ما هي تصنيفات محركات التيار المستمر؟ ما هو مبدأ عمل محركات التيار المستمر؟

　1.　تصنيف محركات التيار المستمر

1. محرك DC بدون فرش:

محرك DC بدون فرش هو استبدال الجزء الثابت والدوار لمحرك DC العادي.الجزء الدوار الخاص به عبارة عن مغناطيس دائم لتوليد تدفق فجوة الهواء: الجزء الثابت عبارة عن عضو إنتاجي ويتكون من ملفات متعددة الطور.من حيث الهيكل، فهو يشبه المحرك المتزامن ذو المغناطيس الدائم.إن هيكل الجزء الثابت لمحرك DC بدون فرش هو نفس هيكل المحرك المتزامن العادي أو المحرك التعريفي. يتم تضمين اللفات متعددة الطور (ثلاث مراحل، أربع مراحل، خمس مراحل، وما إلى ذلك) في قلب الحديد. يمكن توصيل اللفات بالنجمة أو الدلتا، وتوصيلها بأنابيب الطاقة الخاصة بالعاكس لتوصيلها بشكل معقول.يستخدم الدوار في الغالب مواد أرضية نادرة ذات قوة قسرية عالية وكثافة بقاء عالية مثل كوبالت السماريوم أو بورون حديد النيوديميوم. بسبب المواضع المختلفة للمواد المغناطيسية في الأقطاب المغناطيسية، يمكن تقسيمها إلى أقطاب مغناطيسية سطحية، وأقطاب مغناطيسية مدمجة، وأقطاب مغناطيسية حلقية.نظرًا لأن جسم المحرك عبارة عن محرك مغناطيسي دائم، فمن المعتاد تسمية محرك DC بدون فرش ويسمى أيضًا محرك DC بدون فرش بمغناطيس دائم.

تم تطوير محركات التيار المستمر بدون فرش في السنوات الأخيرة مع تطور تكنولوجيا المعالجات الدقيقة وتطبيق إلكترونيات الطاقة الجديدةالأجهزة ذات تردد التبديل العالي والاستهلاك المنخفض للطاقة، بالإضافة إلى تحسين طرق التحكم وظهور مواد مغناطيسية دائمة منخفضة التكلفة وعالية المستوى. تم تطوير نوع جديد من محركات التيار المستمر.

لا تحافظ محركات DC بدون فرش على الأداء الجيد لتنظيم السرعة لمحركات DC التقليدية فحسب، بل تتمتع أيضًا بمزايا عدم وجود اتصال انزلاقي وشرارة تبديل، وموثوقية عالية، وعمر خدمة طويل، وضوضاء منخفضة، لذلك يتم استخدامها على نطاق واسع في مجال الطيران، وأدوات آلات CNC. والروبوتات والمركبات الكهربائية وما إلى ذلك، وقد تم استخدام ملحقات الكمبيوتر والأجهزة المنزلية على نطاق واسع.

وفقًا لطرق إمداد الطاقة المختلفة، يمكن تقسيم محركات DC بدون فرش إلى فئتين: محركات DC بدون فرش ذات موجة مربعة، والتي يكون شكل موجة EMF الخلفي وشكل موجة تيار العرض كلاهما موجات مستطيلة، والمعروفة أيضًا باسم المحركات المتزامنة ذات المغناطيس الدائم ذات الموجة المستطيلة؛ محرك DC المصقول، وشكل موجة EMF الخلفية وشكل موجة تيار العرض كلاهما موجات جيبية.

2. محرك بتيار مستمر ناعم

(1) محرك DC ذو مغناطيس دائم

قسم محرك DC ذو المغناطيس الدائم: محرك DC ذو المغناطيس الدائم الأرضي النادر، محرك DC ذو المغناطيس الدائم من الفريت ومحرك Alnico ذو المغناطيس الدائم DC.

① محرك DC ذو المغناطيس الدائم الأرضي النادر: صغير الحجم وأفضل في الأداء، ولكنه مكلف، يستخدم بشكل رئيسي في الفضاء الجوي، وأجهزة الكمبيوتر، وأدوات قاع البئر، وما إلى ذلك.

② محرك DC بمغناطيس دائم من الفريت: جسم القطب المغناطيسي المصنوع من مادة الفريت رخيص وله أداء جيد، ويستخدم على نطاق واسع في الأجهزة المنزلية والسيارات ولعب الأطفال والأدوات الكهربائية وغيرها من المجالات.

③ محرك Alnico ذو المغناطيس الدائم DC: يحتاج إلى استهلاك الكثير من المعادن الثمينة، والسعر مرتفع، ولكنه يتمتع بقدرة جيدة على التكيف مع درجات الحرارة المرتفعة. يتم استخدامه في المناسبات التي تكون فيها درجة الحرارة المحيطة مرتفعة أو يكون استقرار درجة حرارة المحرك مطلوبًا.

(2) محرك DC الكهرومغناطيسي.

قسم محرك DC الكهرومغناطيسي: محرك DC متحمس على التوالي، محرك DC متحمس تحويلة، محرك DC متحمس بشكل منفصل ومحرك DC متحمس مركب.

① محرك DC متحمس من سلسلة: يتم توصيل التيار في سلسلة، وتحويله، ويتم توصيل ملف المجال في سلسلة مع عضو الإنتاج، وبالتالي فإن المجال المغناطيسي في هذا المحرك يتغير بشكل كبير مع تغير تيار عضو الإنتاج.من أجل عدم التسبب في خسارة كبيرة وانخفاض الجهد في ملف الإثارة، كلما كانت مقاومة ملف الإثارة أصغر، كلما كان ذلك أفضل، لذلك عادة ما يتم لف محرك الإثارة من سلسلة DC بسلك أكثر سمكًا، وعدد دوراته أقل.

② محرك DC متحمس للتحويل: يتم توصيل اللف الميداني لمحرك DC المتحمس للتحويل بالتوازي مع ملف عضو الإنتاج. كمولد تحويلة، فإن الجهد الطرفي من المحرك نفسه يوفر الطاقة لملف المجال؛ كمحرك تحويل، يشترك الملف الميداني في نفس مصدر الطاقةمع المحرك، فهو نفس محرك DC المثار بشكل منفصل من حيث الأداء.

③ محرك DC متحمس بشكل منفصل: لا يحتوي ملف المجال على اتصال كهربائي مع عضو الإنتاج، ويتم توفير الدائرة الميدانية بواسطة مصدر طاقة تيار مستمر آخر.وبالتالي فإن تيار المجال لا يتأثر بجهد طرف عضو الإنتاج أو تيار عضو الإنتاج.

④ محرك DC المثار بالمركب: يحتوي محرك DC المثار بالمركب على ملفين للإثارة، وإثارة التحويلة، والإثارة المتسلسلة. إذا كانت القوة المحركة المغناطيسية الناتجة عن لف الإثارة المتسلسلة في نفس اتجاه القوة الدافعة المغناطيسية الناتجة عن لف الإثارة التحويلية، فإنها تسمى الإثارة المركبة للمنتج.إذا كان اتجاها القوتين المحركتين المغناطيسيتين متعاكستين، يسمى ذلك الإثارة المركبة التفاضلية.

2. مبدأ عمل محرك DC

يوجد مغناطيس دائم على شكل حلقة مثبت داخل محرك التيار المستمر، ويمر التيار عبر الملف الموجود على الدوار لتوليد قوة أمبير. عندما يكون الملف الموجود على الدوار موازيًا للمجال المغناطيسي، سيتغير اتجاه المجال المغناطيسي عندما يستمر في الدوران، وبالتالي فإن الفرشاة الموجودة في نهاية الدوار سوف تقوم بتبديل الصفائح على اتصال بالتناوب، بحيث يكون اتجاه يتغير أيضًا التيار الموجود في الملف، ويظل اتجاه قوة لورنتز المتولدة دون تغيير، لذلك يمكن للمحرك الاستمرار في الدوران في اتجاه واحد

مبدأ العمل لمولد التيار المستمر هو تحويل القوة الدافعة الكهربائية المتناوبة المستحثة في ملف عضو الإنتاج إلى قوة دافعة كهربائية تعمل بالتيار المستمر عندما يتم سحبها من طرف الفرشاة بواسطة مبدل التيار وتأثير التبديل للفرشاة.

يتم تحديد اتجاه القوة الدافعة الكهربية المستحثة وفقًا لقاعدة اليد اليمنى (يشير خط المجال المغناطيسي إلى راحة اليد، ويشير الإبهام إلى اتجاه حركة الموصل، واتجاه الأصابع الأربعة الأخرى هو اتجاه اليد) اتجاه القوة الدافعة الكهربائية المستحثة في الموصل).

يتم تحديد اتجاه القوة المؤثرة على الموصل من خلال قاعدة اليد اليسرى.يشكل هذا الزوج من القوى الكهرومغناطيسية عزمًا يعمل على عضو الإنتاج. ويسمى هذا العزم بالعزم الكهرومغناطيسي في الآلة الكهربائية الدوارة. اتجاه عزم الدوران هو عكس اتجاه عقارب الساعة، في محاولة لجعل عضو الإنتاج يدور عكس اتجاه عقارب الساعة.إذا كان عزم الدوران الكهرومغناطيسي هذا قادرًا على التغلب على عزم المقاومة على عضو الإنتاج (مثل عزم المقاومة الناتج عن الاحتكاك وعزم دوران الحمل الآخر)، فيمكن أن يدور عضو الإنتاج عكس اتجاه عقارب الساعة.