تُعدّ القدرة على التحكم في سرعة محرك التيار المستمر ميزةً بالغة الأهمية، إذ تسمح بضبط سرعة المحرك لتلبية متطلبات تشغيلية محددة، مما يُتيح زيادة السرعة أو خفضها. وفي هذا السياق، شرحنا بالتفصيل أربع طرق فعّالة لخفض سرعة محرك التيار المستمر.
إن فهم وظائف محرك التيار المستمر يكشفأربعة مبادئ أساسية:
1. يتم التحكم في سرعة المحرك بواسطة وحدة التحكم في السرعة.
2. سرعة المحرك تتناسب طردياً مع جهد التغذية.
3. سرعة المحرك تتناسب عكسياً مع انخفاض جهد المحرك.
4. تتناسب سرعة المحرك عكسياً مع التدفق المغناطيسي كما هو متأثر بنتائج المجال.
يمكن تنظيم سرعة محرك التيار المستمر من خلالأربع طرق أساسية:
1. من خلال دمج وحدة تحكم محرك التيار المستمر
2. عن طريق تعديل جهد التغذية
3. عن طريق ضبط جهد المحرك، وعن طريق تغيير مقاومة المحرك
4. من خلال التحكم في التدفق، ومن خلال تنظيم التيار المار عبر ملف المجال
ألقِ نظرة على هذهأربع طرق لتعديل السرعةمحرك التيار المستمر الخاص بك:
1. دمج وحدة تحكم في سرعة التيار المستمر
علبة التروس، والتي قد تسمعها أيضاً باسم مخفض السرعة، هي عبارة عن مجموعة من التروس التي يمكنك إضافتها إلى محركك لتقليل سرعته بشكل ملحوظ و/أو زيادة قوته. يعتمد مقدار التباطؤ على نسبة التروس وكفاءة عمل علبة التروس، والتي تشبه إلى حد ما وحدة تحكم محرك التيار المستمر.
كيفية التحكم في محرك التيار المستمر؟
سندبادتجمع المحركات المزودة بوحدة تحكم مدمجة في السرعة بين مزايا محركات التيار المستمر وأنظمة التحكم الإلكترونية المتطورة. ويمكن ضبط معلمات وحدة التحكم ونمط التشغيل بدقة باستخدام مدير الحركة. وبحسب نطاق السرعة المطلوب، يمكن تتبع موضع الدوار رقميًا أو باستخدام مستشعرات هول التناظرية المتوفرة اختياريًا. ويتيح ذلك ضبط إعدادات التحكم في السرعة بالتزامن مع مدير الحركة ومحولات البرمجة. بالنسبة للمحركات الكهربائية الصغيرة، تتوفر في السوق مجموعة متنوعة من وحدات التحكم في محركات التيار المستمر، والتي يمكنها ضبط سرعة المحرك وفقًا لجهد التغذية. وتشمل هذه الوحدات نماذج مثل وحدة التحكم في سرعة محرك التيار المستمر بجهد 12 فولت، ووحدة التحكم في سرعة محرك التيار المستمر بجهد 24 فولت، ووحدة التحكم في سرعة محرك التيار المستمر بجهد 6 فولت.
2. التحكم في السرعة باستخدام الجهد
تتنوع المحركات الكهربائية بشكل كبير، بدءًا من المحركات ذات القدرة الجزئية المناسبة للأجهزة المنزلية الصغيرة، وصولًا إلى المحركات عالية القدرة التي تصل قدرتها إلى آلاف الأحصنة والمخصصة للعمليات الصناعية الثقيلة. تتأثر سرعة تشغيل المحرك الكهربائي بتصميمه وتردد الجهد الكهربائي المطبق عليه. عند ثبات الحمل، تتناسب سرعة المحرك طرديًا مع جهد التغذية. وبالتالي، يؤدي انخفاض الجهد إلى انخفاض سرعة المحرك. يحدد مهندسو الكهرباء سرعة المحرك المناسبة بناءً على المتطلبات الخاصة بكل تطبيق، تمامًا كما يحددون القدرة الحصانية بناءً على الحمل الميكانيكي.
3. التحكم في السرعة باستخدام جهد المحرك
هذه الطريقة مُخصصة للمحركات الصغيرة. يستمد ملف المجال طاقته من مصدر ثابت، بينما يُغذى ملف العضو الدوار بمصدر تيار مستمر متغير منفصل. من خلال التحكم في جهد العضو الدوار، يُمكن ضبط سرعة المحرك بتغيير مقاومة العضو الدوار، مما يؤثر على انخفاض الجهد عبره. ولتحقيق هذا الغرض، تُستخدم مقاومة متغيرة موصولة على التوالي مع العضو الدوار. عندما تكون المقاومة المتغيرة في أدنى قيمة لها، تكون مقاومة العضو الدوار طبيعية، وينخفض جهد العضو الدوار. ومع ازدياد المقاومة، ينخفض الجهد عبر العضو الدوار أكثر، مما يُبطئ المحرك ويُبقي سرعته دون المستوى المعتاد. مع ذلك، يتمثل العيب الرئيسي لهذه الطريقة في فقد الطاقة الكبير الناتج عن المقاومة الموصولة على التوالي مع العضو الدوار.
4. التحكم في السرعة باستخدام التدفق
تعتمد هذه الطريقة على تعديل التدفق المغناطيسي الناتج عن ملفات المجال لتنظيم سرعة المحرك. ويتوقف التدفق المغناطيسي على التيار المار في ملفات المجال، والذي يمكن تغييره بتعديل شدة التيار. ويتم هذا التعديل بإضافة مقاومة متغيرة موصولة على التوالي مع مقاومة ملفات المجال. في البداية، ومع ضبط المقاومة المتغيرة على أدنى قيمة لها، يمر التيار المقنن عبر ملفات المجال نتيجةً لجهد التغذية المقنن، مما يحافظ على السرعة. ومع انخفاض المقاومة تدريجيًا، يزداد شدة التيار المار في ملفات المجال، مما يؤدي إلى زيادة التدفق المغناطيسي وبالتالي انخفاض سرعة المحرك عن قيمتها القياسية. ورغم فعالية هذه الطريقة في التحكم بسرعة محركات التيار المستمر، إلا أنها قد تؤثر على عملية التبديل.
خاتمة
إن الطرق التي استعرضناها ليست سوى أمثلة قليلة للتحكم في سرعة محرك التيار المستمر. وبالتفكير فيها، يتضح جلياً أن إضافة علبة تروس صغيرة تعمل كوحدة تحكم في المحرك، واختيار محرك بجهد كهربائي مثالي، خطوة ذكية واقتصادية للغاية.
المحررة: كارينا
تاريخ النشر: 17 مايو 2024