מהו מנוע דחייה: בנייה ועבודתה

ל המנוע הוא מכשיר חשמלי הממיר כניסה חשמלית ליציאה מכנית, כאשר כניסה חשמלית יכולה להיות בצורת זרם או מתח והפלט המכני יכול להיות בצורת מומנט או כוח. מנוע מורכב משני חלקים עיקריים דהיינו סטטור ורוטור, כאשר הסטטור הוא חלק נייח של המנוע והרוטור הוא חלק מסתובב של המנוע. מנוע הפועל על פי עקרון הדחייה ידוע כמנוע דחייה, כאשר הדחייה מתרחשת בין שני שדות מגנטיים של סטטור או רוטור. מנוע דחייה הוא א שלב בודד מנוע.

מהו מנוע דחייה?

הַגדָרָה: מנוע דחייה הוא מנוע חשמלי חד פאזי הפועל על ידי אספקת כניסה AC (זרם חילופין). היישום העיקרי של מנוע הדחייה הוא רכבות חשמליות. זה מתחיל כמנוע דחייה ופועל כמנוע אינדוקציה, כאשר מומנט ההתחלה צריך להיות גבוה עבור מנוע דחייה ומאפייני ריצה טובים מאוד עבור מנוע אינדוקציה.

בניית מנוע דחייה

זהו מנוע זרם זרם חד פאזי, המורכב מליבת מוט שהיא הקוטב הצפוני והקוטב הדרומי של מגנט. הקונסטרוקציה של מנוע זה דומה למנוע אינדוקציה שלבים מפוצלים מנוע מסדרת DC. הרוטור והסטטור הם שני המרכיבים העיקריים של המנועים אשר מצמידים אינדוקטיבית. סלילת השדה (או סלילה מבוזרת או הסטטור) דומה לסלילה העיקרית של מנוע האינדוקציה המפוצל. מכאן שהשטף מפוזר באופן שווה והפער בין הסטטור לרוטור מצטמצם והרתיעה גם פוחתת, מה שמשפר בתורו את גורם הכוח.

הרוטור או האבזור דומים למנוע מסדרת DC המסופק עם סלילה מסוג תוף המחוברת לקומוטטור, כאשר הקומוטטור מחובר בתורו למברשות פחמן שמקורן קצר. מנגנון בעל מברשת מספק גל ארכובה משתנה לשינוי כיוון או יישור המברשות לאורך הציר. מכאן שהמומנט המיוצר בתהליך זה מסייע בשליטה על המהירות. האנרגיה במנוע הדחייה מועברת דרך ה- שַׁנַאי פעולה או על ידי פעולת אינדוקציה (כאשר EMF מועבר בין הסטטור לרוטור).

בניית-דחייה-מנוע-העתק

עקרון עבודה

מנוע דחייה עובד על עיקרון הדחייה כאשר שני קטבים של מגנט דוחים. ניתן להסביר את עקרון העבודה של מנוע הדחייה משלושה מקרים של α, בהתאם למיקום המגנט כדלקמן.

מקרה (i) : כאשר α = 90⁰

נניח שמברשות 'C ו- D' מיושרות אנכית ב 90 מעלות ורוטור מיושר אופקית לאורך ציר d (ציר השדה) שהוא כיוון זרימת הזרם. מתוך העיקרון של החוק של לנץ, אנו יודעים שה EMF המושרה תלוי בעיקר בשטף הסטאטור ובכיוון הנוכחי (המבוסס על יישור המברשות). לכן EMF הרשת של המברשת מ- 'C ל- D' הוא '0' כפי שמוצג בתרשים, המיוצג כ- 'x' ו- '. אין זרימת זרם ברוטור, כך ש Ir = 0. כאשר אין הזרם עובר ברוטור, ואז הוא משמש כ שנאי פתוח. לכן, זרם הסטאטור הוא = פחות. הכיוון של השדה המגנטי הוא לאורך כיוון ציר המברשת, שם הסטטור וציר שדה הרוטור מוסטים 180 מעלות, המומנט שנוצר הוא '0' וההשראה ההדדית המושרה במנוע היא '0'.

90 מעלות

בתים (ii) : כאשר α = 0⁰

כעת המברשות 'C ו- D' מכוונות לאורך ציר d והן קצרות מעגל. לכן EMF נטו המושרה במנוע הוא גבוה מאוד, מה שמייצר את השטף בין הפיתולים. ניתן לייצג את EMF נטו כ- 'x' ו- '. כפי שמוצג באיור. זה דומה לשנאי קצר. כאשר זרם הסטאטור וההשראה ההדדית הם מקסימלים שמשמעותם Ir = Is = מקסימום. מהאיור, אנו יכולים לראות כי שדות הסטטור והרוטור הם בניגוד 180 מעלות בשלב, כלומר המומנט שנוצר ינוגד זה לזה, כך שהרוטור אינו יכול להסתובב.

זווית α = 0

מקרה (iii): כאשר α = 450

כאשר המברשות 'C ו- D' נוטות בזווית כלשהי (45 מעלות) והמברשות קצרות. נניח שהרוטור (ציר המברשת) קבוע והסטטור מסובב. סלילת הסטטור מיוצגת כמספר סיבובים 'Ns' והמעבר הנוכחי הוא 'Is', השדה המיוצר על ידי הסטטור הוא בכיוון 'Is Ns' שהוא MMF הסטטור כפי שמוצג באיור. MMF (כוח המגנט) נפתר לשני רכיבים (MMF1 ו- MMF2), כאשר MMF1 הוא יחד עם כיוון המברשת (Is Nf) ו- MMF2 מאונך לכיוון המברשת (Is Nt) שהוא כיוון השנאי, ו- 'α 'זו הזווית בין' האם Nt 'ל-' Is Nf '. מכאן שהשטף המיוצר על ידי שדה זה לשני מרכיבים הוא 'האם נף' ו'הוא נט '. EMF המושרה ברוטור מייצר שטף לאורך ציר ה- Q.

מיקום זווית נוטה

השדה המיוצר על ידי הרוטור לאורך ציר המברשת מיוצג באופן מתמטי כדלקמן

האם Nt = האם Ns cos α ……… .. 1

Nt = Ns Cos α ………… 2

Nf = Ns Sin α ………… 3

מכיוון שהציר המגנטי 'T' וציר המברשת חופפים לרוטור MMF שנמצא לאורך ציר המברשת שווה לשטף שנוצר על ידי הסטטור.

גזירת מומנט

משוואת המומנט ניתנת כ-

Ґ α (MMF של ציר d סטטור) * (MMF של ציר q של הרוטור) ……… .4

Ґ α (האם Ns Sin α) (האם Ns cos α) ...…… ..5

Ґ α I 2s N 2s Sin α cos α [אנו יודעים כי Sin2 α = 2 Sin α cos α] ……… .6

Ґ α ½ (I 2s N 2s Sin2 α) …… .7

Ґ α K I 2s N 2s Sin2 α [כאשר α = 0 מומנט = 0 ………. .8

K = ערך קבוע α = π / 4 מומנט = מקסימום

ייצוג גרפי

מעשית זו בעיה ניתן להראות בתבנית גרפית, כאשר ציר ה- x מיוצג כ- α וציר ה- y מיוצג כ'זרם '.

ייצוג גרפי

• מהגרף אנו יכולים לראות כי הזרם הוא ביחס ישר ל- α
• הערך הנוכחי הוא 0 כאשר α = 90⁰ הדומה לשנאי במעגל פתוח
• הזרם הוא מקסימלי כאשר α = 0⁰ הדומה לשנאי הקצר כפי שמוצג בתרשים.
• היכן הוא זרם הסטאטור.
• ניתן לתת את משוואת המומנט כ- Ґ K I 2s N 2s Sin2 α.
• למעשה נצפה כי מומנט הוא מקסימלי אם α נע בין 150 - 300.

סיווג מנוע דחייה

ישנם שלושה סוגים של מנוע דחייה,

סוג פיצוי

זה מורכב מתפתל נוסף כלומר פיתול מתפתל וזוג מברשות נוסף מונח בין המברשות (קצרות המעגל). גם סלילה מפצה וגם זוג מברשות מחוברים בסדרה לשיפור גורמי ההספק והמהירות. נעשה שימוש במנוע מסוג פיצוי כאשר יש צורך בהספק גבוה באותה מהירות.

מנוע דחייה מסוג פיצוי

סוג אינדוקציה התחלת דחייה

זה מתחיל עם דחיית סלילים ורץ עם עקרון האינדוקציה, שבו המהירות נשמרת קבועה. יש לו סטטור ורוטור יחיד הדומים לאבזור DC וקומוטטור שבו מנגנון צנטריפוגה מקצר את מוטות הקומוטטור ומומנט גבוה יותר (פי 6) מהזרם בעומס. ניתן להבין את פעולת הדחייה מהגרף כלומר, כאשר תדירות המהירות הסינכרונית עולה, אחוז עומס המומנט המלא מתחיל לרדת, כאשר בשלב זה קטבי המגנט חווים כוח דוחה ועוברים למצב אינדוקציה. כאן אנו יכולים להתבונן בעומס שביחס הפוך למהירות.

דחייה-התחלה-אינדוקציה-מנוע-גרף

זה עובד על עיקרון הדחייה והאינדוקציה, המורכב מתפתל סטטור, שני רוטורים המתפתלים (כאשר אחד מהם הוא כלוב סנאי ומתפתל DC אחר). פיתולים אלה מקוצרים לקומוטטור ושתי מברשות. היא פועלת במצב בו ניתן לכוונן את העומס ומומנט ההתחלה שלו הוא 2.5-3.

סוג דחייה

יתרונות

היתרונות הם

• הערך הגבוה של מומנט ההתחלה
• המהירות אינה מוגבלת
• על ידי התאמת הערך של 'α' נוכל לכוונן את המומנט, שם נוכל להגדיל את המהירות על בסיס התאמת המומנט.
• על ידי כוונון מברשות המיקום נוכל לשלוט על מומנט ומהירות בקלות.

חסרונות

החסרונות הם

• המהירות משתנה עם וריאציה בעומס
• מקדם ההספק נמוך למעט מהירויות גבוהות
• העלות גבוהה
• תחזוקה גבוהה.

יישומים

היישומים הם

• הם משמשים כאשר יש צורך בהפעלת מומנט עם ציוד מהיר
• סלילי סלילה: במקום בו אנו יכולים לכוון את המהירות בצורה גמישה ובקלות, ניתן לשנות את הכיוון גם על ידי היפוך כיוון ציר המברשת.
• צעצועים
• מעליות וכו '.

שאלות נפוצות

1). מהי הזווית בה דחיית המנוע הדוחה?

בזווית של 45 מעלות, הוא חווה דחייה.

2). מנוע דחייה מבוסס על איזה עיקרון?

הוא מבוסס על עקרון הדחייה

3). מהם שני המרכיבים העיקריים של מנוע הדחייה?

הסטטור והרוטור הם שני המרכיבים העיקריים של המנוע.

4). כיצד ניתן לשלוט על המומנט במנוע הדחייה?

ניתן לשלוט על המומנט על ידי כוונון המברשות הראשוניות של המנוע

5). סיווג מנוע דחייה

הם מסווגים לשלושה סוגים

• סוג דחייה
• מנוע ריצה אינדוקציה מתחיל דחייה
• סוג פיצוי

לפיכך, זהו סקירה כללית של מנוע הדחייה שעובד על עקרון הדחייה. יש לו שני מרכיבים חשובים כלומר סטטור ורוטור. ניתן להבין את עקרון העבודה של המנוע בשלושה מקרים של זוויות (0, 90,45 מעלות) המבוססות על מיקום המברשות ועל השדות שנוצרו. המנוע חווה אפקט דוחה רק ב 45 מעלות. מנועים אלה משמשים במקום בו נדרש מאוד מומנט התחלתי. היתרון העיקרי הוא שניתן לשלוט על מומנט על ידי כוונון המברשות.