9 – المشغلات
ترجمة أحمد رامي قباني RamiKabbani.wordpress.com
المحتويات
المشغلات الكهرميكانيكية
الآلات الكهربائية
أنظمة التشغيل الهيدروليكية والنيوماتيكية )السائلة والهوائية(
المشغلات الكهرضغطية ) Piezoelectric )
ترجمة أحمد رامي قباني RamiKabbani.wordpress.com
مقدمة
أنظمة الميكاترونيكس
الشكل 1: نظام الميكاترونيكس.
العملية الفيزيائية
مجموعة من العناصر أو الأنظمة
الفرعية )الميكانيكية, السائلة,
الحرارية, الكيميائية, أو الكهربائية(
الاتصالات
معالجة المعلومات
الالكترونيات, البرنامج
الحساسات
تحويل الطاقة
معاجلة الإشارة
المشغلات
تعديل الاستطاعة
تحويل الطاقة
واجهة العمل
استطاعة مرتفعة
استطاعة منخفضة
RamiKabbani.wordpress.com ترجمة أحمد رامي قباني
سعة الشد للمعدن
المخطط الوظيفي للمشغل
الشكل 2: المخطط الوظيفي للمشغل
مصدر الطاقة الغير
معدل )المجهول القيمة(
إشارة
التحكم
تحويل
الطاقة
تضخيم
الاستطاعة
وتعديلها
وسط العمل
المشغل استطاعة مرتفعة استطاعة منخفضة
RamiKabbani.wordpress.com ترجمة أحمد رامي قباني
المشغلات الكهرهيدروليكية و الكهرميكانيكية
الشكل 3: المشغلات الكهرهيدروليكية و الكهرميكانيكية
إشارة
التحكم
طاقة
منخفضة
تضخيم
الاستطاعة
وتعديلها
تحويل الطاقة
RamiKabbani.wordpress.com ترجمة أحمد رامي قباني
المحركات الكهربائية
تعد المحركات الكهربائية من أكثر المشغلات الكهرميكانيكية استخداما. يمكن تصنيفها
تبعا لنوع العمل أو تبعا لمواصفاتها الكهرومغناطيسية. الاختلاف الرئيسي بين
المحركات الكهربائية يكون في تصميم الدوار أو في طريقة توليد الحقل المغناطيسي.
يوضح الشكل 4 أجزاء محرك تيار مستمر ذي مغانط دائمة. وفيما يلي نعرض بعض
المصطلحات الشائعة الخاصة بالمحركات الكهربائية:
الشكل 4: أجزاء محرك التيار المستمر
المجمع
الفحمات
المغانط
RamiKabbani.wordpress.com ترجمة أحمد رامي قباني
المحركات الكهربائية
وهو الجزء الساكن والمحيط للجزء الداخلي من المحرك, حيث أنه :)Stator( الثابت
يؤمّن المادة التي تولد الحقل المغناطيسي الثابت. قد يتم صنعه من مغانط دائمة أو من
ملفات الوشائع.
النظام( هي الجزء من الثابت المسؤول عن توليد الفيض ( )Field Coils( ملفات الحقل
المغناطيسي الثابت )الحقل(.
الشكل 4: أجزاء محرك التيار المستمر
المجمع
الفحمات
المغانط
RamiKabbani.wordpress.com ترجمة أحمد رامي قباني
المحركات الكهربائية
الدوار: هو جزء المحرك الذي يدور. قد يكون مصنوعا من مغنطيس دائم أو من نواة
فيررومغناطيسية ذات ملفات للوشائع )الذراع( لتأمين حقل الذراع المناسب الذي
يتداخل بدوره مع حقل الثابت مما يولد العزم.
الذراع: هي وشائع الدوار التي تنقل التيار وتقوم بتحريض الحقل المغناطيسي للدوار.
الفجوة الهوائية: هي الفجوة الصغيرة بين الثابت والدوار, حيث يتداخل الحقلين
المغناطيسيين ويولدان العزم المطلوب على الخرج.
الفحمة: هي جزء من محرك التيار المستمر يتم عبره نقل التيار الكهربائي إلى الذراع
)الدوار(.
الشكل 5: بنية الدوار
المجمع
RamiKabbani.wordpress.com ترجمة أحمد رامي قباني
المحركات الكهربائية
المجمع )أو المبدل(: هو الجزء من محرك التيار المستمر الذي يكون على اتصال مع
الفحمات, ويتم استخدامه للتحكم بجهة مرور التيار عبر الذراع.
يمكن شرح عملية التبديل على أنها طريقة للتحكم باتجاهات التيار في الثابت و/أو
وشائع الذراع, بحيث يتم الحفاظ على الاتجاه النسبي المرغوب للفيض المغناطيسي
الخاص بالثابت والدوار.
في محركات التيار المتناوب, يتم تنفيذ الإبدال مباشرة عن طريق تغذية التيار
المتناوب, بالإضافة إلى التصميم الهندسي للوشائع.
في المحركات الخطوية ومحركات التيار المستمر عديمة الفحمات ) BLDC (, يتم تنفيذ
الإبدال عن طريق دارة القيادة الالكترونية و/أو تعليمات المحرك.
يتم توليد العزم في المحركات الكهربائية بطريقتين, إما بالتداخل الحاصل بين تيار
الذراع والحقل المغناطيسي للثابت )قانون لورانتز( أو بالتداخل الحاصل بين حقل
الثابت وحقل الذراع.
ترجمة أحمد رامي قباني RamiKabbani.wordpress.com
طرق التوصيل
الوصل التفرعي للمحرك
في الوصل التفرعي للمحرك يتم وصل كل من الذراع )الدوار( وملفات الحقل )الثابت(
على التفرع مع منبع التغذية. في حالات العمل الطبيعية, سيكون تيار الحقل ثابتا. كلما
ازداد تيار الذراع, ستؤدي استجابة الذراع إلى إضعاف الحقل وينتج عن ذلك زيادة في
سرعة المحرك.
الشكل 6: الوصل التفرعي للمحرك
RamiKabbani.wordpress.com ترجمة أحمد رامي قباني
طرق التوصيل
لكن الجهد الناتج عن الحث سيتناقص نظرا لازدياد هبوط الجهد على طرفي
الذراع, مما سيؤدي إلى إنقاص السرعة. لا تقوم هاتين الظاهرتين بإلغاء بعضهما
البعض, وفي النهاية ستتناقصسرعة المحرك قليلا مع زيادة تيار الذراع.
يزداد عزم المحرك بشكل خطي تقريبا مع تيار الذراع إلى أن تبدأ استجابة الذراع
بإضعاف الحقل. كما أنه يمكننا ملاحظة عدم ظهور أي عزم إلى أن يصبح تيار
الذراع كبيرا بشكل كاف للتغلب على الضياعات الثابتة في الآلة.
بما أن العزم يزداد بشكل كبير مقابل انخفاض طفيف في السرعة, فإن الوصل
التفرعي للمحرك يكون مناسبا في تطبيقات مثل المضخات والضواغط وتطبيقات
مع مجال واسع للتغيرات في الحمولة. » ثابتة « الآلات التي تحتاج إلى سرعة
ترجمة أحمد رامي قباني RamiKabbani.wordpress.com
الوصل التسلسلي للمحرك
يوضح الشكل 7 كيفية الوصل التسلسلي للمحرك. عندما يزداد تيار الحمولة, سيتناقص
الجهد الناتج E نظرا لهبوطات الجهد الناتجة عن الذراع ومقاومة الحقل.
بما أن وشيعة الحقل موصولة على التسلسل مع الذراع, فسيتناسب الفيض طردا مع
تيار الذراع.
مميزة )السرعة – تيار الذراع( سيكون لها شكل قطع زائد.
وبشكل مماثل, سيكون لمميزة )العزم – تيار الذراع( شكل القطع المكافئ.
ترجمة أحمد رامي قباني RamiKabbani.wordpress.com
مميزة )العزم – السرعة(
الشكل 7 : الوصل التسلسلي للمحرك
RamiKabbani.wordpress.com ترجمة أحمد رامي قباني
الوصل التسلسلي للمحرك
وهي بعض المميزات العامة, بالإضافة إلى مميزة )العزم – السرعة( المستنتجة في
الشكل 7 .
توضح المميزات العامة أنه إذا انخفضت قيمة الحمل إلى قيمة متدنية معينة, فإن
السرعة سترتفع وتشكل خطورة.
وللسبب السابق, فيجب عدم استخدام المحرك بالوصل التسلسلي نهائيا في التطبيقات
التي قد تنخفض فيها قيمة الحمل بشكل مفاجئ.
الفائدة الرئيسية للوصل التسلسلي للمحرك هي أنها توفر عزما كبيرا عند سرعات
منخفضة.
ولهذا السبب, يعتبر الوصل التسلسلي للمحركات مناسبا للتطبيقات التي تحتاج إلى
عزم إقلاع كبير. مثل المصاعد, والرافعات, والقطارات الكهربائية.
ترجمة أحمد رامي قباني RamiKabbani.wordpress.com
END
ترجمة: أحمد رامي قباني
ترجمة أحمد رامي قباني RamiKabbani.wordpress.com
- ملفات الحقل
- مميزة العزم السرعة
- هندسة الميكاترونيكس
- أنظمة الميكاترونيكس
- أنظمة التشغيل الهيدروليكية والنيوماتيكية
- الفجوة الهوائية
- الفحمة
- المجمع
- المحركات الكهربائية
- المشغلات
- المشغلات الكهرميكانيكية
- المشغلات الكهرهيدروليكية و الكهرميكانيكية
- المشغلات الكهرضغطية
- الوصل التفرعي للمحرك
- الوصل التسلسلي للمحرك
- الآلات الكهربائية
- الثابت
- الحساسات والمشغلات
- الدوار
- الذراع
- بالعربي
- جامعة حلب
- سعة الشد للمعادن
- طرق التوصيل
رامي قباني 