ابحث بسرعة عن المنتج الذي تحتاجه.
محتوى
A محرك غير متزامن ثلاثي الطور هي آلة تعمل بالتيار المتردد تقوم بتحويل الطاقة الكهربائية ثلاثية الطور إلى طاقة ميكانيكية دوارة من خلال الحث الكهرومغناطيسي بدلاً من الاتصال الكهربائي المباشر بالدوار. يتم إنتاج مجال مغناطيسي دوار في ملفات الجزء الثابت، وهذا المجال يحفز التيار في قضبان الجزء الدوار، والذي بدوره يولد عزم الدوران. تتأخر سرعة الدوار دائمًا عن سرعة المجال الدوار بهامش صغير يسمى الانزلاق، وهذا هو بالضبط سبب تسمية هذه الآلة أيضًا باسم محرك حثي ثلاثي الطور .
لأنه لا يحتاج إلى فرش، ولا إثارة خارجية للدوار، ولا مكثف لبدء التشغيل، أصبح المحرك غير المتزامن ثلاثي الطور هو المعيار محرك كهربائي ثلاثي الطور للمصانع وورش العمل ومحطات المرافق. تتراوح نطاقات المنتجات النموذجية من وحدات جزئية صغيرة تبلغ حوالي 0.09 كيلووات إلى أحجام إطارات كبيرة تبلغ حوالي 375 كيلووات، مع خيارات لف ذات 2 و4 و6 و8 أقطاب تغطي كل شيء بدءًا من المراوح ذات الأحمال الخفيفة عالية السرعة وحتى الناقلات ذات الأحمال الثقيلة منخفضة السرعة. عادة ما يتم بناء المساكن من الحديد الزهر عالي القوة أو سبائك الألومنيوم خفيفة الوزن، مقترنة بعزل من الفئة F وتصنيف حماية IP55 للتعرض للغبار والماء الخفيف.
باختصار، عندما يقوم شخص ما بالبحث عن ملف محرك حثي 3 فاز أو أ محرك تيار متردد ثلاثي الطور إنهم دائمًا ما يصفون نفس عائلة الآلات. تتناول الأقسام المتبقية أدناه كيفية عملها، ومادة صنعها، وكيفية قراءة لوحة البيانات الخاصة بها، وكيفية تحديد حجمها بشكل صحيح لمهمة معينة.
يتم وضع ثلاث مجموعات لف منفصلة على مسافة 120 درجة كهربائية داخل الجزء الثابت. عندما يتدفق تيار ثلاثي الطور عبرها بالتسلسل، لا يبقى المجال المغناطيسي المدمج ثابتًا في نقطة واحدة، بل يدور حول الجزء الداخلي من تجويف الجزء الثابت بسرعة تُعرف بالسرعة المتزامنة. تعتمد سرعة التواقت فقط على تردد المصدر وعدد الأقطاب الملفوفة في الجزء الثابت، وفقًا للعلاقة Ns = 120 x f / P، حيث f هو التردد بالهرتز وP هو عدد الأقطاب.
توجد القضبان الدوارة داخل هذا المجال الدوار ولكنها غير متصلة فعليًا بمصدر الطاقة. عندما يمر المجال عبر الجزء الدوار، فإنه يستحث جهدًا وتيارًا في قضبان الجزء الدوار، وينتج هذا التيار المستحث مجالًا مغناطيسيًا خاصًا به. التفاعل بين حقل الجزء الثابت وحقل الجزء المتحرك المستحث يخلق عزم دوران يسحب الجزء المتحرك، لكن الجزء المتحرك لا يمكنه اللحاق بالمجال تمامًا - إذا فعل ذلك، فلن تبقى أي حركة نسبية لتحريض التيار في المقام الأول. فجوة السرعة هذه، والتي عادة ما تكون نسبة صغيرة من السرعة المتزامنة تحت الحمل العادي، هي الانزلاق الذي يحدد الآلة غير المتزامنة (التحريضية).
على عكس التصميم أحادي الطور، ينتج المحرك غير المتزامن ثلاثي الطور مجالًا دوارًا حقيقيًا من لحظة تطبيق الطاقة، لذلك فهو ذاتي التشغيل بطبيعته ولا يعتمد على مكثف البدء أو الملف المساعد. هذا هو أحد الأسباب وراء تفضيل المحرك التعريفي ثلاثي الطور بشكل عام عندما ينمو حجم الحمل أو دورة التشغيل إلى ما هو أبعد مما يمكن لوحدة صغيرة أحادية الطور التعامل معه بشكل مريح.
يتم بناء كل محرك غير متزامن ثلاثي الطور من مجموعة صغيرة من الأجزاء التي تتكرر عبر أحجام الإطارات، بدءًا من وحدة مدمجة مصنوعة من الألومنيوم إلى محرك صناعي كبير ثلاثي الطور من الحديد الزهر. يوضح الرسم التوضيحي أدناه الأقسام الرئيسية المشار إليها في الأوصاف التالية.
تخطيط هيكلي مبسط لإطار محرك غير متزامن نموذجي ثلاثي الطور
الجزء الثابت عبارة عن كومة من صفائح رقيقة من السيليكون والفولاذ يتم ضغطها في إطار من الحديد الزهر أو سبائك الألومنيوم، مع إدخال ملفات متعرجة من النحاس في فتحات حول التجويف الداخلي. تعمل مجموعة التصفيح على الحد من خسائر التيار الدوامي، بينما يمنح الإطار نفسه المحرك قوته الميكانيكية وسطح تركيبه.
تستخدم معظم الوحدات الصناعية الجزء الدوار ذو القفص السنجابي، حيث يتم صب قضبان الألومنيوم أو النحاس في قلب الجزء الدوار المصفح ويتم قصر الدائرة عند كلا الطرفين بواسطة حلقات طرفية. لا يحتوي هذا التصميم على ملفات للعزل ولا حلقات انزلاقية للصيانة، وهذا هو السبب الرئيسي وراء اعتبار المحرك التحريضي ثلاثي الطور سهل الاستمرار في العمل لفترات طويلة.
تقوم مروحة خارجية مثبتة على الطرف غير المحرك بسحب الهواء عبر الزعانف المضلعة على سطح الإطار، مما يحافظ على درجة حرارة الملف ضمن حد العزل من الفئة F. تعمل دروع النهاية على تثبيت المحامل في مكانها وتبقي الدوار متمركزًا داخل تجويف الجزء الثابت، بينما يوفر صندوق الأطراف نقطة اتصال محكمة الإغلاق لكابلات الإمداد الواردة.
يعد عدد الأقطاب أحد الاختيارات الأولى التي يجب إجراؤها عند مقارنة محرك كهربائي ثلاثي الطور لتطبيق معين، لأنه يحدد سرعة التشغيل الأساسية قبل إضافة أي علبة تروس أو محرك. عند مصدر 50 هرتز، تظهر أدناه سرعة التواقت لعدد الأقطاب المشتركة.
سرعة متزامنة بعدد الأقطاب عند تردد إمداد 50 هرتز
| عدد القطب | السرعة المتزامنة | واجب نموذجي |
|---|---|---|
| 2 القطب | 3000 دورة في الدقيقة | المضخات، المراوح عالية السرعة، الضواغط |
| 4 القطب | 1500 دورة في الدقيقة | الآلات العامة، الناقلات |
| 6 القطب | 1000 دورة في الدقيقة | مراوح أكبر وخلاطات ومحركات منخفضة السرعة |
| 8 القطب | 750 دورة في الدقيقة | حمل ثقيل، نقل منخفض السرعة |
تصف ملصقات فئة الكفاءة مقدار المدخلات الكهربائية التي يفقدها المحرك كحرارة بدلاً من تحويلها إلى قوة عمود. يمتد مقياس التسمية من IE1 إلى IE4، حيث تمثل كل خطوة انخفاضًا إضافيًا في الخسائر من خلال تصفيح أفضل للفولاذ، وموصلات نحاسية أكثر سمكًا، وفجوات هوائية أكثر إحكامًا. ان محرك IE3 ثلاثي الطور يقع في النطاق المتميز بهذا المقياس، في حين أن محرك IE4 ثلاثي الطور يقع فوقه بخطوة، ويهدف إلى تطبيقات الخدمة المستمرة حيث تكون ساعات التشغيل عالية بما يكفي بحيث تترجم الخسائر المنخفضة إلى انخفاض كبير في الطاقة المهدرة طوال عمر الماكينة.
مقارنة توضيحية لتطور الكفاءة النسبية عبر الفئات؛ تختلف الأرقام الفعلية حسب طاقة الخرج وعدد الأقطاب
من الناحية العملية، يعتمد الفصل المطلوب على نمط التشغيل. المحرك الذي يعمل لبضع ساعات فقط في الأسبوع لا يبرر عادة ملاحقة أعلى فئة متاحة، في حين أن المحرك الذي يعمل بشكل مستمر في مروحة أو مضخة أو خط ضاغط هو مرشح قوي لنطاق IE3 أو IE4 لأن الساعات المتراكمة تضخم حتى نسبة مئوية صغيرة من الفارق في الخسائر.
إن الكفاءة وعامل القدرة للمحرك الحثي ثلاثي الطور ليسا أرقامًا ثابتة؛ إنهم يتحركون مع مدى ثقل تحميل المحرك بالنسبة إلى ناتجه المقدر. ويتسق الشكل العام لهذه العلاقة عبر مجموعة المنتجات، على الرغم من أن الأرقام الدقيقة تتغير مع حجم الإطار.
شكل منحنى الكفاءة النموذجي مقابل نسبة التحميل للمخرجات المقدرة
ترتفع الكفاءة بشكل عام بسرعة مع ارتفاع الحمل من الحمل الجزئي الخفيف، وتصل إلى ذروة واسعة في مكان ما بين خمسة وسبعين إلى مائة بالمائة تقريبًا من الإنتاج المقدر، ثم تتراجع قليلاً تحت الحمل الزائد. هذا هو السبب في أن تحديد حجم المحرك بحيث يعمل بالقرب من النقطة المقدرة له، بدلاً من التحميل الزائد بشكل كبير، يميل إلى إعطاء كفاءة وعامل طاقة أكثر ثباتًا عبر التحول.
تؤثر مادة الإطار على الوزن وتبديد الحرارة وصلابة التركيب. تظل الأغطية المصنوعة من الحديد الزهر وسبائك الألومنيوم شائعة في سوق المحركات الصناعية ثلاثية الطور، وعادةً ما يعود الاختيار الصحيح إلى التوازن بين الوزن والكتلة الحرارية التي يتطلبها التثبيت المحدد.
| السمة | الإسكان الحديد الزهر | غلاف من سبائك الألومنيوم |
|---|---|---|
| الوزن النسبي | أثقل | أخف وزنا |
| تبديد الحرارة | كتلة حرارية عالية | تبريد سطحي أسرع |
| نطاق الإطار النموذجي | أحجام الإطارات المتوسطة والكبيرة | أحجام الإطارات الصغيرة إلى المتوسطة |
| الإعداد المشترك | واجب صناعي ثقيل مستمر | الأغراض العامة والمعدات المتنقلة |
بغض النظر عن مادة الغلاف، فإن نظام اللف نفسه مصمم عادةً وفقًا لعزل الفئة F، مما يوفر هامشًا ضد ارتفاع درجة الحرارة أثناء التشغيل والحمل الزائد على المدى القصير، في حين أن تصنيف IP55 يحافظ على الغبار ونفاثات الماء الموجهة بعيدًا عن اللفات الداخلية في ورشة العمل والأماكن الخارجية المجاورة.
العديد من المشترين الذين يبحثون عن محرك غير متزامن ثلاثي الطور يقومون في الواقع بمقارنته مع بديل أحادي الطور لتطبيق حدودي. تلخص مقارنة الرادار أدناه ست سمات عملية جنبًا إلى جنب.
تمثل المنطقة الزرقاء محركًا غير متزامن ثلاثي الطور، وتمثل المنطقة البرتقالية محركًا أحادي الطور مشابهًا، على مقياس نسبي توضيحي
نظرًا لأنه يبدأ بمجال دوران حقيقي، فإن المحرك غير المتزامن ثلاثي الطور يميل إلى توفير عزم دوران أقوى لكل وحدة من حجم الإطار، إلى جانب كفاءة تشغيل أكثر ثباتًا عند الحمل المقدر. لا يزال من الممكن أن يكون المحرك أحادي الطور مناسبًا بشكل معقول للأدوات المنزلية الخفيفة أو أدوات الورش الصغيرة حيث لا يتوفر إمداد ثلاثي الطور، ولكن بمجرد زيادة الحمل أو دورة العمل أو عزم الدوران، فإن محرك التيار المتردد ثلاثي الطور هو بشكل عام الطريق الأكثر عملية للخدمة الصناعية المستمرة.
إن الجمع بين نطاق الطاقة الواسع وخيارات الأقطاب المتعددة والبنية القوية هو سبب ظهور المحرك التعريفي ثلاثي الطور عبر مثل هذا النطاق الواسع من أنواع المعدات.
عبر التصنيع والطاقة والتعدين والبناء والمنسوجات والطباعة وآلات الموانئ، فإن المتطلبات الأساسية هي نفسها إلى حد كبير: محرك صناعي ثلاثي الطور يمكن الاعتماد عليه ويمكن تشغيله لفترات طويلة مع احتياجات صيانة يمكن التنبؤ بها بدلاً من التوقفات المتكررة غير المخطط لها.
تحتاج بعض التطبيقات إلى أكثر من سرعة ثابتة من إطار واحد. تسمح ملفات السرعة متعددة الخطوات بإعادة توصيل المحرك بين عددين أو أكثر من الأقطاب، مما يوفر طريقة خشنة ولكن موثوقة لتغيير السرعة بدون محرك منفصل متغير التردد.
عندما يجب أن يتوقف الحمل ويثبت موضعه بسرعة، كما هو الحال على الرافعات أو طاولات الفهرسة، تقوم الفرامل الكهرومغناطيسية المدمجة بتثبيت العمود في لحظة إزالة الطاقة، مما يقلل من وقت الهبوط ويحسن دقة تحديد المواقع.
يتيح إقران محرك غير متزامن ثلاثي الطور مع محرك متغير التردد إمكانية تعديل السرعة بسلاسة عبر نطاق واسع، وهو أمر شائع في المراوح والمضخات والناقلات حيث يحتاج التدفق أو الإنتاجية إلى تتبع طلب العملية المتغير بدلاً من التشغيل بسرعة ثابتة واحدة.
بالنسبة لمنشآت تعدين الفحم والبتروكيماويات وغيرها من منشآت المناطق الخطرة، تحتوي العبوات المقاومة للانفجار على أي تقوس داخلي أو شرارة بحيث لا يمكنها إشعال الغاز أو الغبار القابل للاشتعال المحيط، مما يسمح للمحرك الكهربائي ثلاثي الطور بالعمل بأمان في المناطق التي لا يكون فيها العلبة المفتوحة القياسية مناسبة.
يعمل العمل من خلال الترتيب التالي بشكل عام على تضييق المجال بسرعة، سواء كان الهدف عبارة عن وحدة صغيرة مصنوعة من الألومنيوم أو محرك صناعي كبير ثلاثي الطور من الحديد الزهر.
صيغة البداية البسيطة للطاقة ثلاثية الطور هي P (kW) = (جذر ثلاثة × V x I x عامل الطاقة x الكفاءة) / 1000، باستخدام جهد الخط V وتيار الخط I. بالنسبة لحمل ميكانيكي معروف، يمكن أيضًا تقدير قدرة العمود بالكيلوواط من عزم الدوران والسرعة مثل P = (عزم الدوران في نيوتن متر × السرعة في دورة في الدقيقة) / 9550، ثم يتم تقريبها إلى تصنيف الإطار القياسي التالي بهامش بداية معقول.
تصف القدرة الحصانية والكيلووات نفس الناتج باستخدام وحدات مختلفة، مرتبطة تقريبًا بـ 1 حصان = 0.746 كيلووات. بدلاً من اختيار رقم القدرة الحصانية بشكل منفصل، فإنه يساعد على العمل بشكل عكسي من بيانات الشركة المصنعة للمعدات المدفوعة أو تيار التشغيل المقاس، حيث أن المحرك الأصغر حجمًا سوف يعمل ساخنًا تحت الحمل العادي بينما يحمل المحرك الكبير الحجم وزنًا غير ضروري وعامل طاقة تشغيل أقل عند الحمل الجزئي.
يعد المحرك التعريفي ثلاثي الطور بسيطًا ميكانيكيًا، لكن الروتين القصير لا يزال يقطع شوطًا طويلًا نحو الحفاظ على ساعات التشغيل المتوقعة.
يؤدي اتباع جدول زمني بسيط مثل هذا إلى إطالة عمر الخدمة العملي لمحرك تيار متردد ثلاثي الطور أكثر بكثير من التفاعل فقط بعد ظهور خطأ.
س1. ما هو المحرك غير المتزامن ثلاثي الطورإنه محرك يعمل بالتيار المتردد يستخدم مجالًا مغناطيسيًا دوارًا في الجزء الثابت لتحفيز التيار في الدوار، مما يؤدي إلى توليد عزم الدوران دون أي اتصال كهربائي مباشر بالدوار نفسه. | س2. كيف يعمل المحرك الحثي ثلاثي الطورينتج التيار ثلاثي الطور في اللفات الجزء الثابت مجالًا دوارًا؛ يولّد هذا المجال تيارًا في قضبان الدوار، ويؤدي التفاعل بين الحقلين إلى تدوير العمود. |
س3. ما هو الفرق بين المحرك غير المتزامن والمحرك التعريفييصفون نفس الجهاز. يشير غير المتزامن إلى سرعة الدوار المتخلفة عن سرعة المجال، بينما يشير الحث إلى كيفية وصول التيار إلى الدوار، من خلال الحث بدلاً من الاتصال المباشر. | س 4. ما هي مميزات المحرك الحثي ثلاثي الطور؟بناء بسيط على شكل قفص سنجابي، تشغيل ذاتي بدون مكثف، سرعة تشغيل ثابتة تحت أحمال مختلفة، ونطاق واسع من الطاقة المتاحة يتراوح من الكيلووات الجزئية إلى مئات الكيلووات. |
س5. ما هي المحركات ثلاثية الطور المستخدمةالمراوح والمضخات والضواغط والناقلات والأدوات الآلية والمعدات الصناعية العامة عبر إعدادات التصنيع والطاقة والتعدين والمنسوجات ومناولة الموانئ. | س6. كيف أختار محرك حثي ثلاثي الطور؟ابدأ من نوع الحمل المدفوع والسرعة المطلوبة وحجم قوة العمود بهامش البداية، ثم قم بمطابقة عدد الأقطاب والإسكان وتصنيف الحماية مع بيئة التثبيت. |
س7. كيف أحسب حجم المحرك الذي أحتاجه؟قم بتقدير قوة العمود من عزم دوران الحمل والسرعة باستخدام P يساوي عزم الدوران مضروبًا في السرعة مقسومًا على 9550، ثم قم بالتقريب إلى أقرب تصنيف إطار قياسي بهامش معقول. | س8. كيف أختار قوة المحركاعمل بناءً على متطلبات الطاقة الفعلية للمعدات التي يتم تشغيلها بدلاً من التخمين، حيث إن التحويل بين القدرة الحصانية والكيلووات باستخدام 1 حصان تقريبًا يساوي 0.746 كيلووات. |
س9. كم عدد الأعمدة التي يجب أن يمتلكها محركي؟اختر عدد الأقطاب الذي تكون سرعته المتزامنة هي الأقرب إلى سرعة الخرج المطلوبة، حيث أن هذا بشكل عام يقلل من حجم أي علبة تروس إضافية أو تقليل البكرة المطلوبة. | س10. ما هي الصيانة التي يحتاجها محرك ثلاثي الطور؟الاهتمام الروتيني بتدفق هواء التبريد، وتزييت المحامل، ومستويات الاهتزاز، وتوصيلات الصندوق الطرفي يغطي معظم ما يحافظ على تشغيل الوحدة بشكل موثوق بمرور الوقت. |
English
Español
عربى
