تصنيف وتطبيق المحركات

كما نعلم جميعًا، يعد المحرك جزءًا مهمًا من نظام النقل والتحكم. مع تطور العلوم والتكنولوجيا الحديثة، بدأ تركيز المحرك في التطبيقات العملية يتحول من ناقل الحركة البسيط إلى التحكم المعقد؛ وخاصة سرعة وموضع المحرك. ، التحكم الدقيق في عزم الدوران. ومع ذلك، فإن المحرك له طرق تصميم وقيادة مختلفة اعتمادًا على التطبيق. للوهلة الأولى، يبدو أن الاختيار معقد للغاية، لذلك من أجل إجراء تصنيف أساسي وفقًا لاستخدام الآلة الكهربائية الدوارة. أدناه سنقدم تدريجياً المحركات الأكثر تمثيلاً والأكثر استخدامًا والأكثر أساسية في المحرك - محركات التحكم ومحركات الطاقة ومحركات الإشارة.

محرك التحكم
يستخدم محرك التحكم بشكل رئيسي في التحكم الدقيق في السرعة والموضع، ويستخدم "كمشغل" في نظام التحكم. يمكن تقسيمها إلى محرك مؤازر، محرك متدرج، محرك عزم الدوران، محرك ممانعة التبديل، محرك بدون فرش DC وما إلى ذلك.
محرك سيرفو
تُستخدم المحركات المؤازرة على نطاق واسع في أنظمة التحكم المختلفة لتحويل إشارة جهد الدخل إلى مخرج ميكانيكي على عمود المحرك وسحب المكونات الخاضعة للتحكم لتحقيق أغراض التحكم. بشكل عام، يتطلب المحرك المؤازر التحكم في سرعة المحرك من خلال إشارة الجهد المطبق؛ يمكن أن تتغير السرعة بشكل مستمر مع تغير إشارة الجهد المطبق؛ يمكن التحكم في عزم الدوران عن طريق الإخراج الحالي بواسطة وحدة التحكم؛ ينعكس المحرك بسرعة، ويجب أن يكون الحجم صغيرًا وقوة التحكم صغيرة. تستخدم المحركات المؤازرة بشكل رئيسي في أنظمة التحكم في الحركة المختلفة، وخاصة نظام المؤازرة.

محرك سيرفو لديه DC و AC. أول محرك سيرفو هو محرك DC عام. عندما لا تكون دقة التحكم عالية، يتم استخدام محرك DC العام كمحرك مؤازر. مع التطور السريع لتكنولوجيا المحركات المتزامنة ذات المغناطيس الدائم، تشير معظم المحركات المؤازرة إلى محركات مؤازرة متزامنة ذات مغناطيس دائم تعمل بالتيار المتردد أو محركات بدون فرش تعمل بالتيار المستمر.
2. محرك السائر
إن ما يسمى بالمحرك السائر هو مشغل يحول النبضات الكهربائية إلى إزاحة زاويّة. بشكل أعم، عندما يتلقى محرك السائر إشارة نبضية، فإنه يدفع محرك السائر لتدوير زاوية ثابتة في الاتجاه المحدد. يمكننا التحكم في الإزاحة الزاوية للمحرك من خلال التحكم في عدد النبضات لتحقيق تحديد الموقع بدقة. وفي الوقت نفسه، يمكن التحكم في سرعة وتسارع المحرك عن طريق التحكم في تردد النبض لتحقيق غرض تنظيم السرعة. في الوقت الحاضر، تشتمل المحركات الخطوية الأكثر استخدامًا على المحركات الخطوية التفاعلية (VR)، والمحركات الخطوية ذات المغناطيس الدائم (PM)، والمحركات الخطوية الهجينة (HB)، والمحركات الخطوية أحادية الطور.

الفرق بين محرك السائر والمحرك العادي يكمن بشكل رئيسي في شكل محرك النبض. ومن خلال هذه الميزة يمكن دمج محرك السائر مع تقنية التحكم الرقمي الحديثة. ومع ذلك، فإن المحرك المتدرج ليس جيدًا مثل محرك سيرفو DC التقليدي الذي يتم التحكم فيه بحلقة مغلقة من حيث دقة التحكم ونطاق تباين السرعة والأداء المنخفض السرعة؛ لذلك، يتم استخدامه بشكل أساسي في التطبيقات التي لا تكون فيها متطلبات الدقة عالية بشكل خاص. تُستخدم المحركات السائر على نطاق واسع في مختلف مجالات ممارسات الإنتاج بسبب هيكلها البسيط وموثوقيتها العالية وتكلفتها المنخفضة. خاصة في مجال أدوات آلة CNC، نظرًا لأن المحركات السائر لا تتطلب تحويل A/D، يتم تحويل إشارة النبض الرقمية مباشرة إلى إزاحة زاويّة، لذلك تم اعتبارها المحرك الأكثر مثالية لأداة آلة CNC.
بالإضافة إلى تطبيقها على آلات CNC، يمكن أيضًا استخدام المحركات السائر على آلات أخرى، مثل المحركات في وحدات التغذية الأوتوماتيكية، ومحركات الأقراص المرنة ذات الأغراض العامة، وكذلك في الطابعات وأجهزة التخطيط.
بالإضافة إلى ذلك، فإن المحركات السائر بها أيضًا العديد من العيوب؛ يمكن أن تعمل محركات السائر بشكل طبيعي بسرعات منخفضة بسبب تردد بدء التشغيل بدون حمل للمحركات السائر، لكنها لا يمكن أن تبدأ بسرعات أعلى من سرعة معينة، مصحوبة بأصوات عواء حادة؛ قد تختلف دقة برنامج تشغيل التقسيم الفرعي للشركة المصنعة بشكل كبير. كلما زاد رقم التقسيم الفرعي، زادت صعوبة التحكم في الدقة؛ ويكون للمحرك المتدرج اهتزازات وضوضاء أكبر عند الدوران بسرعة منخفضة.
3. محرك عزم الدوران
إن ما يسمى بمحرك عزم الدوران هو محرك DC ذو مغناطيس دائم متعدد الأقطاب. يحتوي عضو الإنتاج على عدد أكبر من الفتحات وأعداد العاكس والموصلات المتسلسلة لتقليل تموج عزم الدوران ونبض السرعة. يحتوي محرك عزم الدوران على نوعين من محرك عزم الدوران DC ومحرك عزم الدوران AC.

من بينها، محرك عزم الدوران DC لديه مفاعلة ذاتية الحث صغيرة، وبالتالي فإن الاستجابة جيدة جدًا؛ يتناسب عزم الدوران الناتج مع تيار الإدخال، بغض النظر عن سرعة وموضع الدوار؛ يمكن توصيله مباشرة بالحمل بسرعة منخفضة عندما يكون قريبًا من حالة القفل. بدون تقليل التروس، يمكن إنتاج نسبة عزم دوران عالية إلى القصور الذاتي على عمود الحمل ويمكن التخلص من خطأ النظام الناتج عن استخدام تروس التخفيض.
يمكن تقسيم محركات عزم الدوران AC إلى متزامنة وغير متزامنة. حاليًا، يتم استخدام محركات عزم الدوران غير المتزامنة ذات القفص السنجابي، والتي تتميز بخصائص السرعة المنخفضة وعزم الدوران الكبير. بشكل عام، غالبًا ما يتم استخدام محرك عزم الدوران AC في صناعة النسيج، ومبدأ عمله وبنيته هما نفس المحرك غير المتزامن أحادي الطور. ومع ذلك، نظرًا لأن الجزء الدوار ذو القفص السنجابي يتمتع بمقاومة كهربائية كبيرة، فإن خصائصه الميكانيكية تكون ناعمة.
4. تبديل محرك التردد
محرك الممانعة المبدل هو نوع جديد من محركات تنظيم السرعة. هيكلها بسيط للغاية وقوي، وتكلفتها منخفضة، وأداء تنظيم السرعة ممتاز. إنه منافس قوي لمحركات التحكم التقليدية ويتمتع بإمكانيات سوقية قوية. ومع ذلك، هناك أيضًا مشكلات مثل تموج عزم الدوران والضوضاء الجارية والاهتزازات، والتي تتطلب بعض الوقت لتحسين التطبيق الفعلي للسوق والتكيف معه.

5. محرك بتيار مستمر بدون فرش
تم تطوير محرك DC بدون فرش (BLDCM) على أساس محرك DC المصقول، ولكن تيار القيادة الخاص به هو تيار متردد لا هوادة فيه؛ يمكن تقسيم محرك DC بدون فرش إلى محرك معدل بدون فرش ومحرك عزم دوران بدون فرش. . بشكل عام، هناك نوعان من التيارات الدافعة للمحرك بدون فرش، أحدهما عبارة عن موجة شبه منحرفة (بشكل عام "موجة مربعة")، والآخر عبارة عن موجة جيبية. في بعض الأحيان يسمى الأول محرك DC بدون فرش، ويسمى الأخير محرك سيرفو AC، وهو أيضًا نوع من محرك سيرفو AC.

من أجل تقليل عزم القصور الذاتي، عادةً ما تتبنى محركات التيار المستمر بدون فرش هيكلًا "نحيفًا". تعد محركات DC بدون فرش أصغر بكثير من حيث الوزن والحجم من محركات DC ذات الفرشاة، ويمكن تقليل عزم القصور الذاتي المقابل بنسبة 40% إلى 50%. نظرًا لمعالجة المواد ذات المغناطيس الدائم، فإن السعة العامة لمحركات التيار المستمر بدون فرش أقل من 100 كيلو واط.
يتمتع المحرك بخطية جيدة للخصائص الميكانيكية وخصائص التعديل، ونطاق سرعة واسع، وعمر طويل، وسهولة الصيانة، وانخفاض مستوى الضجيج، ولا توجد سلسلة من المشاكل التي تسببها الفرش. لذلك، هذا النوع من المحركات لديه نظام تحكم رائع. إمكانات التطبيق.