محرك قطب مشقوق

من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة
اذهب إلى: تصفح، ‏ ابحث

محرك قطب مشقوق (بالإنجليزية: shaded-pole motor ) هو محرك كهربائي وينتمي إلى نوع المحركات الغير تزامنية ، أي يمكنها السير بسرعات مختلفة . محرك القطب المشقوق هو أيضا محرك بسيط شائع الاستعمال في الأدوات البسيطة ولعب الأطفال ويستخدم التيار المتردد المتوفر في البيوت والمنازل . [1] تكوين المحرك ذو القطب المشقوق بسيط.[2]

محرك قطب مشقوق صغير ، قدرته بضعة واط .

تكوينه[عدل]

محرك قطب مشقوق: ملف العضو الثابت .

يتكون العضو الثابت من صفائح متراصة مشكلة بحيث يكون فيها قطبان ثانويان بالإضافة إلى القطبين الرئيسيين. يسمى القطبان الثانويان "قضبان مشقوقة" . .[3] .[1] يغذي ملف ملفوف على العضو الثابت بالتيار المتردد. ويلتف حول القطبين المشقوقين ملفين صغيرين مكون من لفتين أو ثلاث . هذان القطبان مشقوقان في القطبين الرئيسيين . [4] يغذي جزء من التيار المتردد ملفي القطبين المشقوقين أيضأ . بذلك ينشأ مجال معناطيسي دوار . [5]

ويتكون العضو الدوار - والذي يتوسط القطبين الرئيسيين والقطبين المشقوقين - من دوار قفص سنجابي مائلا القوائم قليلا . بسبب المجال المغناطيسي الدوار الناشيء في العضو الثابت ينشأ عزم دوران على العضو الدوار فيدور. [6]

تتعين خواص محرك القطبان المشقوقة من شكل الأقطاب الرئيسية والمشقوقة وتوزيعها حول العضو الدوار . ويحسب المجال الناتج قبل تقطيع الصفائح الحديدية ثم رصها لتكوين العضو الثابت كقطعة واحدة. [7]

طريقة عمله[عدل]

مبدأ عمل محرك القطب المشقوق .

يتسبب التيار المار ملف العضو الثابت في نشأة مجال مغناطيسي Φ.[5] وينقسم هذا المجال المتكون إلى مجالين : مجال القطب الرئيسي ΦH ومجال القطب المشقوق ΦS, الذي يمر خلال ملف العضو الثابت . [1]

ينشيء مجال القطب المشقوق جهدا كهربائيا في العضو الدوار مقترنا بتيار كهربائي Is .[5] وينتج من هذا التيار عن طريق الحث الذاتي مجالا مغناطيسيا Φ’S يتبع زمنيا المجال الرئيسي ΦH . ويتكون منهما في العضو الدوار مجالا دورانيا بيضويا الشكل فيدور العضو الدوار .

تتابع المجالات المغناطيسية بسبب انزياح طور التيارات الكهربائية على أقطاب العضو الثابت كالآتي: من القطب الرئيسي 1 إلى القطب المشقوق 1 ، ومن القطب الرئيسي 2 إلى القطب المشقوق 2 . بالتالي يكون اتجاه الدوران من القطب الرئيسي إلى القطب المشقوق ..[8]

لتغيير الشكل البيضوي للمجال وجعله قريبا من الكري يمكن زيادة عدد الأقطاب المشقوقة مما تؤدي إلى انزياح إضافي في تردد التيار الآتي من المصدر . ويمكن عن طريق اختيار مناسب لعدد الأقطاب المشقوقة التحكم في مدى انزياح طور التيار في كل منها . [7]

يكفي مثل هذا المجال المكوّن لتحريك العضو الدوار . يبدأ بطيئا بسبب عزم دوران صغير بالمقارنة بعزم دوران محرك التيار المتردد يعمل بنفس القدرة ، كما يعتمد على الحمل المتصل بالمحرك. [6] يبلغ عزم الدوران في البدء نحو 50% من عزم الدوران الإسمي. ينشأ عن شكل العضو الثابت في محرك القطب المشقوق مجالات دوامية تضيع من الطاقة . لهذا فإن قدرتها أقل بالمقارنة بمحرك مكثف أو محرك تيار ثلاثي الأطوار . [7] هذا يرجع إلى فقد الطاقة في مقاومة ملف الأقطاب المشقوقة . [6] ويمكن تفادي ذلك في بعض المحركات ، مثل محرك طلمبة الثلاجة حيث يـُقطع التيار عن الملفات الثانوية بعد تشغيل المحرك .

تشغيل تزامني[عدل]

إذا صنع قلب العضو الدوار من مادة مغناطيسية حديدية فيبدء دورانه بطيئا ثم تزداد سرعة دورانه حتى يصل إلى سرعة تردد التيار . عندئذ يصبح محرك تزامن. [5] [3]

كما يمكن للمحرك التزامني من نوع محرك قطب مشقوق أن يدور بمعدل أقل . هنا ينتج المجال الدوار تيارات دوامية في العضو الدوار مما تجعله يدور بمعدل أبطأ . بعد بدء التشغيل يكوّن مجال العضو الثابت في القلب الحديدي في العضو الدوار قطبين متميزين ، بالتالي يتابع دوران العضو الدوار دوران المجال الدوار . [3]

التشغيل البطيء[عدل]

بعض أنواع محرك القطب المشقوق يكون لها عدة ملفات تغذى من نفس مصدر الكهرباء ، وقد توصل بعضها بمكثف. ونظرا لأن عزم دورانها يكون ضعيفا في البدء فهي مثالية لتشغيل المراوح المنزلية أو ألات بسيطة أخرى . وقد يتحكم فيها عن طريق مفاتيح موصولة بطرف أحد الملفات مما يجعلها تدور بسرعات مختلفة ، مثل مروحة السقف . وغالبا ما تكون موصولة بترياك TRIAC لتغيير سرعة دورانها . وتصنع تلك المحركات بحيث تعمل في حدود قدرة 125 واط . وبالنسبة لقدرات أعلى من ذلك فتوجد تصميمات أنسب للمحرك .

أنواع[عدل]

محرك حثي ذو قفص سنجابي: هو محرك صغير من نوع محرك القطب المشقوق وهو ذو قدرة صغيرة . يتكون العضو الدوار فيه من صفائح حديدية متراصة في هيئة اسطوانة . توجد مجاري طولية على سطح الأسطوانة وتحشر فيها قضبان من الألمونيوم . توصل القضبان بحلقتين من النحاس عند قاعدتي الأسطوانة .هذا هو تركيب العضو الدوار ، وهو من نوع دوار قفص سنجابي.

عكس اتجاه الدوران[عدل]

يبنى محرك القطب المشقوق الذي يمكن تدويره في الأتجاهين بطريقة خاصة . يتضمن ذلك التصميم بتشكيل أربعة أقطاب مشقوقة حول العضو الدوار (على يمينه إثنان وعلى يساره اثنان) . رسم الدائرة موجود في ويكيبيديا الألمانية وفيه توزع الأقطاب المشقوقة من اليسار إلى اليمين في اتجاه عقرب الساعة c , d ; b ; a . يتصل d  ; a بالمصدر وكذلك الملف الرئيسي : نظرا لأن اتجاه الدوران دائما من القطب الرئيسي إلى القطب المشقوق فيكون اتجاه الدوران مثل عقرب الساعة . لغرض إدارة المحرك في عكس هذا الاتجاه يوجد مفتاح يوصل بين القطبين المشقوقين c  ; b ويقطع في نفس الوقت توصيلة d  ; a ، فيدور العضو الدوار في عكس الاتجاه (أنظر الشكل في ويكيبيديا الألمانية) . [9]

المراجع[عدل]

  1. ^ أ ب ت Georg Flegel, Karl Birnstiel, Wolfgang Nerreter: Elektrotechnik für Maschinenbau und Mechatronik. Carl Hanser Verlag, München 2009, ISBN 978-3-446-41906-3
  2. ^ Ralf Kories, Heinz Schmidt-Walter: Taschenbuch der Elektrotechnik. 8. erweiterte Auflage, Verlag Harry Deutsch, Frankfurt am Main 2008, ISBN 978-3-8171-1830-4
  3. ^ أ ب ت Günter Springer: Fachkunde Elektrotechnik. 18. Auflage, Verlag Europa-Lehrmittel, Wuppertal, 1989, ISBN 3-8085-3018-9
  4. ^ Ekbert Hering, Alois Vogt, Klaus Bressler: Handbuch der Elektrischen Anlagen und Maschinen. Springer- Verlag, Berlin Heidelberg New York 1999, ISBN 3-540-65184-5
  5. ^ أ ب ت ث Günter Boy, Horst Flachmann, Otto Mai: Die Meisterprüfung Elektrische Maschinen und Steuerungstechnik. 4. Auflage, Vogel Buchverlag, Würzburg, 1983, ISBN 3-8023-0725-9
  6. ^ أ ب ت Franz Moeller, Paul Vaske (Hrsg): Elektrische Maschinen und Umformer. Teil 1 Aufbau, Wirkungsweise und Betriebsverhalten, 11. überarbeitete Auflage, B. G. Teubner, Stuttgart 1970
  7. ^ أ ب ت Rolf Fischer: Elektrische Maschinen. 12. Auflage, Carl Hanser Verlag, München und Wien, 2004, ISBN 3-446-22693-1
  8. ^ Ernst Hörnemann, Heinrich Hübscher: Elektrotechnik Fachbildung Industrieelektronik. 1 Auflage. Westermann Schulbuchverlag GmbH, Braunschweig, 1998, ISBN 3-14-221730-4
  9. ^ Germar Müller, Bernd Ponick: Grundlagen elektrischer Maschinen. 9. Auflage, Wiley-VCH Verlag GmbH & Co KGaA., Weinheim 2006, ISBN 3-527-40524-0

اقرأ أيضا[عدل]