدينا مجموعة واسعة من المنتجات، بما في ذلكالمحرك التعريفي ذو المستوى المنخفض، ويمكننا مساعدتك في اختيار طريقة التحكم في السرعة الأكثر ملاءمة لتطبيقك المحدد. سواء كنت بحاجة إلى حل بسيط وفعال من حيث التكلفة أو إلى نظام عالي الأداء للتحكم في السرعة، فلدينا كل ما تحتاجه.

إذا كنت مهتمًا بمحركات التيار المتردد القفصية الخاصة بنا أو كنت بحاجة إلى مزيد من المعلومات حول طرق التحكم في السرعة، فلا تتردد في التواصل معنا. يسعدنا دائمًا إجراء محادثة ومناقشة كيف يمكننا تلبية متطلباتك. دعونا نعمل معًا للعثور على أفضل حل للتحكم في المحرك والسرعة لعملك!

مراجع

• "الآلات الكهربائية" لستيفن ج. تشابمان
• "إلكترونيات الطاقة: المحولات والتطبيقات والتصميم" بقلم نيد موهان، وتوري إم. أوندلاند، وويليام بي. روبينز