المحركات الكهربائية

يعتبر نهج التصنيع الإضافي طريقة جديدة لتكنولوجيا التصنيع ويتطور بشكل ديناميكي في السنوات الأخيرة، كما إنها تتقدم وتحقق باعتبارها التكنولوجيا التمكينية الرئيسية.

نظراً لهيكلها البسيط وتشغيلها الموثوق وكفاءتها العالية؛ فقد تم استخدام (BLDCM) على نطاق واسع في الفضاء والعبور بالسكك الحديدية وإلكترونيات السيارات والأجهزة المنزلية.

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.

تتناقص موارد الطاقة المحدودة في العالم بسرعة لأن استهلاك الطاقة يزداد يوماً بعد يوم، لذلك؛ فإنه يجب استخدام أنظمة فعالة لتقليل استهلاك الطاقة.

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.

يمنح الهيكل عالي الموثوقية التفوق على المولد بدون فرش ذو التغذية المزدوجة (BDFG) في أنظمة القيادة القابلة للضبط. يحتوي الإطار الثابت للجزء الثابت (BDFG).

يتم تطبيق (IMs) على نطاق واسع في المركبات الكهربائية، وذلك بسبب هيكلها البسيط وسهولة التصنيع والتشغيل الموثوق والتكلفة المنخفضة، كما يحتوي تيار الجزء الثابت على بعض المكونات التوافقية.

محرك التيار المباشر الخالي من الفرشاة (BLDC) هو محرك مغناطيسي دائم (PM) مع (PMs) على الجزء الدوار ولفائف ثلاثية الطور على الجزء الثابت.

يمكن لمحاكي الآلة الكهربائية (EME)، وذلك باستخدام المحاكاة الرقمية وإلكترونيات القدرة لمحاكاة خصائص الآلات الفعلية، وذلك من خلال تسريع اختبار المحركات الكهربائية بشكل كبير.

نظراً لأن استراتيجية التفريغ القائمة على اللف تستخدم مقاومة المحرك لتبديد الطاقة الإضافية؛ فإن قوة التفريغ تعتمد بشكل أساسي على التيار في المحرك.

يمثل فحص خطوط الكهرباء وصيانتها تكلفة اقتصادية كبيرة لشركات التوريد بسبب التوسع الهائل لهذا النوع من البنية التحتية والحاجة إلى أداء هذه المهام بشكل دوري وفقاً للوائح كل دولة أو منطقة.

يعتبر التيار الكهربائي المباشر عالي الجهد (HVDC)، بمثابة نظام نقل "لقدرة التيار مستمر"، بحيث يتميز بكفاءة وقدرة عالية في النقل لمسافات طويلة.

أخذ (AFPMSM) المكون من ثلاثة الجزء الثابت المزدوج الدوار ككائن بحثي، كما وتم دراسة نظام التحكم الكهربائي في النواقل التنبؤية الحالية النابضة، وذلك بناءً على طريقة توزيع عزم الدوران المثلى بالكفاءة العالية

تستخدم المحركات الكهربائية على نطاق واسع في "الصناعات الحديثة" مثل السيارات الكهربائية والطائرات والأجهزة المنزلية والتصنيع على وجه الخصوص.

تم تطبيق (MEMS) بشكل فعال على العديد من أنظمة الميكاترونيك الذكية  مثل المركبات وأجهزة الاستشعار، وقد تمت دراسة موثوقيتها على نطاق واسع.

بالعادة يتم تحديد حجم وسعة المكثف استناداً إلى نظام محرك جر (100) كيلو واط بتردد تحويل مقداره (30) كيلو هرتز باستخدام طوبولوجيا عاكس مشقوق يسمى العاكس المجزأ.

التنمية الصناعية الموفرة للطاقة مطلوبة بشدة، ومع ذلك؛ فإن النظم الصناعية الحديثة تدمج تقنيات المعلومات والاتصالات (ICT) مثل الحوسبة عالية الأداء والشبكات التي زادت من استهلاك الطاقة.

مع تطور إنترنت الأشياء (IOT) في الأنظمة الذكية، تم تجهيز عدد متزايد من مستشعرات المراقبة اللاسلكية في نظام الطاقة لإنجاز دمج أجهزة الاستشعار وأخذ عينات البيانات.

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.

يعد المحرك المتزامن ذو المغناطيس الدائم (PMSM) جذاباً لمجموعة متنوعة من التطبيقات، وذلك نظراً لكفاءته العالية وكثافة طاقته، وفي بعض التطبيقات الهامة.

يشيع استخدام المحركات الكهربائية التعريفية في الصناعات لمختلف التطبيقات، كما تعمل هذه المحركات على عامل طاقة متأخر مما يسبب مشاكل في جودة الطاقة في (PCC).

كنوع جديد من المحركات الخطية، يتميز "المحرك المتزامن" الخطي ذو المغناطيس الدائم بلف الجزء الأساسي بمزايا كثافة الدفع العالية وفقدان الطاقة المنخفض والاستجابة الديناميكية السريعة.

تعد الضوضاء الصوتية التي تسمعها آذان الإنسان أو التي يلتقطها جهاز الكشف الصوتي أحد الجوانب الرئيسية لتقييم أداء نظام التحكم في المحركات الكهربائية.

تعتبر المعلومات مثل ضغط قاع البئر ودرجة الحرارة ذات قيمة من أجل تحسين الإنتاج وتساعد أيضاً في تحديد أو تجنب المشكلات التي قد تؤدي إلى الإغلاق غير المرغوب فيه.

يتميز المحرك الكهربائي ذو المغناطيس الدائم (PMSM) بالعديد من المزايا، مثل الهيكل البسيط والتشغيل الموثوق و"الخسارة المنخفضة" والكفاءة العالية والحجم المرن.

تم تركيب المصاعد على نطاق واسع في القصور والمصانع وأرصفة البضائع وما إلى ذلك، وذلك كأداة مهمة لنقل الركاب وتوصيل البضائع، لذلك؛ فإن موثوقيتها أمر حيوي لسلامة البشر والتنمية الاقتصادية.

في تطوير الآلات الكهربائية، يمكن استخدام تحليل العناصر المحدودة ثنائية الأبعاد (FEA) لتحليل الخصائص الكهرومغناطيسية للآلة بسبب تناسقها المحوري.

في الآونة الأخيرة، وبسبب المشكلة البيئية وارتفاع أسعار الوقود؛ فقد تم اعتماد أنظمة المحركات الكهربائية لأنواع عديدة من تطبيقات الجر مثل القطار والمركبة.

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.