تعرف على المحرك الحثي ذو العضو الملفوف (Wound - Rotor Motor) بالصور

المحرك الحثي ذو العضو الملفوف  (Wound - Rotor Motor)


 يتكون المحرك الحثي ذو العضو الدوار الملفوف من عضوين رئيسين:

1. العضو الساكن: ويحتوي العضو الساكن على الاجزاء التالية:

وهو جسم اسطواني معدني على شكل صفائح  معزولة بعضها عن بعض وذلك لقليل المفاقيد الحديدية، وتحتوي المجاري على ثلاثة مجموعات من الملفات توصل مع المصدر.

ومكونات العضو الساكن للمحركات الثلاثية الاوجة ذات حلقات الانزلاق لا تختلف عن المحرك الثلاثي الطور ذو العضو القفص السنجابي والعضو الساكن في المحرك يتكون من :


- الهيكل الخارجي (Frame):


وهو جسم المحرك ويصنع من الفولاذ ويحتوي على فتحات تهوية، بمر بها الهواء الذي ياتي من مروحة التبريد، وذلك لتعمل على تبريد المحرك وتبديد الحرارة الناتجة عن المفاقيد في القلب الحديدي، ويثبت على الهيكل الخارجي القلب المعدني.


- القلب (Stator Core) :

2. العضو الدوار:

ويتكون القلب في المحرك ذو العضو الدوار الملفوف من مجموعة من صفائح معدنية معزولة لتعمل على  تقليل المفاقيد الهستيرية (Hysteresis Losses)، الشكل (التالي)، حيث أن هذه المفاقيد تنتج عن مجالات مغناطيسية تتغير حسب تردد المصدر، مما يؤدي إلى رفع درجة حرارة القلب المعدني، الأمر الذي يؤدي الى فقدان جزء من الطاقة على شكل حرارة. وتعمل الصفائح المعدنية المعزولة على تقليل مفاقيــد التيارات الدواميـة (Eddy Current) التي تنتج بسبب التغير في المجال المغناطيسي في القلب المعدني. وهذه القوة الدافعة المغناطيسية مسئولة عن تولد تيارات تسري على شكل حلقات على سطح القلب المعدني. هذه الحلقات الدوامية تتقطع بسبب الصفائح المعزولة ونتيجة لذلك تقلل المفاقيد الحرارية في العضو الدوار.

- الملفات  (Winding):

يحتوي العضو الساكن على ثلاثة ملفات متماثلة موزعة توزيعاً منتظماً ومتساوياً في مجاري المحرك، بحيث يخصص لكل طور من الأطوار عدد متساوٍ من الملفات والمجاري. ويكون ملف كل طور مزاحاً عن ملف الطور الآخر بمقدار 120 درجة كهربائية وذلك من أجل ضمان عمل متوازن للمحرك. ويوزع ملف كل طور ضمن الحيز المخصص له في العضو الساكن وفق ما يسمى بخطوة اللف وهي البعد بين طرفي اللفة الواحدة في الملف الواحد وتوصل ملفات العضو الساكن بتوصل النجمة (ستار) او المثلث (دلتا). 

العضو الدوار:

يتكون العضو الدوار من مجموعة من صفائح الصلب السيلكوني وتحتوي على محيطها الخارجي على مجاري يتم تقسيمها لعدد من الاقطاب يكون متساوي مع اقطاب العضو الساكن. ويتم توزيع ملفات الاوجه الثلاثة بحيث يكون بين كل ملفات وجه وملفات الوجه الاخر زاوية مقدارها 120 درجة كهربائية وتوصل نهايات اطراف الملفات بتوصيل النجمة.

حيث تقصر اطراف بداية الملفات في العضو الساكن اما نهايات هذه الملفات فيتم توصيل هذه الأطراف على ثلاثة حلقات انزلاقية مركبة على عمود إدارة المحرك نفسه بحيث تدور معه. ومن هنا جاءت تسمية هذا النوع من المحركات بالمحركات ذات الحلقات الانزلاقية (Slip-Rings Motors). ويتم توصيل الاطراف الى حلقات الانزلاق بواسطة الفرش الكربونية التي تركب على قواعد خاصة بها مزودة بنوابض لتامين توصيل جيد مع حلقات الانزلاق . (والفكرة شبيها بفكرة المحرك العام ) والشكل التالي يوضح حلقات الانزلاق والفرش الكربونية وقواعد الفرش.

مبدأ عمل المحرك: 

كما ذكرنا سابقا فاننا نجد ان العضو الدوار في هذا المحرك يتكون من مجموعه من الاقطاب، بحيث يكون عدد اقطابه متساوية مع عدد اقطاب العضو الساكن، ونتيجة سريان تيار كهربائي في العضو الساكن يتكون مجال مغناطيسي، وعندما يقطع هذا المجال ملفات العضو الدوار، ولان ملفات العضو الدوار مقصورة مع بعضها البعض من خلال المقاومات او بدونها في المحركات الصغيرة، حيث يمر بها تيار معاكس للتيار الاصلي المتسبب به حسب (قاعدة لنز) وبالتالي ينتج عنه مجالا مختلف عن المجال الاصلي فنجد ان الاقطاب الرئيسية بالعضو الساكن يقابلها اقطاب مختلفة في القطبية بالعضو الدوار وبالتالي يحدث التجاذب والتنافر بين هذه الاقطاب فينتج عن ذلك حركة العضو الدوار.

التحكم في بدء المحرك ذو العضو الملفوف:

يتم التحكم ببدء حركة هذا المحرك عن طريق مجموعة مقاومات خارجية وغالبا ما تكون هذه المقاومات في المحركات الكبيرة مغمورة بالزيت (للتبريد) حيث انه عند بدء حركة المحرك تكون موصلة في اعلى قيمة لها، فتكون قيمة مقاومة العضو الدوار عالية، حيث تعمل على خفض تيار البدء والحصول على عزم بدء اعلى، ثم يتم العمل على اخراج المقاومات بالتدريج، حيث تخرج من المحرك بشكل نهائي ويعمل المحرك بسرعة الطبيعية.

واذا عدنا الى منحنيات  علاقة مقاومة العضو الدوار في المحركات التحريضية وعزم البدء وتيار البدء نجد انه كلما زادت مقاومة العضو الدوار زاد عزم البدء وقل تيار البدء. والشكل التالي يوضح كيفية توصيل المحرك للعضو الساكن والعضو الدوار والمقاومات.

حيث ان اضافة هذه المقاومات مع العضو الدوار يعمل على :

- إمكانية التحكم بسرعة المحرك.
- الحد من تيار البدء المسحوب من المصدر.
- رفع معامل القدرة عند بدء التشغيل.
- تحقيق عزم بدء عالٍ.

مساوئ المحرك ذو العضو الدوار الملفوف:

- ارتفاع تكاليف تركيبه وتشغيله.
- التركيب أكثر تعقيدا مقارنة بالمحرك ذي القفص السنجابي .
- يحتاج إلى صيانة باستمرار بسبب وجود حلقات الانزلاق .

مجالات استخدام المحرك ذو العضو الدوار الملفوف :

- المصاعد والروافع
- المضخات
- ماكنة صقل الورق


Read More

تعرف على المحركات ثلاثية الاوجه ذات السرعتين

المحركات ثلاثية الطور ذات السرعتين (دالندر)  

تحتاج الأعمال الصناعية المختلفة في كثير من الأحيان إلى محركات كهربائية متعددة السرعات. ويمكن الحصول على هذه السرعات من المحركات الحثية بالاعتماد على العلاقة التالية:  

ومن هذه العلاقة يتبين لنا أنه يمكن التحكم بالسرعة من خلال التحكم بالتردد أو بعدد الأقطاب. 

1- التحكم بالسرعة بوساطة التحكم بالتردد:   

إن العلاقة بين سرعة المحرك والتردد الكهربائي علاقة طردية. فكلما زاد التردد زادت السرعة والعكس صحيح وذلك عند ثبوت عدد الأقطاب. ومن مزايا هذه الطريقة أنها تعطي سرعات دقيقة ومختلفة القيمة. إلا أن من عيوب هذه الطريقة أن تردد المصدر الكهربائي ثابت وبالتالي وجب تغيير التردد وهذا الأمر مكلف ومعقد نسبيا.

2- التحكم بالسرعة بوساطة التحكم بعدد الأقطاب:  

هذه الطريقة شائعة في المحركات الكهربائية الحثية ثلاثية الطور لبساطتها وانخفاض التكلفة. ونعلم أن عدد الأقطاب يتناسب عكسيا مع السرعة فكلما زاد عدد الأقطاب قلت السرعة، وكلما قل عدد الأقطاب زادت السرعة. فسرعة المجال المغناطيسي لمحرك له أربعة أقطاب تبلغ 1500 دورة في الدقيقة الوحدة اما المحرك ذو القطبين فتبلغ سرعة المجال المغناطيسي له 3000 دورة في الدقيقة الواحدة. والتحكم بالسرعة عن طريق الأقطاب له طريقتان:   
     

أ- الطريقة الأولى : طريقة الملفات المشتركة

 وتمسى ايضا بطريقة (دالندر) او (داهلندر)، وبهذه الطريقة يتم الحصول على سرعتين احدهما ضعف الأخرى بمعنى (2/4) قطب، (4/8) قطب، (6/12) قطب ويكون لكل مجموعة من ملفات الطور وصلة في منتصف الملف بحيث تستخدم هذه الوصلة لمضاعفة (خفض السرعة الى النصف) عدد الأقطاب وتسمى هذه الطريقة في وصل الملفات بطريقة (دالندر).  

كيفية الحصول على السرعتين: 

-  السرعة المنخفضة:

نلاحظ في الشكل (التالي) انه عند سريان التيار من النقطة (أ) يتكون لدينا قطبان في كل مجموعة من المجموعتين ، بحيث يتكون لدينا في النهاية أربعة أقطاب، أي يصبح عدد الأقطاب ضعف عدد المجموعات . 
طريقة توصيل السرعة المنخفضة

- السرعة العالية :

نلاحظ في الشكل (التالي) انه عند سريان التيار من نقطة المنتصف (ب) يتكون لدينا نفس القطب في جزء من  المجموعة الأولى والجزء المجاور له من المجموعة الثانية، ويتكون لدينا قطب آخر في الجزئيين المتجاورين من المجموعة الأولى والمجموعة الثانية. بحيث يتكون لدينا قطبان بدلا من أربعة أقطاب، بمعنى أن يصبح عدد الأقطاب نفس عدد المجموعات .  
طريقة توصيل السرعة العالية
وبهذه الطريقة نكون قد استطعنا التحكم بعدد الأقطاب عند السماح بدخول التيار في الطرف المناسب لنفس المجموعات والملفات. وتجمع ملفات الأطوار المختلفة بهذه الطريقة لنحصل على السرعات المختلفة عن طريق تغير عدد الأقطاب. الشكل (2 - 26).
 وصل مجموعات محرك ثلاثي الطور بسرعتين (2/4) أقطاب

طريقة توصيل أطراف المحرك باستخدام علبة التوصيل للحصول على السرعتين: 

* توصيل السرعة العالية (ذات الأقطاب الأقل):

نقوم بتوصيل نقاط المنتصف U2,V2,W2 إلى مصدر الفولطية ونقصر الأطراف U1,V1,W1 الشكل التالي:

* توصيل السرعة البطيئة (ذات الأقطاب الأعلى ) :

نقوم بتوصيل الأطراف U1,V1,W1 إلى المصدر L1,L2,L3  ونترك الأطراف U2,V2,W2 بدون توصيل. الشكل التالي:


 يتضح لنا من خلال التوصيلات السابقة أن طريقة توصيل السرعتين هي طريقة المثلث في السرعة البطيئة ذات الأقطاب الأعلى وطريقة نجمة / نجمة في حالة السرعة العالية ذات عدد الأقطاب الأقل.

ب- الطريقة الثانية : طريقة الملفات المنفصلة

وفي هذه الطريقة يتم لف ملفات محركين ولكن في هيكل محرك واحد بحيث يتم وضع ملفات منفصلة للسرعة الأولى بعدد أقطاب معين، ومن ثم وضع ملفات منفصلة للسرعة الثانية، حيث يصمم المحرك بحيث تتسع مجاريه لكلا النوعين ويمكن اختيار أي من السرعتين، بشرط أن لا تعمل السرعتان معا. 
Read More

طرق توصيل المحركات ثلاثية الطور وكيفية عكس اتجاه دورانها

توصيل المحركات ثلاثية الاوجه ستار دلتا وعكس اتجاه دورانها  

اولا: توصيلات المحرك ثلاثي الطور:

        كما مر معك في المستوى الأول لمادة علم الصناعة يوجد نوعان من التوصيلات للنظام ثلاثي الطور وهما توصيلة النجمة وتوصيلة مثلث. ويوجد نفس النوعان من التوصيلات في المحركات الكهربائية ثلاثية الطور. كما يبين الشكل.


توصيل ستار (نجمة):

في توصيلة ستار يعمل التوصيلة على اعلى قيمة فولت مكتوبة على المحرك وعلى اقل قيمة تيار، ويتم التوصيل بحيث يتم جمع نهايات اطراف المحرك معا ويتم توصيل الاوجه الثلاثة L1  و L2 و L3 مع بدايات الملفات وهي U1 و V1 و W1 كما يمكن عكس التوصيل بمعنى ان يتم توصيل البدايات معا وتوصيل النهايات مع الاوجه. والشكل التالي يوضح توصيلة ستار (نجمة):

توصيل الدلتا (المثلث):

تعمل توصيل المثلث على اقل قيمة فولت مكتوبة على المحرك واعلى قيمة تيار ، ويتم توصيل بداية كل وجه مع نهاية وجة مخالف له، بحيث لا يتم قصر الاطوار مع بعضها البعض . 

بحيث يتم توصيل بداية ملفات الوجه الاول U1 مع نهاية ملفات الوجة الثاني V2 وبداية الوجه الثاني V1 مع نهاية الوجه الثالث W2 وبداية الوجه الثالث W1 مع نهاية الوجه الاول U2 .
والطريقتين الشائعتان في توصيل توصيلة الدلتا (مثلث) كالتالي: 
L1 -U1-V2
L2-V1-W2
L3-W1-U2
او يمكن توصيلها بالطريقة التالية: 
L1 -U1-W2
L2-V1-U2
L3 - W1-V2
والشكل التالي يوضح احدى طريق توصيل الدلتا (المثلث)

ثانيا : عكس اتجاه دوران المحركات ثلاثية الطور:

ينشأ المجال المغناطيسي الدوار في ملفات المحركات الكهربائية نتيجة سريان التيار الكهربائي المتناوب ثلاثي الاوجه، حيث يعتمد تجاه دوران المجال المغناطيسي على اتجاه التيارات الثلاث الداخلة لملفات العضو الساكن، وبعكس تغذية وجهين من اوجه المصدر وابقاء الثالث كما هو يمكن عكس اتجاه دوران المجال المغناطيسي وبالتالي عكس اتجاه دوارن المحرك. وتستخدم هذه الطريقة لتوصيلتي الدلتا (المثلث) والنجمة. 

حيث يتم عكس اتجاه دوران المحركات ثلاثية الطور بتبديل وضع أي طورين مع بعضهما البعض عند توصيلهما مع أطراف المحرك. ويتم ذلك باستخدام مفاتيح يدوية أو باستخدام المفاتيح المغناطيسية. ويبين الشكل رسما توضيحيا لعكس اتجاه دوران المحرك ثلاثي الطور.
والشكل التالي يوضح عكس اتجاه الدوران على لوحة توصيل المحرك (روزتة التوصيل) لتوصيلة ستار (نجمة ) وتوصيلة الدلتا (مثلث).

ويتم توصيل المحركات الكهربائية بواسطة مفتاح اسطواني له ثلاثة حالات تشغيل يتم التنقل فيما بينها باليد والحالة الاولى هي حالة الايقاف والحالة الثانية هي حالة النجمة والحالة والحالة الثالثة هي حالة المثلث. والشكل التالي يوضح واجهة مفتاح اسطواين لبدء تقويم محرك ستار / دلتا.

حيث يتم شراء المفتاح الاسطواني المناسب للمحرك بحيث يتم اختيار تياره وفولطيته بحيث تكون مناسبة لتيار وفولطية المحرك ويتم توصيلة بحيث يحقق شروط توصيل النجمة مثلث السابقة الذكر. ويتم توصيل المحركات ايضا بواسطة بواسطة مفاتيح تلامسية (contactors) وضواغط لتشغيل يدوياً. او بواسطة مفاتيح تلامسية ومؤقتات وضواغط لتشغيل بشكل آلي.  


Read More

الرسم الدائري وحسابات محرك 36 مجرى اربعة اقطاب

اعادة لف محرك (الرسم الدائري ) 36 مجرى اربعة اقطاب

موسوعة الكهرباء والتحكم www.elec-plc.com

المثال التالي من سلسلة امثلة لف المحركات الكهربائية حيث يشرح بالرسم والمعادلات الحسابية للرسم الدائري لملفات العضو الساكن لمحرك كهربائي ثلاثي الاوجه (الاطوار) عدد مجاريه 36 مجرى، وعدد أقطابه (4)، والمحرك ملفوف بشكل متداخل بطبقتين. علما بأن عدد المجموعات يساوي عدد الأقطاب. 
الحل: 

* بداية الأطوار في المحرك: 

موسوعة الكهرباء والتحكم www.elec-plc.com
وعليه تكون بداية الأوجه (الأطوار) كالتالي:
الوجه الأول U1 في المجرى رقم (1)
الوجه الثانيV1 في المجرى 1 + 6 (7) 
الوجه الثالث W1 في المجرى رقم 7 + 6 (13)

* عدد الملفات الكلية للمحرك= عدد المجاري لأن المحرك ملفوف بطبقتين 

أي أن عدد الملفات الكلي للمحرك هو 36 ملفاً. 

* عدد الملفات لكل وجه (طور)

موسوعة الكهرباء والتحكم www.elec-plc.com

* عدد الملفات لكل مجموعة من الوجه (الطور):

موسوعة الكهرباء والتحكم www.elec-plc.com

* الخطوة القطبية للمحرك:

موسوعة الكهرباء والتحكم www.elec-plc.com
 أي أن خطوة اللف القطبية 1-9

* توزيع ملفات الاطوار لمجاري المحرك:

- توزيع ملفات الوجه (الطور) الأول
(م1) 1-9 ، 2-8 ، 3-7
(م2 ) 10-18 ، 11-17 ، 12-16
(م3) 19-27 ، 20-26 ، 21-25
(م4) 28-36 ، 29-35 ، 30-34 
والشكل التالي يوضح الرسم الدائري لملفات الطور الاول
موسوعة الكهرباء والتحكم www.elec-plc.com
- توزيع ملفات الوجه (الطور) الثاني
(م1) 7-15، 8-14 ، 9-13
(م2) 16-24 ، 17-23 ، 18-22
(م3 ) 25-33 ، 26-32 ، 27-31
(م4) 34-6 ، 35-5 ، 36-4
والشكل التالي يوضح الرسم الدائري لملفات الطور الثاني
موسوعة الكهرباء والتحكم www.elec-plc.com
- توزيع ملفات الوجه (الطور) الثالث
(م1) 13-21 ، 14-20 ، 15-19
(م2) 22-30 ، 23-29 ، 24-28
(م3 ) 31-3 ، 32-2 ، 33-1
(م4) 4-12 ، 5-11 ، 6-10
والشكل التالي يوضح الرسم الدائري لملفات الطور الثالث

موسوعة الكهرباء والتحكم www.elec-plc.com

موضيع لف المحركات مرتبة :






Read More