المحركات الحثية الكهربائية

المحركات الحثية الكهربائية

تعد المحركات الحثية الكهربائية من أهم العناصر الأساسية في التطبيقات الصناعية الحديثة، حيث توفر وسيلة موثوقة وفعالة لتحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية. سوف تتعمق هذه المقالة في المبادئ الأساسية والأنواع والتغييرات التنظيمية الأخيرة التي تؤثر على المحركات الحثية.

‍

المبادئ الأساسية للمحركات الحثية

تعمل المحركات الحثية على مبدأ الحث الكهرومغناطيسي الذي اكتشفه مايكل فاراداي. المكونات الأساسية للمحرك التعريفي تشمل الجزء الثابت والدوار:

• الجزء الثابت: الجزء الثابت هو الجزء الثابت من المحرك، ويتكون من ملفات متصلة بمصدر طاقة يعمل بالتيار المتردد (إيه سي). يتم وضع هذه اللفات في فتحات في الحديد الثابت ويمكن توصيلها إما بتكوينات واي أو دلتا

• الدوار: الدوار هو الجزء الدوار من المحرك. وهو يتألف من قلب حديدي أسطواني مع موصلات موضوعة في فتحات حول سطحه. ترتبط هذه الموصلات معًا عند كل طرف بواسطة حلقة نهاية موصلة

عندما يتم تزويد طاقة التيار المتردد إلى القاعدة أو الملفات، فإنها تولد مجالًا مغناطيسيًا دوارًا. يولّد هذا المجال تيارًا في موصلات الجزء المتحرك، والذي بدوره ينتج مجالًا مغناطيسيًا يتفاعل مع مجال الجزء الثابت، مما يؤدي إلى دوران الجزء المتحرك.

‍

أنواع المحركات الحثية

المحركات الحثية أحادية المراحل

تُستخدم المحركات الحثية أحادية الطور عادةً في الأجهزة المنزلية والتطبيقات الصناعية الصغيرة. إنها أقل كفاءة من المحركات ثلاثية المراحل وعادة ما توجد في التطبيقات التي لا تتوفر فيها طاقة ثلاثية المراحل.

‍

المحركات الحثية ثلاثية المراحل

تعد المحركات الحثية ثلاثية المراحل أكثر كفاءة وتستخدم بشكل شائع في التطبيقات الصناعية. وهي الخيار المفضل لمتانتها، وانخفاض صيانتها، وكفاءتها العالية.

‍

المحركات المتزامنة والمحركات العاكسة-فقط

على الرغم من أنها ليست محركات تشغيلية بشكل صارم، إلا أن المحركات المتزامنة والعاكسة فقط تستحق الذكر. تستعيد هذه المحركات شعبيتها نظرًا لكفاءتها العالية وتخضع للتطورات التنظيمية المستمرة

‍

التغييرات التنظيمية الأخيرة

لتعزيز كفاءة الطاقة، نفذت وزارة الطاقة الأمريكية (دي أو إيه) عدة قواعد جديدة تؤثر على المحركات الكهربائية:‍

‍

تحديث قاعدة الاختبار للمحركات الكهربائية

تتطلب قاعدة الاختبار المحدثة، والتي أصبحت سارية اعتبارًا من أكتوبر 2023، أن تدرج لوحات أسماء المحرك الجهد الذي يصل عنده المحرك إلى كفاءته المدرجة. وهذا يضمن أن المحركات تحقق مستوى الكفاءة المعتمد فقط عند الجهد المحدد

‍

قاعدة المحرك الكهربائي المتوسط ​​(ميم).

تعمل قاعدة ميم، التي تسري اعتبارًا من يونيو 2027، على توسيع أنواع وأحجام المحركات التي يجب أن تتوافق مع معايير الكفاءة نيما بريميوم وسوبر بريميوم. يتضمن ذلك محركات تتراوح قوتها من 1 حصان إلى 750 حصانًا، وتغطي المحركات أحادية المرحلة وثلاثية المراحل.

‍

القاعدة المقترحة للمحركات الكهربائية ذات النطاق الموسع (إي إس إي إم)

تهدف قاعدة إي إس إي إم المقترحة، المقرر تنفيذها في يناير 2029، إلى وصف معايير الحفاظ على الطاقة لمجموعة واسعة من المحركات الكهربائية، بما في ذلك المحركات أحادية المرحلة والمحركات ذات القدرة الحصانية الجزئية. تتوسع هذه القاعدة وفقًا لقاعدة المحرك الصغير التي تم سنها في عام 2015 وستغطي تقريبًا جميع المحركات الحثية أحادية السرعة التي تزيد قوتها عن 0.25 حصان.

‍

تأثير التغييرات التنظيمية

تم تصميم هذه التغييرات التنظيمية لتقليل استهلاك الطاقة وانبعاثات الغازات الدفيئة. يجب على المصنعين والمستخدمين التكيف مع هذه التغييرات من خلال:

• مراجعة تصميمات المحركات: ستتطلب العديد من نماذج المحركات إعادة تصميم لتلبية معايير الكفاءة الجديدة.
• فهم متطلبات الامتثال: يحتاج مصنعو المعدات الأصلية والمستخدمون النهائيون إلى التشاور مع الشركات المصنعة للسيارات لفهم كيفية تأثير هذه التغييرات على أساطيل المحركات وعملياتها

الخاتمة

تلعب المحركات الحثية دورًا حاسمًا في الصناعة الحديثة، حيث توفر وسيلة موثوقة وفعالة لتحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية. تسلط التغييرات التنظيمية الأخيرة التي أجرتها وزارة الطاقة الضوء على الجهود المستمرة لتحسين كفاءة الطاقة وتقليل التأثير البيئي. من خلال فهم هذه التغييرات والتكيف وفقًا لذلك، يمكن للمصنعين والمستخدمين ضمان الامتثال ومواصلة الاستفادة من التطورات في تكنولوجيا المحركات.‍

‍