غير متزامنة ثلاثية الطورمحركهو نوع من المحركات الحثية يعمل بتوصيل تيار متردد ثلاثي الطور بجهد 380 فولت في وقت واحد (بفارق طور 120 درجة). ونظرًا لأن المجال المغناطيسي الدوار للجزء الثابت والجزء الدوار للمحرك غير المتزامن ثلاثي الطور يدوران في نفس الاتجاه وبسرعات مختلفة، فإن معدل الانزلاق يكون مرتفعًا، ولذلك يُطلق عليه اسم محرك غير متزامن ثلاثي الطور.
سرعة دوار المحرك غير المتزامن ثلاثي الطور أقل من سرعة المجال المغناطيسي الدوار. تولّد لفات الدوار قوة دافعة كهربائية وتيارًا كهربائيًا نتيجة حركتها النسبية مع المجال المغناطيسي، وتتفاعل مع المجال المغناطيسي لتوليد عزم كهرومغناطيسي، مما يؤدي إلى تحويل الطاقة.
مقارنة مع الطور الواحد غير المتزامنالمحركات، غير متزامن ثلاثي الطورالمحركاتيتمتع بأداء تشغيلي أفضل ويمكنه توفير مواد مختلفة.
وفقًا لهياكل الدوار المختلفة، يمكن تقسيم المحركات غير المتزامنة ثلاثية الطور إلى نوع القفص ونوع الجرح
يتميز المحرك غير المتزامن ذو الدوار القفصي بهيكل بسيط، وتشغيل موثوق، ووزن خفيف، وسعر منخفض، وهو مستخدم على نطاق واسع. عيبه الرئيسي هو صعوبة تنظيم السرعة.
يُجهَّز الدوار والثابت في المحرك غير المتزامن ثلاثي الطور الملفوف بملفات ثلاثية الطور، ويتصلان بمقاوم خارجي عبر حلقات انزلاق وفرش. يُحسِّن تعديل مقاومة المقاوم أداء بدء تشغيل المحرك ويضبط سرعته.
مبدأ عمل المحرك غير المتزامن ثلاثي الطور
عندما يتم تطبيق تيار متناوب ثلاثي الطور متماثل على لف الجزء الثابت ثلاثي الطور، يتم إنشاء مجال مغناطيسي دوار يدور في اتجاه عقارب الساعة على طول المساحة الدائرية الداخلية للجزء الثابت والدوار بسرعة متزامنة n1.
نظرًا لأن المجال المغناطيسي الدوار يدور بسرعة n1، يكون موصل الدوار ثابتًا في البداية، وبالتالي فإن موصل الدوار سيقطع المجال المغناطيسي الدوار للجزء الثابت لتوليد القوة الدافعة الكهربائية المستحثة (يتم تحديد اتجاه القوة الدافعة الكهربائية المستحثة بواسطة قاعدة اليد اليمنى).
بسبب قصر دائرة موصل الدوار من كلا طرفيه بواسطة حلقة قصر، وتحت تأثير القوة الدافعة الكهربائية المُستحثة، سيولد موصل الدوار تيارًا مُستحثًا في نفس اتجاه القوة الدافعة الكهربائية المُستحثة. يتعرض موصل الدوار الحامل للتيار لقوة كهرومغناطيسية في المجال المغناطيسي للجزء الثابت (يُحدد اتجاه القوة باستخدام قاعدة اليد اليسرى). تُولد القوة الكهرومغناطيسية عزمًا كهرومغناطيسيًا على عمود الدوار، مما يدفع الدوار للدوران في اتجاه المجال المغناطيسي الدوار.
من خلال التحليل السابق، يمكن استنتاج أن مبدأ عمل المحرك الكهربائي هو كما يلي: عند تغذية ملفات الجزء الثابت ثلاثية الطور (لكل منها زاوية كهربائية قدرها 120 درجة) بتيار متردد متماثل ثلاثي الطور، يتولد مجال مغناطيسي دوار، يقطع لفات الجزء الدوار ويولد تيارًا مستحثًا فيها (لفات الجزء الدوار عبارة عن دائرة مغلقة). سيولد موصل الجزء الدوار الحامل للتيار قوة كهرومغناطيسية تحت تأثير المجال المغناطيسي الدوار للجزء الثابت، وبالتالي، يتشكل عزم دوران كهرومغناطيسي على عمود المحرك، مما يدفع المحرك للدوران في نفس اتجاه المجال المغناطيسي الدوار.
مخطط توصيل المحرك غير المتزامن ثلاثي الطور
التوصيلات الأساسية للمحركات غير المتزامنة ثلاثية الطور:
يمكن تقسيم الأسلاك الستة من لفات المحرك غير المتزامن ثلاثي الطور إلى طريقتين أساسيتين للتوصيل: توصيل دلتا دلتا وتوصيل النجمة.
ستة أسلاك = ثلاث لفات للمحرك = ثلاث نهايات رأس + ثلاث نهايات ذيل، مع قياس متعدد للاتصال بين الرأس والنهايات الذيلية لنفس اللف، أي U1-U2، V1-V2، W1-W2.
1. طريقة توصيل دلتا المثلث للمحركات غير المتزامنة ثلاثية الطور
طريقة توصيل دلتا المثلث هي توصيل رؤوس وذيول ثلاث ملفات بالتتابع لتشكيل مثلث، كما هو موضح في الشكل:
2. طريقة التوصيل النجمي للمحركات غير المتزامنة ثلاثية الطور
طريقة التوصيل النجمي هي توصيل طرفي الذيل أو الرأس لثلاثة ملفات، وتُستخدم الأسلاك الثلاثة الأخرى كوصلات طاقة. طريقة التوصيل كما هو موضح في الشكل:
شرح مخطط توصيل المحرك غير المتزامن ثلاثي الطور بالأشكال والنصوص
صندوق تقاطع المحرك ثلاثي الطور
عند توصيل المحرك غير المتزامن ثلاثي الطور، تكون طريقة توصيل القطعة الموصلة في صندوق الوصلات على النحو التالي:
عند توصيل المحرك غير المتزامن ثلاثي الطور من الزاوية، تكون طريقة توصيل قطعة توصيل صندوق الوصلات كما يلي:
هناك طريقتان لتوصيل المحركات غير المتزامنة ثلاثية الطور: التوصيل النجمي والتوصيل المثلث.
طريقة التثليث
في ملفات اللفّ ذات الجهد وقطر السلك المتماثلين، تتميز طريقة التوصيل النجمي بعدد لفات أقل بثلاث مرات لكل طور (1.732 مرة) وطاقة أقل بثلاث مرات من طريقة التوصيل المثلثي. صُممت طريقة توصيل المحرك النهائي لتتحمل جهدًا يبلغ 380 فولت، وهي غير مناسبة للتعديل بشكل عام.
لا يمكن تغيير طريقة التوصيل إلا عندما يختلف مستوى جهد ثلاثي الطور عن 380 فولت العادي. على سبيل المثال، عندما يكون مستوى جهد ثلاثي الطور 220 فولت، يمكن تغيير طريقة التوصيل النجمي من جهد ثلاثي الطور الأصلي 380 فولت إلى طريقة التوصيل المثلث؛ عندما يكون مستوى جهد ثلاثي الطور 660 فولت، يمكن تغيير طريقة التوصيل دلتا من جهد ثلاثي الطور الأصلي 380 فولت إلى طريقة التوصيل النجمي، مع بقاء قوتها ثابتة. عادةً ما تكون المحركات منخفضة الطاقة متصلة بشكل نجمي، بينما تكون المحركات عالية الطاقة متصلة بشكل دلتا.
عند الجهد المقنن، يُنصح باستخدام محرك ذي وصلة دلتا. عند تغييره إلى محرك ذي وصلة نجمية، يُصبح تشغيله منخفض الجهد، مما يؤدي إلى انخفاض في طاقة المحرك وتيار بدء التشغيل. عند تشغيل محرك عالي القدرة (بطريقة توصيل دلتا)، يكون التيار مرتفعًا جدًا. لتقليل تأثير تيار بدء التشغيل على الخط، يُعتمد عادةً بدء تشغيل مُخفّض الجهد. إحدى الطرق هي تغيير طريقة توصيل دلتا الأصلية إلى طريقة توصيل نجمية لبدء التشغيل. بعد تشغيل طريقة التوصيل النجمي، تُعاد إلى طريقة توصيل دلتا للتشغيل.
مخطط توصيل المحرك غير المتزامن ثلاثي الطور
الرسم التخطيطي الفيزيائي لخطوط النقل الأمامية والخلفية للمحركات غير المتزامنة ثلاثية الطور:
لتحقيق التحكم الأمامي والخلفي في المحرك، يمكن تعديل أي طورين من مصادر الطاقة بالنسبة لبعضهما البعض (نسمي هذه العملية التبديل). عادةً، يبقى الطور V ثابتًا، بينما يتم تعديل طوري U وW بالنسبة لبعضهما البعض. لضمان تبادل تسلسل طور المحرك بشكل موثوق عند عمل ملامسين، يجب أن يكون التوصيل الكهربائي متسقًا عند المنفذ العلوي للملامس، ويجب تعديل الطور عند المنفذ السفلي للملامس. نظرًا لتبادل تسلسل الطور بين الطورين، من الضروري ضمان عدم تشغيل ملفي KM في نفس الوقت، وإلا فقد تحدث أعطال دارة قصر خطيرة بين الطورين. لذلك، يجب اعتماد التشابك.
لأسباب تتعلق بالسلامة، غالبًا ما يتم استخدام دائرة تحكم مزدوجة متشابكة للأمام والخلف مع تشابك الأزرار (ميكانيكيًا) وتشابك الملامس (كهربائيًا)؛ باستخدام تشابك الأزرار، حتى إذا تم الضغط على أزرار الأمام والخلف في وقت واحد، لا يمكن تشغيل الملامسين المستخدمين لضبط الطور في وقت واحد، مما يتجنب ميكانيكيًا حدوث ماس كهربائي من طور إلى طور.
بالإضافة إلى ذلك، نظرًا لتشابك الموصلات المُستخدمة، طالما أن أحد الموصلات قيد التشغيل، فلن يُغلق تلامسه المغلق لفترة طويلة. بهذه الطريقة، عند تطبيق التشابك الميكانيكي والكهربائي المزدوج، لا يُعاني نظام إمداد المحرك من قصر في الطور، مما يحمي المحرك بفعالية ويتجنب الحوادث الناجمة عن قصر في الطور أثناء تعديل الطور، والتي قد تُسبب احتراق الموصل.
وقت النشر: ٧ أغسطس ٢٠٢٣
