ما هو المحرك الحثي؟

تعريف المحرك الحثي:

المحرك التعريفي (المعروف أيضًا باسم المحرك غير المتزامن)، هو محرك كهربائي شائع الاستخدام، في المحرك الحثي، يتم الحصول على التيار الكهربائي في الجزء المتحرك اللازم لإنتاج عزم الدوران عن طريق الحث الكهرومغناطيسي من المجال المغناطيسي الدوار لملف الجزء الثابت.
ويمكن أن يكون الجزء المتحرك للمحرك الحثي عبارة عن دوار من نوع  قفص السنجاب أو دوار من نوع المنفصل، يشار إلى المحركات الحثية باسم “المحركات غير المتزامنة”؛ لأنها تعمل بسرعة أقل من سرعتها المتزامنة.
 لذلك أول شيء يجب فهمه – ما هي السرعة المتزامنة؟

ما هي السرعة التزامنية؟

السرعة المتزامنة هي سرعة دوران المجال المغناطيسي في آلة دوارة، وتعتمد على التردد وعدد أقطاب الآلة، يعمل المحرك الحثي دائمًا بسرعة أقل من سرعته المتزامنة، سيخلق المجال المغناطيسي الدوار الناتج في الجزء الثابت تدفقًا في الجزء المتحرك،
وبالتالي يتسبب في دوران الجزء المتحرك؛ وذلك نظراً للتأخر بين تيار التدفق في الدوار وتيار التدفق في الجزء الثابت، لذلك فلن يصل الجزء المتحرك أبدًا إلى سرعة المجال المغناطيسي الدوار، أي السرعة المتزامنة.

ملاحظة: هناك نوعان أساسيان من المحركات الحثية، تعتمد أنواع المحركات الحثية على مصدر الإدخال (المصدر)، هناك محركات تحريضية أحادية الطور ومحركات تحريضية ثلاثية الطور، كما أن المحركات الحثية أحادية الطور ليس لها محركاً ذاتي التشغيل، والمحرك الحثي ثلاثي الطور هو محرك ذاتي البدء.

مبدأ العمل للمحرك الحثي:

نحن بحاجة إلى إعطاء إثارة مزدوجة لكي نجعل المحرك يدور بالشكل المطلوب، وفي المحرك  نوفر إمدادًا واحدًا للجزء الثابت وآخر للعضو الدوار من خلال ترتيب الفرش.
لكن في المحرك الحثي، نقدم إمدادًا واحدًا فقط، لذلك من المثير للاهتمام معرفة كيفية عمل المحرك الحثي، الأمر بسيط، ومن خلال الاسم نفسه الذي يطلق عليه يمكننا أن نفهم أنه هنا، يتم تضمين عملية الاستقراء، عندما نعطي الإمداد لملف الجزء الثابت، يتم إنتاج تدفق مغناطيسي في الجزء الثابت يسبب تدفق التيار في الملف، وبعد ذلك يتم ترتيب لف الدوار بحيث يصبح كل ملف قصراً للدارة الكهربائية.
يقطع التدفق من الجزء الثابت الملف ذي الدائرة القصيرة في الدوار؛ نظرًا لأن لفائف الجزء المتحرك ذات دائرة قصيرة، وفقًا لقانون فارداي للحث الكهرومغناطيسي، فإن التيار سيبدأ في التدفق عبر ملف الدوار، وعندما يتدفق التيار عبر ملفات  الجزء الدوار، يتم إنشاء تدفق آخر في الجزء الدوار نفسه.
نرى الآن انه أصبح هناك نوعان من التدفقات، أحدهما هو تدفق الجزء الثابت، والآخر هو تدفق الجزء المتحرك، سيكون تدفق الجزء المتحرك متأخراً نوعاً ما فيما يتعلق بتدفق الجزء الثابت، وبسبب ذلك سوف يشعر الدوار بعزم دوران، يجعل الجزء المتحرك يدور في اتجاه المجال المغناطيسي وهذا هو مبدأ العمل لكل من المحركات الحثية أحادية وثلاثية الطور.

أنواع المحركات الحثية:

يمكن تصنيف أنواع المحركات الحثية اعتماداً على ما إذا كانت هذا المحرك تحريضي أحادي الطور أو ثلاثي الطور.

المحرك التحريضي (الحثي) أحادي الطور:

تشمل أنواع المحركات الحثية أحادية الطور ما يلي:

• المحرك الحثي مقسم المراحل.
  
• المحرك الحثي ذو بادئ المكثف.
  
• المحرك الحثي ذو بادئ التشغيل (الإقلاع) بواسطة مكثف ومكثف.
  
• المحرك  الحثي ذو القطب المظلل.
  

المحرك التحريضي (الحثي) ثلاثي الطور:

تشمل أنواع المحركات الحثية ثلاثية الطور ما يلي:

• المحرك الحثي  القفص السنجاب.
  
• المحرك الحثي المنزلق الدائري.
  قد ذكرنا فيما سبق انه وبالفعل أن المحرك الحثي أحادي الطور ليس محركاً ذاتي التشغيل، وأن المحرك الحثي ثلاثي الأطوار يبدأ ذاتياً إذن ما هو محرك التشغيل الذاتي؟ عندما يبدأ المحرك في العمل بشكل تلقائي وبدون أي قوة خارجية مطبقة على الجهاز (المحرك الحثي)، يُشار إلى المحرك باسم “بدء التشغيل الذاتي”، أي أنه بدأ التشغيل بشكل تلقائي بدون وجود مؤثر خارجي.
  وعلى سبيل المثال، نرى أنه عندما نغلق المفتاح، تبدأ المروحة في الدوران تلقائياً، لذا فهي آلة ذاتية التشغيل، تجدر الإشارة إلى أن المروحة المستخدمة في الأجهزة المنزلية عبارة عن محرك تحريضي أحادي الطور، وهو بطبيعته لا يبدأ التشغيل الذاتي، كيف؟ وهل يطرح سؤال حول كيفية عملها؟
  

لماذا المحرك الحثي ثلاثي الأطوار ذاتي الحركة؟

في نظام ثلاثي الطور، يوجد هناك ثلاثة خطوط أحادية الطور بفارق طور ( 120) درجة هندسية، لذا فإن المجال المغناطيسي الدوار له نفس فرق الطور الذي سيجعل الجزء المتحرك يتحرك بشكل ذاتي، إذا أخذنا في الاعتبار ثلاث مراحل وهي (أ) و(ب) و(ج)، عندما يتم الطور (أ) مساره، فإن الجزء المتحرك سوف يتحرك نحو الطور (أ) الملف (أ)، في المرحلة التالية (ب) ستمغنط وستجذب الدوار ثم الطور( ج)، لذلك سوف يستمر في الدوران بشكل تلقائي ومستمر.

لماذا المحرك الحثي أحادي الطور لا يبدأ ذاتياً؟

وذلك لأنه لديه مرحلة واحدة فقط تجعل الدوار يدور، لذا فهو مرغوب فيه بشكل ملفت للنظر، قبل ذلك نحتاج إلى معرفة سبب عدم كون المحرك الحثي أحادي الطور محركاً ذاتي التشغيل وكيف نتغلب على المشكلة، نحن نعلم أن إمداد التيار المتردد هو موجة جيبيه وتنتج مجالًا مغناطيسيًا نابضاً في لف الجزء الثابت الموزع بشكل موحد ومتكامل.

ونظرًا لأنه يمكننا أن نفترض أن المجال المغناطيسي النابض هو عبارة عن مجالان مغناطيسيان يدوران بشكل متعاكس، فلن ينتج عزم دوران ناتج وكافي في البداية، وبالتالي لا يعمل المحرك بعد إعطاء الإمداد، إذا تم تحريض الدوار للدوران في أي اتجاه بواسطة قوة مؤثرة خارجية، فسيبدأ المحرك، في العمل كما أنه يمكننا حل هذه المشكلة عن طريق تحويل الجزء الثابت إلى ملفين أحدهما هو الملف الرئيسي والآخر هو الملف الإضافي.
نقوم بتوصيل مكثف واحد على التوالي بالملف الإضافي، سوف يحدث المكثف فرقاً في ترتيب الطور عندما يتدفق التيار عبر كلا الملفين، عندما يكون هناك اختلاف في الطور، سيولد الدوار عزم دوران البدء، وسيبدأ في الدوران عملياً يمكننا أن نرى أن المروحة لا تدور عندما ينفصل المكثف عن المحرك، ولكن إذا قمنا بالتدوير بواسطة اليد مثلاً، فسوف نلاحظ بأنها بدأت بالدوران، وهذا هو السبب في أننا نستخدم مكثفاً في المحرك الحثي أحادي الطور.
بسبب المزايا المختلفة للمحرك الحثي، هناك مجموعة واسعة من التطبيقات للمحرك الحثي، تتمثل إحدى أكبر مزاياها في كفاءتها العالية، والتي يمكن أن تصل إلى 97٪.
العيب الرئيسي للمحرك التعريفي هو أن سرعة المحرك تختلف باختلاف الحمولة المطبقة، يمكن تغيير اتجاه دوران المحرك التعريفي بسهولة عن طريق تغيير تسلسل الطور للإمداد ثلاثي الطور، أي إذا كان في اتجاه أمامي (باتجاه عقارب الساعة)، فسوف يجعل المحرك يدور في الاتجاه العكسي(عكس عقارب الساعة)، هذا في حالة المحرك ثلاثي الطور، ولكن في محرك أحادي الطور، يمكن عكس الاتجاه عن طريق عكس أطراف المكثف في اللف فقط.