خصائص عزم الدوران للمحرك المتزامن وغير المتزامن

أهمية التفريق بين خصائص عزم الدوران للمحرك المتزامن وغير المتزامن

ينبغي توضيح خصائص عزم الدوران للمحرك المقترح عندما يكون “غير متزامن” وعندما يكون متزامناً، وذلك من خلال تحليل المجال الكهرومغناطيسي في البداية، وذلك من أجل تحليل الخصائص فيما يتعلق بتغيير الانزلاق، حيث تم الحصول على خصائص الانزلاق مقابل “عزم الدوران” المقترح عن طريق تحليل “المجال الكهرومغناطيسي”، وكما يوضح الشكل التالي (1)؛ فقد ظهرت النتائج المحسوبة بواسطة تحليل (FE).

لذلك؛ فإن المحاكاة عبارة عن نموذج ثنائي الأبعاد، والذي ينتج عند تطبيق (100 Vrms)، وذلك بمصدر تيار جيبي ثلاثي الأطوار (60) هرتز، بحيث يتم تحديد عزم الدوران عند كل انزلاق عن طريق ضبط سرعة دوران الجزء المتحرك على سرعة ثابتة عند كل سرعة، ومن هذا الرقم؛ فغنه يمكن التأكيد على أن عزم الدوران قد انخفض بشكل كبير قبل المزامنة مباشرة.

يوضح الشكل التالي (2) نتائج المحاكاة لخصائص سرعة الدوران وتيار الطور (U) وأشكال الموجة الحالية للمجال عند بدء الخط مع عدم وجود حمل عند الجهد الكهربائي المطبق (70.7 Vrms)، وهنا يعني (U1-coil) التيار الكهربائي المتدفق عبر ملف (U) أنه واحد من لفات المحرك “المتصلة بالتوازي”.

كما يتم الوصول إلى سرعة التواقت من حوالي (1.3) ثانية، وفي هذا الوقت؛ فإنه يتم إنشاء مكون التيار المتردد في تيار المجال حتى أثناء عدم التزامن، كما ويتم إنشاء مجال مغناطيسي متناوب أحادي الطور بسبب تكوين دائرة لف الدوار.

في المستقبل يبقى من الضروري إجراء تحليل أكثر تفصيلاً لتأثير مكون التيار المتردد هذا على خصائص عزم الدوران عندما لا يكون متزامناً، وعلى وجه التحديد، سيكون من الضروري قياس خصائص الانزلاق مقابل عزم الدوران باستخدام آلة فعلية وقياس وتحليل تيار المجال من خلال حلقة الانزلاق.

بالإضافة إلى ذلك، وبالنظر إلى خصائص التحويل النسبي؛ فإنه من المتوقع أن تتحسن خصائص عزم الدوران مباشرة قبل التزامن عن طريق ضبط قيمة مقاومة الموصل الثانوي في مواصفات هذا النموذج الأولي لتكون أصغر قليلاً.

خصائص القيادة المتزامنة عندما يتغير طور الجهد الكهربائي

تنحصر خصائص القيادة المتزامنة عندما يتم تغيير طور الجهد المطبق بواسطة مصدر جهد الموجة الجيبية ثلاثي الطور عند الجهد المطبق على (70.7 Vrms)، كما يتم الحصول على المرحلة الحالية في هذا الشكل من نتيجة تحليل مصدر الجهد ومرجع الطور الحالي (0 درجة) هو المحور (+q) في إحداثيات المحور (dq).

كما أن سرعة دوران “الجزء المتحرك” ثابتة مقداراً عند سرعة التواقت (1800 ص / دقيقة)، بحيث يمثل (Trel) عزم دوران الممانعة للمحرك المقترح و (Te-coil) هو عزم الدوران الذاتي “للمغناطيس الكهربائي”، (Ttotal) هو عزم الدوران المتزامن و (Ttotal = Trel + Te-coil) على التوالي.

وبشكل أكثر دقة؛ فإنه من المتصور أن يتم إنشاء عزم الحث وهو عزم الكبح، وذلك عن طريق التوافقيات الفضائية ذات الأرقام الفردية المترابطة مع شريط الموصل الثانوي أثناء المزامنة، ومع ذلك يتم تجاهله لأنه من الصعب فصل عزم الدوران الخاص به، حيث أن (Trel) هي نتيجة المحاكاة مع فتح الملف الدوار، كما وتم حساب (Te-coil) تقريباً عن طريق طرح (Trel) من (Ttotal).

ونظراً لأن المحرك المقترح هو نوع قطب بارز أمامي؛ فإنه يصبح عزم دوران الممانعة موجباً في منطقة تكثيف التدفق، بحيث يبلغ أقصى عزم للمغناطيس الكهربائي المثار ذاتياً عند حوالي 15 درجة في منطقة إضعاف التدفق وليس عند (0) درجة على المحور (+q).

كما ويرجع ذلك إلى أن مقدار الترابط الخاص بمتناسق الفضاء من الدرجة الثانية مع (I-coil) يتغير اعتماداًَ على المرحلة الحالية في المحرك، بعد ذلك يوضح الشكل (3) خصائص معامل القدرة، بحيث يمكن ملاحظة أن عامل القدرة يتحسن عن طريق تكوين تدفق مجال في الدوار عن طريق الإثارة الذاتية.

كما توضح هذه النتائج أن المحرك المقترح يمكن أن يستخدم عزم دوران الممانعة وعزم دوران المغناطيس الكهربائي أثناء المزامنة، ولديه القدرة على تحسين عزم الحمل المسموح به على (IM) و (LS-PMSM)، وفي المستقبل، سيكون من الضروري قياس هذه الخصائص باستخدام محرك تحميل في آلة فعلية وتقييمها بشكل تجريبي.

النموذج المبدئي الخاص بالقيادة المتزامنة

يوضح الشكل التالي (4) نموذجاً أولياً، وذلك مع إزالة القطب الإضافي، بحيث تم لف موصل (AIW) بقطر سلك (0.8) حول القطب البارز مثل (I-coil) و (F-coil)، ثم تم توصيل القطب الإضافي وتجميعه كما هو موضح في الشكل 4 (A).

من وجهة نظر القابلية للتجميع الهندسي؛ فإنه يتكون قلب الدوار والقطب الإضافي من صفائح فولاذية كهرومغناطيسية مغلفة بالربط، بحيث يتم تأمين العزل بين اللفات الدوارة والقلب الحديدي بغطاء بسمك (0.5) مم مصنوع من طابعة (CFRP) ثلاثية الأبعاد، كما أن عامل الفضاء لملف الدوار هو 21.5٪ للملف (I) و (45.7٪) للملف (F) بسبب محدودية طول نهاية الملف والإنتاج التجريبي عن طريق اللف اليدوي.