الآلات الكهربائية

في ظل الطلب المتزايد على الآلات الكهربائية عالية الأداء (EMs)، تسود آلات المغناطيس الدائم (PM) حالياً كخيار أساسي، ونظراً لارتفاع عزم الدوران وكثافة الطاقة وكفاءتها العالية.

يبحث هذا الطرح في التصميم الرئيسي والميزات التشغيلية لاستشعار شبكة الألياف الزجاجية المدمجة (FBG) لمراقبة النقاط الساخنة الحرارية في ملفات اللف العشوائية.

بالعادة يتم الكشف عن إمكانية استخدام استشعار الإجهاد (FBG) لتمكين التعرف على اختلال محاذاة العمود المتحرك في مجموعات محركات الماكينة (الآلة) الكهربائية من خلال مراقبة الضغط النسبي الموزع.

شهد العقد الماضي اهتماماً أكاديمياً واسعاً بالآلات الكهربائية متعددة المراحل (الأطوار) وأنظمة التشغيل للتطبيقات الصناعية المختلفة، كما يمكن القول إن الاهتمام بأنظمة ترتيب المرحلة العالية.

تؤثر مجموعة متنوعة من معدات الطاقة على أداء شبكة الطاقة الكهربائية بما في ذلك الآلات الكهربائية وخطوط النقل والمحولات وما إلى ذلك، حيث تلعب الآلات الكهربائية.

يخضع الدفع الكهربائي المعتمد على الآلات الكهربائية ذات الست مراحل في تطبيقات الدفع البحري وجر السيارات إلى تطور سريع بسبب قوته العالية والتوافق مع الخطأ الكهربائي.

في السنوات الأخيرة، ازداد استخدام محركات التيار المستمر عديمة الفرشاة (BLDCMs) في العديد من التطبيقات مثل أدوات التحكم في العمليات الصناعية وأدوات الآلات الدقيقة.

أدى الانفجار الأخير لتطبيقات التصنيع الذكية وإنترنت الأشياء (IoT) والبيانات الضخمة إلى زيادة كبيرة في كمية البيانات التي تم جمعها وتحليلها في مجالات مختلفة مثل الرعاية الصحية.

نظام القدرة متعدد الآلات الكهربائية هو نظام غير خطي موحد ومعقد مع اقتران بين المكونات الديناميكية والأنظمة الفرعية، بحيث يتكون النظام واسع النطاق المترابط من مجموعة متنوعة.

تم نحت الحجر الصلب منذ آلاف السنين، وقد شهدت هذه الصناعة تطورات كبيرة في التقنيات والأدوات المستخدمة لتحقيق نتائج دقيقة وإبداعية. 

مع الخصائص الفائقة والتوافر التجاري، كما تجد الأجهزة ذات فجوة النطاق العريض (WBG) تطبيقاتها تدريجياً، وذلك بالمقارنة مع نظائر السيليكون (Si).

تم استخدام تحويلات مختلفة في الهندسة الكهربائية لتحليل ونمذجة والتحكم في أنظمة الطاقة والآلات الكهربائية أو الأجهزة الإلكترونية للطاقة،

يواجه تطوير والتحقق من صحة إلكترونيات القدرة لوحدات التحكم في المحركات (MCU) تحديات كبيرة لأن المرافق الحالية لا تتناسب مع المتطلبات المرغوبة.

تم استكشاف التحكم التنبئي بنموذج التحكم المحدود (FCS-MPC) لمحركات الآلة الكهربائية، وكذلك محولات الطاقة في السنوات الأخيرة، كما أنه من المعروف أن (FCS-MPC) تمتلك مزايا محددة.

تم اعتبار أجهزة الشحن المتكاملة للمركبات الكهربائية منذ أكثر من ثلاثين عاماً، ومع ذلك فقد أصبحوا محور تركيز الأوساط الأكاديمية والصناعية في الآونة الأخيرة فقط،

لا غنى عن دور آلات الحث في المجتمع الحديث بسبب هيكلها البسيط والمتين والتكلفة المنخفضة وسهولة الصيانة والموثوقية، بحيث يزيد استخدامهم المهيمن والمتكرر من أهمية نماذجهم الرياضية

تم تطوير الآلات الكهربائية الدوارة ذات المغناطيس الدائم (PM) بشكل مكثف لتلبية متطلبات تحسين كفاءة الطاقة، بحيث تُمكِّن (PMs) الأرضية النادرة (على سبيل المثال، SmCo و NdFeB).

لقد وجدت الآلات الكهربائية استخدامات عديدة في الأنظمة الصناعية الحديثة، بحيث يتم استخدام نسبة كبيرة في تطبيقات الجهد المنخفض والتي تم تصميمها بشكل ثابت تقريباً

في العادة يتم استخدام كاشف قائم على حلقة مغلقة التردد لتقدير سرعة الدوران وموضع الزاوية لعمود دوار آلة كهربائية، بحيث يتكون نظام القياس من خلال مصفوفات من المغناطيس الدائم.

يجب أن يقلل التصميم الجديد لمحرك تحريضي لتشغيل آلة صناعية من الخسائر في قلب المحرك والملفات، كما أنه يمكن تحقيق الحد من الخسائر الأساسية.

تشير التقديرات إلى أن المحركات الكهربائية تستهلك حسب القطاع الاقتصادي من (30% - 70%) من الكهرباء، بحيث تم تركيب حوالي 300 مليون محرك كهربائي صناعي.

نظراً لأن المجتمعات يزداد اعتمادها على التوافر المستمر للطاقة الكهربائية عالية الجودة؛ فإن المرافق الحيوية محمية بشكل متزايد بواسطة مصفوفات من المولدات الاحتياطية.

في السابق وباستخدام التجارب المختلفة؛ فإنه تم تصميم وتحليل محرك (LSPM9) بقوة 7.5 كيلو واط، بحيث يعرض الشكل التالي هيكل المحرك النموذجي ثلاثي الأطوار وثنائي القطب.

لقد أتاحت التطورات الأخيرة في مجال الآلات الكهروستاتيكية للآلات المتزامنة الكهروستاتيكية (SEMs) المثارة بطريقة منفصلة التركيب وتحقيق كثافة عزم الدوران.

تعتبر ناقلات النفط من بين أكبر السفن التي ستشاهدها على الماء، كما أن هناك نوعان من الناقلات، وهي الناقلات التي تنقل الزيت غير المكرر وتلك التي تنقل الزيت المكرر،

تشمل صناعة المواد الغذائية ذبح الحيوانات وكذلك معالجة وتعبئة اللحوم ومنتجات الألبان والفواكه والخضروات والحبوب والمأكولات البحرية والمشروبات ومنتجات المخابز، توظف الصناعة ما يقرب من 1.5 مليون عامل، وعادةً ما يكون العمل في تصنيع الأغذية سريع الخطى ويمكن أن يواجه العمال التعرض لمخاطر مثل الانزلاق والسقوط والاضطرابات العضلية الهيكلية والإصابات المرتبطة بالآلة.

تعد تقنية التوليد المقاومة للخطأ مهمة للغاية للتطبيقات عالية الموثوقية، مثل الفضاء الحرج للسلامة أو توربينات الرياح البحرية، كما وقد حظيت الآلات التي تتحمل الأخطاء باهتمام واسع.

شهدت تكنولوجيا توليد وتسخير طاقة الرياح نمواً سريعاً في الاستجابة للمخاوف البيئية المتزايدة حول العالم، وفي عام (2015م) سجلت صناعة الرياح في جميع أنحاء العالم.

المحامل هي عوامل تمكين حيوية لعملية تحويل الطاقة الكهروميكانيكي في الآلات الكهربائية، بحيث يتم التعرف عليها على أنها مكون مع أحد معدلات الفشل الرئيسية في الآلات أثناء الخدمة.

يشار إلى الآلات الكهربائية التي تعمل بسرعات دوران عالية ولها سرعة محيطية تزيد عن 100 م / ث على أنها آلات كهربائية عالية السرعة (HS).