حركة التردد العالي 
المحرك هو جهاز يحول الطاقة الكهربائية إلى حركة. عن طريق خلق مجال مغناطيسي بالكهرباء, فهو يتسبب في دفع وسحب الأقطاب المغناطيسية, مما يؤدي إلى حركة ميكانيكية. المحركات ضرورية لتوليد الحركة الميكانيكية, تستهلك 46% من إنتاج الكهرباء السنوي في العالم.
هناك أنواع مختلفة من المحركات, مثل محرك BLDC, المحرك التعريفي AC, أجهزة السيارات, محركات السائر, مصنفة حسب مبادئها أو تطبيقاتها. يتم استخدامها على نطاق واسع في مختلف القطاعات, من الأدوات المنزلية اليومية إلى الآلات الصناعية الثقيلة.
تنقسم المحركات على نطاق واسع إلى فئتين: المحركات المتزامنة ذات المغناطيس الدائم (محرك PMSM) و المحركات الحثية ذات التيار المتردد.
وهذان النوعان يختلفان بشكل كبير في بنيتهما, مبدأ العمل, وخصائصها التشغيلية.
محرك متزامن بمغناطيس دائم (محرك PMSM/BLDC)
بناء
المحرك المتزامن ذو المغناطيس الدائم هو محرك يستخدم المغناطيس الدائم لتوليد مجال مغناطيسي لتحقيق التشغيل المتزامن. يحتوي الدوار على مغناطيس دائم. تنقسم المغناطيسات الدائمة الموجودة على الجزء الدوار إلى مغناطيسات سطحية دائمة (SPM) والمغناطيس الدائم الداخلي (الإدارة المتكاملة للآفات) الهياكل.
مبدأ العمل
مبدأ العمل للمحرك المتزامن ذو المغناطيس الدائم هو دفع الجزء الثابت لإدخال تيار متناوب لتوليد مجال مغناطيسي حول الجزء الثابت. يتم تضمين الدوار مع مغناطيس دائم لتوليد مجال مغناطيسي ثابت دون الحاجة إلى مصدر طاقة خارجي. يتوافق المجال المغناطيسي للجزء الثابت مع المغناطيس الدائم. تتفاعل المجالات المغناطيسية لتكوين قوى دورانية.
يتطلب محرك PMSM سائقًا (تحكم المحرك) لتكوين تيار متردد وتشكيل اتجاه دقيق للمجال المغناطيسي, بحيث يعمل الدوار بأقصى عزم دوران. يمكن تصميم السائق بشكل منفصل عن المحرك, أو يمكن دمجه مع المحرك لتوفير المساحة, تسهيل التثبيت, وتقليل فقدان الطاقة والتداخل.
لأنه يمكن أيضًا إدخال DC للسائق, ويستخدم محرك PMSM التخفيف الإلكتروني بدلاً من تخفيف فرشاة الكربون, ويسمى أيضًا محرك DC بدون فرش (محرك بي دي سي).
تستخدم محركات PMSM على نطاق واسع في المحركات الصناعية, السيارات الكهربائية وغيرها من المجالات التي تتطلب كفاءة عالية في استخدام الطاقة والتحكم الدقيق في الطاقة.
المحرك التعريفي للتيار المتردد
بناء
المحرك التعريفي هو نوع شائع من محركات التيار المتردد التي لا تحتوي على مغناطيس في هيكلها الدوار. يتكون الدوار من موصل أسطواني من النحاس أو الألومنيوم, التي يتم وضعها في فتحات الدوار ومتصلة بحلقات نهائية, لتشكيل حلقة مغلقة.
مبدأ العمل
يعتمد مبدأ العمل على الحث الكهرومغناطيسي: عندما يتم تطبيق التيار المتردد على الملف الثابت, فهو يولد مجالًا مغناطيسيًا دوارًا, لكن هذا المجال المغناطيسي الدوار لا يحرك الجزء المتحرك بشكل مباشر, ولكنه يولد تيارًا مستحثًا في الموصل الدوار, مما يخلق مجالًا مغناطيسيًا آخر في الدوار, يؤدي التفاعل بين هذين المجالين المغناطيسيين إلى بدء الدوار في الدوران.
الموصلات المغلقة للمحرك التعريفي الدوار تكون على شكل قفص, لذلك يطلق عليها أيضًا اسم محركات القفص السنجابي. تحتوي دوارات بعض المحركات الحثية أيضًا على ملفات, والتي تنتج مجالًا مغناطيسيًا دوارًا أقوى ليناسب متطلبات بدء عزم الدوران الأكبر. يتطلب هذا النوع من المحركات حلقة انزلاقية وبنية فرشاة كربونية لتشغيل ملف الدوار, والهيكل أكثر تعقيدًا.
نظرًا لأن موصل الجزء الدوار يحتاج إلى قطع المجال المغناطيسي للجزء الثابت لتوليد تيار مستحث, يجب أن يكون هناك فرق في السرعة بين موصل الجزء المتحرك والمجال المغناطيسي الدوار للجزء الثابت. لا يمكن أن تكون سرعة حركة الدوار متزامنة تمامًا مع المجال المغناطيسي الدوار. لذلك تسمى المحركات الحثية ذات التيار المتردد أيضًا بالمحركات غير المتزامنة.
لأن المحركات الحثية ذات التيار المتردد لها بنية بسيطة ولا تتطلب استخدام المغناطيس الدائم, مما يجعلها أكثر اقتصادا في بعض الجوانب, لا تزال تستخدم على نطاق واسع في العديد من الصناعات.
مزايا محركات PMSM/BLDC
يمكن أن نرى من الهيكل ومبدأ العمل أن نوعي المحركات مختلفان. الهياكل والمبادئ المختلفة تجعل الأداء يجلب العديد من الاختلافات بين المحركين. بالمقارنة مع المحركات الحثية AC, تتمتع محركات BLDC بالمزايا التالية:
- كفاءة أعلى: تتمتع محركات BLDC بشكل عام بكفاءة أعلى. تحتاج المحركات الحثية إلى توليد تيارات مستحثة ومجالات مغناطيسية في الجزء الدوار أثناء التشغيل. هذه العملية لها خسائر إضافية, بينما لا تحتاج المحركات ذات المغناطيس الدائم إلى تيار إثارة وبالتالي تفقد طاقة أقل عند تحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية. عادة ما تكون الكفاءة الإجمالية لمحركات BLDC أعلى بنسبة 20 إلى 30% من كفاءة المحركات الحثية ذات التيار المتردد.
- أعلى صزهرة دكثافة:يتم استخدام تيار الجزء الثابت لمحرك PMSM فقط لتوليد المجال المغناطيسي للجزء الثابت, وسيقوم المغناطيس الدائم بتوليد المجال المغناطيسي للدوار. لذلك, تحت نفس الحجم, عادةً ما يتمتع محرك المغناطيس الدائم بكثافة طاقة أعلى. يمكن استخدامه بحجم أصغر لإنتاج طاقة أكبر.
- أسرع رالاستجابة:تتمتع محركات BLDC باستجابة أسرع وأداء ديناميكي أفضل. يمكنهم ضبط السرعة وعزم الدوران بسرعة أكبر للتطبيقات التي تتطلب درجة عالية من التحكم, مثل السيارات الكهربائية والآلات الصناعية.
- التشغيل سقابلية الطاولة:قد تواجه المحركات الحثية ذات التيار المتردد تقلبات في السرعة وتوقفًا عندما يتغير الحمل فجأة; بينما تستجيب المحركات المتزامنة ذات المغناطيس الدائم بشكل أسرع للسرعة وعزم الدوران وتعمل بشكل أكثر استقرارًا عند تغير الحمل.
- ناعم سلاذع:يمكن تشغيل محرك BLDC بسرعة منخفضة باستخدام برنامج التشغيل, تيار البداية منخفض, كما أن التأثير على آلية النقل صغير أيضًا. يمكن أن يصل تيار البدء المباشر للمحرك التعريفي AC إلى 5 أضعاف التيار المقنن, مما له تأثير كبير على شبكة الكهرباء, وسرعة البداية عالية, والتي يمكن أن تسبب بسهولة ضررًا لهيكل ناقل الحركة. يلزم استخدام بادئ تشغيل ناعم إضافي لتحقيق التأثير المماثل لبدء تشغيل محرك BLDC.
- سرعة أالتعديل:التحكم في محرك BLDC مرن ومريح نسبيًا. تحت تصرف السائق, يمكن تعديل السرعة وطاقة الإخراج حسب الرغبة, مما يسهل ضبط المحرك. تتطلب المحركات الحثية ذات التيار المتردد محول تردد لضبط السرعة.
- دقيق جيتحكم:يمكن أن يكون التحكم في محركات BLDC دقيقًا للغاية. على سبيل المثال, يمكن للمحركات المؤازرة والمحركات السائر أن تجعل الدوار يدور بزاوية دقيقة أو يبقى في موضع دقيق. لديهم المزيد من المزايا في الأتمتة الصناعية من حيث تحقيق الكفاءة العالية والتحكم الدقيق.
- انخفاض تكاليف الصيانة:لا تتطلب محركات BLDC عادةً ملفات دوارة، وبالتالي قد تكون تكاليف صيانتها أقل وعمرًا أطول.
- أوسع أالقدرة على التكيف:تتمتع محركات BLDC بكفاءة عالية في نطاق واسع من سرعات التشغيل وعزم الدوران العالي. وهذا يجعلها مفيدة في بعض التطبيقات التي تتطلب عزم دوران عاليًا وتشغيلًا منخفض السرعة, مثل السيارات الكهربائية أو التطبيقات التي تتطلب تسارعًا سريعًا.
مستقبل محرك BLDC
لقد تجاوزت الصناعة العالمية عصر التطور الشامل. في الحاضر وفي المستقبل, الصناعات المختلفة’ متطلبات حلول القيادة والمعدات ذات كفاءة عالية, استخدام طاقة منخفضة, تحكم عالي الدقة, ولاعة, الأصغر, وكثافة الطاقة العالية. وهذا سيجعل الطلب على محركات BLDC كبيرًا جدًا في المستقبل لتلبية متطلبات الصناعات المختلفة.
يستمر التقدم في مجالات المغناطيسية وعلوم المواد في دفع تطوير مواد المغناطيس الدائم. يؤدي تطوير مواد جديدة إلى تحسين أداء المغناطيس الدائم وتقليل تكاليف التصنيع إلى حد ما, جعل محركات BLDC أكثر قدرة على المنافسة.
مع التقدم المستمر لتكنولوجيا التحكم الإلكتروني, كما تتحسن القدرة على التحكم بدقة في محركات BLDC. تساعد خوارزميات التحكم المتقدمة وأنظمة التحكم الذكية على تحسين أداء المحرك وتحسين سرعة الاستجابة وكفاءته.
يعمل التقدم المستمر للتقنيات ذات الصلة على تحسين كفاءة وأداء محركات BLDC, مزيد من خفض التكاليف, ومكنهم من تطبيقها في المزيد من الصناعات.
تلتزم HF Motion بتوفير محركات BLDC فعالة لمختلف الصناعات. جنبا إلى جنب مع سيناريوهات التطبيق لصناعات محددة, نحن نقدم حلول مخصصة للمحركات ووحدات التحكم لجعلها تعمل بكفاءة أكبر, لديها وظائف أكثر شمولا, تقليل استهلاك الطاقة وتكاليف التشغيل.
منتجات ذات صله
