ما المحركات التي تستخدم المغناطيس؟ أينيقع المغناطيس في المحرك؟
محرك بتيار مستمر (محرك بتيار مستمر)
نظرًا لأن تيار الملف يحتاج إلى عكسه في محرك DC عادي، فلا يمكن تحويل المغناطيس إلا إلى الجزء الثابت للسماح للملف بالتدوير. يجب أن يتكون هيكل محرك التيار المستمر من جزأين: الجزء الثابت والدوار. الجزء الثابت من محرك التيار المستمر عند تشغيله يسمى الجزء الثابت. وتتمثل المهمة الرئيسية للجزء الثابت في توليد مجال مغناطيسي. وهو يتألف من قاعدة، القطب المغناطيسي الرئيسي، القطب التبادلي، الغطاء النهائي، المحمل وجهاز الفرشاة. الجزء الدوار يسمى الدوار. وتتمثل مهمتها الرئيسية في توليد عزم الدوران الكهرومغناطيسي والقوة الدافعة الكهربائية المستحثة. إنه محور تحويل الطاقة لمحرك التيار المستمر، لذلك يطلق عليه عادة اسم المحرك. وهو يتألف من عمود الدوران، قلب عضو الإنتاج، ملف عضو الإنتاج، ومقوم التيار. والمشجعين.
محرك DC بدون فرش (محرك BLDC)
تتكون محركات التيار المستمر بدون فرش عادةً من الجزء الثابت والدوار. يتكون الجزء الثابت عادة من مغناطيس دائم وملفات، ويتكون الجزء الدوار من مغناطيس دائم أو مغناطيس كهربائي.
نظرًا لأن محرك DC بدون فرش لا يحتوي على مبدل ميكانيكي، يتم تصنيع الملف في الجزء الثابت ويتم تصنيع المغناطيس في الدوار. طريقة تركيب مغناطيس الدوار للمحرك بدون فرش المغناطيس الدائم: تحتوي مغناطيسات الدوار عمومًا على شكل أسطواني، ومعين، وبلاط، ومستطيل، وما إلى ذلك.
تم تصميم قلب الدوار وفقًا للاحتياجات المختلفة. سواء كانت مغناطيسات الدوار مثبتة على السطح أو مدمجة، يلزم وجود معدات خاصة لإكمال تحميل المغناطيس. عندما تكون الكمية كبيرة، تكون الطرق اليدوية غير واقعية وغير فعالة وسهلة إيذاء يديك. لذلك، يتم استخدام معدات تعبئة الفولاذ المغناطيسي بشكل عام. وفقًا للدوارات المختلفة، تم تصميم معدات تعبئة الفولاذ المغناطيسي المقابلة لضمان إمكانية ملء الفولاذ المغناطيسي بسرعة مرة واحدة أو عدة مرات، والتي يمكن أن تتكيف مع التسليم السريع.
محرك التيار المتردد (محرك التيار المتردد)
لا يوجد مغناطيس في محرك التيار المتردد، ويتم تبديل التيار في الملف بشكل طبيعي، لذلك يمكن استخدام الملف إما كعضو ساكن أو دوار.
السائر المحركات
وفقًا لهيكل محركات السائر، يمكن تقسيمها إلى ثلاثة أنواع: النوع ذو المغناطيس الدائم، والنوع التفاعلي، والنوع الهجين. محرك السائر الأكثر استخدامًا في الوقت الحاضر هو محرك السائر الهجين، لأنه يجمع بين مزايا نوع المغناطيس الدائم والنوع التفاعلي.
1. المغناطيس الدائم (PM)
الدوار مصنوع من مواد مغناطيسية دائمة. تشتمل مواد المغناطيس الدائم المستخدمة وفقًا لقوة محرك السائر على مغناطيس NdFeB المرتبط ومغناطيس NdFeB الملبد.
2. مبدأ التفاعل (التردد المتغير، VR)
يتكون الدوار من مواد ناعمة (عادةً صفائح فولاذية من السيليكون أو قضبان حديدية نقية كهربائية ومغناطيسات أخرى). هناك العديد من الأعمدة البارزة على الدوار. بهذه الطريقة، عندما يتم تنشيط الملف، فإنه سوف يجذب الدوار ليدور، مما يتسبب في دوران المجال المغناطيسي في الدائرة المغناطيسية. الحد الأدنى من المقاومة. تنتج فتحات الأسنان في الجزء الدوار تغيرات في الممانعة عند الدوران، لذلك يطلق عليه أيضًا محرك الممانعة المتغيرة. لا تستخدم محركات السائر التفاعلية مغناطيسًا دائمًا.
3. الخطوة الهجينة (HS)
يأتي اسم محرك السائر الهجين من هيكل الدوار الخاص به، وهو مركب من دوار PM ودوار VR. تحتوي محركات السائر الهجينة على مغناطيس دائم على الدوار.
أجهزة السيارات
تتكون المحركات المؤازرة عادةً من المحرك نفسه ومخفض السرعة وجهاز التشفير. يمكن أن يكون المحرك نفسه محركًا يعمل بالتيار المستمر أو محركًا يعمل بالتيار المتردد. يمكن للمخفض أن يقلل بشكل مناسب من عزم الدوران الناتج وسرعة المحرك. يمكن لجهاز التشفير تغذية راجعة للموضع الزاوي للمحرك في الوقت الفعلي، ويمكنه تحقيق التحكم الدقيق وتحديد المواقع من خلال التحكم في إخراج المحرك. يتكون المحرك المؤازر بشكل أساسي من الجزء الثابت والدوار. هناك نوعان من اللفات على الجزء الثابت، اللف الميداني ولف التحكم. يتكون الدوار الداخلي من مغناطيس دائم أو ملفات تحريضية ومواد موصلة مغناطيسيًا، ويدور الدوار تحت تأثير المجال المغناطيسي الدوار الناتج عن لف الإثارة. في الوقت نفسه، يحتوي محرك سيرفو على جهاز تشفير خاص به، ويتلقى السائق إشارة ردود الفعل من جهاز التشفير في الوقت الفعلي، ثم يقوم بضبط زاوية دوران الدوار بناءً على مقارنة قيمة ردود الفعل مع القيمة المستهدفة. يمكن ملاحظة أن دقة التحكم في محرك سيرفو يتم تحديدها إلى حد كبير من خلال دقة جهاز التشفير.
المحرك التعريفي
يُطلق على المحرك التعريفي أيضًا اسم "المحرك غير المتزامن"، أي أن الدوار يتم وضعه في مجال مغناطيسي دوار. تحت تأثير المجال المغناطيسي الدوار، يتم الحصول على عزم الدوران، وبالتالي يدور الدوار. الدوار هو موصل قابل للتدوير، وعادة ما يكون على شكل قفص السنجاب. الجزء الثابت هو الجزء غير الدوار من المحرك ومهمته الرئيسية هي توليد مجال مغناطيسي دوار. لا يتم تحقيق المجالات المغناطيسية الدوارة ميكانيكيا. وبدلا من ذلك، يتم تمرير التيار المتردد عبر عدة أزواج من المغناطيسات الكهربائية ليتسبب في تغير خصائص أقطابها المغناطيسية بشكل دوري، لذلك فهو يعادل المجال المغناطيسي الدوار. لا يتم استخدام المغناطيس الدائم في المحركات الحثية.
محرك السلسلة
تُعرف المحركات المتسلسلة أحادية الطور عادةً باسم المحركات المتسلسلة أو المحركات العامة. وهي تتألف بشكل رئيسي من الجزء الثابت والدوار والقوس. يتكون الجزء الثابت من قلب القطب البارز والملف الميداني. يتكون الجزء الدوار من قلب قطبي مخفي، ولف حديد التسليح ومقوم التيار. يتكون من عاكس وعمود دوار. يتم تشكيل دائرة متوالية بين ملف المجال ولف عضو الإنتاج من خلال الفرش والمبدلات. لا يستخدم المغناطيس الدائم في المحركات المتسلسلة.
محرك متزامن
كما يوحي الاسم، المحرك المتزامن قادر على العمل بسرعة ثابتة بغض النظر عن الحمل المؤثر عليه. يتم إثارة العضو الدوار بواسطة مصدر طاقة التيار المستمر، ويكون المجال المغناطيسي الناتج عن إثارة التيار المستمر حول ملف الدوار كما هو موضح أدناه. على ما يبدو، بسبب هذا المجال المغناطيسي، يعمل الدوار كمغناطيس دائم. يمكن أيضًا تصنيع الدوار من مغناطيس دائم. في المحرك المتزامن ذو المغناطيس الدائم، يتكون الجزء المتحرك من مغناطيس دائم.
محرك غير متزامن
تنقسم المحركات غير المتزامنة إلى شكلين وفقًا لهيكل الدوار: نوع القفص السنجابي (محرك غير متزامن على شكل قفص السنجاب) والمحرك غير المتزامن من نوع الجرح. محرك غير متزامن لتشغيل المحرك. نظرًا لأن تيار لف الدوار يتم إنشاؤه عن طريق الحث، فإنه يُسمى أيضًا بالمحرك التعريفي. المحركات غير المتزامنة هي الأكثر استخدامًا والأكثر طلبًا بين جميع أنواع المحركات. في المحرك غير المتزامن، يوفر الجزء الثابت تيارًا متناوبًا لتوليد مجال مغناطيسي دوار، ويتم حث الجزء الدوار على توليد مجال مغناطيسي.
بهذه الطريقة، يتفاعل المجالان المغناطيسيان ليتسببا في دوران الجزء المتحرك متبعًا المجال المغناطيسي الدوار للجزء الثابت. يقوم الدوار بتدوير المجال المغناطيسي بشكل أبطأ من الجزء الثابت، وله انزلاق، وغير متزامن، لذلك يطلق عليه آلة غير متزامنة. لا تستخدم المحركات غير المتزامنة المغناطيس الدائم.
محرك القطب المظلل
محرك القطب المظلل، ويسمى أيضًا محرك القطب المظلل، هو نوع من محركات التيار المتردد أحادية الطور. عادةً ما يستخدم دوارًا من الألومنيوم المصبوب على شكل قفص. تنقسم محركات الأعمدة المظللة إلى محركات ذات أعمدة مظللة بارزة ومحركات ذات أعمدة مظللة مخفية. يستخدم بشكل عام في المناسبات ذات السعة الصغيرة مثل عدم التحميل أو بدء التحميل الخفيف، مثل المراوح الكهربائية، والنماذج الكهربائية، وما إلى ذلك. نظرًا لأنه محرك يعمل بالتيار المتردد، لا يوجد مغناطيس دائم في الجزء الثابت أو الدوار لمحرك القطب المظلل .
محرك ذو عمود مخلب
محرك القطب ذو المخلب ذو المغناطيس الدائم التقليدي، يتعاون قلبان من الجزء الثابت بشكل محوري يسارًا ويمينًا لتشكيل محرك متزامن ذو مغناطيس دائم مع أقطاب مغناطيسية على شكل مخلب. مع تطور التكنولوجيا ، طورت محركات عمود المخلب أيضًا محركات قطب مخلب الإثارة الكهربائية ومحركات عمود مخلب الإثارة الهجين.
المحرك الخطي
هناك ثلاثة أشكال شائعة للمحركات الخطية: على شكل حرف U، ومسطحة، وأنبوبية، وتسمى أيضًا المحركات الخطية ذات القلب الهوائي، والمحركات الخطية ذات القلب الحديدي، والمحركات الخطية من النوع العمودي (المحركات الخطية الأسطوانية).
1. تستخدم المحركات الخطية المسطحة في منصات الحركة أحادية المحور. يتم تثبيت مجموعة المغناطيس وتدفع مجموعة الملف اللوحة العلوية للتحرك.
2. يتم استخدام المحركات الخطية على شكل حرف U، والمحركات الخطية ذات النواة الحديدية على شكل حرف U في منصات الحركة X وY. تحتوي المحركات الخطية على شكل حرف U على مسارين مغناطيسيين متوازيين متعاكسين. يتم تغليف الملفات براتنج الإيبوكسي وتعمل كمولدات للطاقة. مكونات الملف خالية من الحديد. يحتاج قلب الحديد إلى الدعم في المسار المغناطيسي من خلال المحامل للتحرك ذهابًا وإيابًا.
نظرًا لأن مجموعة الملف لا تحتوي على قلب حديدي، فلا يوجد أي تجاذب أو تداخل بينها وبين المسار المغناطيسي. مجموعة الملف هذه خفيفة جدًا ويمكن أن تحقق تسارعًا عاليًا.
3. رسم تخطيطي لمحرك خطي ذو عمود: يوجد في المنتصف عمود يحتوي على مجموعة مغناطيس حلقية. الملف أسطواني ومحاط بالعمود. يمكن أن يتحرك الاثنان بالنسبة لبعضهما البعض في الاتجاه المحوري. تحتوي بعض محركات العمود على قضبان توجيه وبعضها لا. يوفر هذا التصميم بديلاً لمحركات الأقراص المحورية ذات الأسطوانة أو المسمار الرصاص. يتم استخدام المحركات الخطية ذات العمود في منصات الحركة أحادية المحور، والتي يتم تشغيلها بواسطة محركات مزدوجة. يتم تثبيت طرفي عمود المحرك، وتتحرك مجموعة الملف، ويتم ترتيب مسطرة الشبكة ورأس الدرجة في المركز، ويتم توزيع قضبان التوجيه على جانبي مسطرة الشبكة.
محرك القرص
يتباعد اتجاه المجال المغناطيسي للمحرك العادي في الاتجاه الشعاعي، في حين أن اتجاه المجال المغناطيسي للمحرك القرصي يكون موازيًا لمحور الدوران. لذلك، يُسمى محرك القرص أيضًا بمحرك المجال المغناطيسي المحوري. ينتقل المجال المغناطيسي من الاتجاه المحوري، الذي لا يتمتع بكثافة طاقة مغناطيسية عالية فحسب، بل يحتوي أيضًا على مساحة كبيرة لتبادل الطاقة. ولذلك، فإن كثافة عزم دوران المحرك أعلى بكثير من كثافة المجال المغناطيسي الشعاعي. عادةً ما يستخدم الجزء الثابت للمحرك القرصي مادة مغناطيسية ناعمة مركبة SMC، بينما يستخدم الجزء الدوار مغناطيس قوي NdFeB متكلس.
