سيقوم هذا المقال بتحليل الفروقات بين مراوح EC ومراوح AC من منظور حلول التصنيع الفعلية لديهم، ومبادئ التشغيل، وبيانات الديناميمتر للمحركات ذات الصلة، وبيانات اختبار حجم الهواء الفعلي للمراوح، وسيناريوهات التطبيق الفعلية لمراوح التيار المتردد المحورية والمراوح المحورية EC، واتجاهات تطور الصناعة.
حلول التصنيع الفعلية لمحركات التيار المتردد
لف ستاتور دوار قفص السنجاب مخطط تجميع الستاتور-دوار
من الصور الفعلية، يمكننا أن نرى أن نظام اللف المتقاطع في محرك التيار المتردد يجعل جزءا من السلك المطلي بالمينا يبرز خارج النواة.
العملية الرئيسية لمبدأ تشغيل محرك التيار المتردد هي كما يلي
1. يتصل ملف الستاتور بتيار متردد، ويتم توليد مجال مغناطيسي دوار ومتغير في اللف.
2. تمر خطوط التدفق المغناطيسي الدوارة والمتغيرة للستاتور عبر دوار قفص السناجب. وفقا لمبدأ الحث الكهرومغناطيسي، يتم تحفيز مجال مغناطيسي دوار ومتغير على الدوار، ويتبع المجال المغناطيسي للدوار التغيرات في المجال المغناطيسي للستاتور.
3. يتفاعل المجالان المغناطيسيان مع بعضهما البعض لدفع الدوار للدوران.
خطة التصنيع الفعلية لمحرك EC
مخطط لفة التثبيت الدائم للدوار والدوار الدائم
من صور الجسم الحقيقي، يمكن ملاحظة أن محركات EC تستخدم غالبا لفائف مركزية، وهي مشابهة للملف ذي السن الواحد للملف حول الهيكل الثابت، والسلك المطلي بالمينا له مسافة عرض أسلاك أقصر. السلك المطلي بالمينا يتجاوز مستوى النواة بشكل أقل نسبيا.
مبدأ تشغيل محرك EC
يمكن تبسيط مبدأ تشغيل محرك EC إلى الخطوات الثلاث التالية:
1. يتم تصحيح طاقة التيار المتدفق المدخل وتحويلها إلى تيار مستمر بواسطة وحدة التحكم، ثم يتم تحويل الطاقة التيار المستمر إلى تيار متردد بالتردد المطلوب عبر العكس، ثم يتم إدخال المحرك الملفوف عبر رأس السلك المطلي بالمينا المتصل بلوحة التحكم الكهربائية. تولد وحدة التحكم مجالا مغناطيسيا دوارا عن طريق ربط اللفائف بالتسلسل.
2. يتفاعل المجال المغناطيسي الدوار مع المجال المغناطيسي لمروحة المغناطيس الدائم لدفع المحرك للدوران.
3. يمكن للمتحكم تحديد موقع المجال المغناطيسي للدوار بدقة من خلال مراقبة الحساسات، والقوة الكهربائية الخلفية والتيار والإشارات الأخرى، ثم توصيل الملف المقابل لتشكيل مجال مغناطيسي مدفوع.
تحليل توفير الطاقة لمحركات EC من حيث المبدأ والتطبيق مقارنة بالمحركات الكهربائية
من خلال التحليل أعلاه، يمكن ملاحظة أن محركات التيار المتردد تخلق مجالا مغناطيسيا فعالا من خلال الحث الكهرومغناطيسي، لذا يستخدم جزء من الطاقة الكهربائية لتحديد المجال المغناطيسي، وتنخفض كفاءة تحويل الطاقة الحركية. تستخدم محركات EC مغناطيسات دائمة، لذلك لا حاجة للطاقة الكهربائية لإنشاء المجال المغناطيسي للدوار، وبالتالي لا يوجد فقدان للطاقة.
ثانيا، هناك اختلافات في تأثيرات اللف والحقل المغناطيسي. في عملية اللف المتقاطعة في محركات التيار المتردد، يتجاوز جزء كبير من السلك المطلي المينا النواة، مما يسبب التسرب والحرارة، وبالتالي يقلل من كفاءة تحويل المحرك إلى طاقة حركية. طريقة اللف في محركات EC يمكن أن تقلل من هذا الفقد.
وبسبب مبدأ تصميم الحث في محركات التيار المتردد، فإن الدوار والستاتور لهما تصميم انزلاق ثابت. عندما يتجاوز المحرك الحمل المصمم، فإن الانزلاق الفعلي للمحرك سينحرف عن الانزلاق المصمم، مما يضيق نطاق الكفاءة العالية الكلي. تصميم المغناطيس الدائم وتصميم التحكم في الدفع لمحركات EC سيتجنب هذه الحالة بشكل فعال. ولتقليل هذا العيب في محركات التيار المتردد، غالبا ما تستخدم العاكسات في التطبيقات الفعلية لضبط سرعة محركات التيار المتردد. يشمل تنظيم سرعة التردد المتغير بشكل رئيسي ثلاث عمليات: التصحيح، الانعكاس، والتحكم. في هذه العمليات الثلاث، تختلف كفاءة التحويل حسب نقطة التشغيل، حيث تتراوح تقريبا بين 85٪ إلى 96٪. الخسارة الرئيسية للطاقة تكون في روابط التصحيح والعكس، والتي تشكل حوالي 90٪ من إجمالي الخسارة. القيمة الفعلية لكفاءة وحدة التحكم في محركات EC تتجاوز في الغالب 97٪. بشكل عام، يمكن لمحركات التيار المتردد المزودة بالعاكس تحسين كفاءة تشغيل المحركات المترددة إلى حد ما، لكن لا يزال هناك بعض الفجوة مقارنة بمحركات الطاقة الكهربائية.
فيما يلي منحنى الديناميمتر لمحرك تيار متردد معين ومحرك كهرومغناطيسي بنفس نطاق القوة والسرعة.
من المنحنى، يمكننا أن نستنتج أن محركات EC أكثر كفاءة ولديها نطاق أوسع من الكفاءة العالية.
تحليل توفير الطاقة لبيانات اختبار مراوح التيار المتردد المزودة بالعاكس ومراوح EC:
من خلال تحليل البيانات، يمكن ملاحظة أنه عند نقطة التشغيل النموذجية 100Pa لمراوح التدفق المحوري الكبيرة، تكون كفاءة الضغط الساكن لمحلول EC أعلى بنسبة 3.3٪ من محلول التيار المتردد مع العاكس.
حلول التصنيع الفعلية لمحركات التيار المتردد
لف ستاتور دوار قفص السنجاب مخطط تجميع الستاتور-دوار
من الصور الفعلية، يمكننا أن نرى أن نظام اللف المتقاطع في محرك التيار المتردد يجعل جزءا من السلك المطلي بالمينا يبرز خارج النواة.
العملية الرئيسية لمبدأ تشغيل محرك التيار المتردد هي كما يلي
1. يتصل ملف الستاتور بتيار متردد، ويتم توليد مجال مغناطيسي دوار ومتغير في اللف.
2. تمر خطوط التدفق المغناطيسي الدوارة والمتغيرة للستاتور عبر دوار قفص السناجب. وفقا لمبدأ الحث الكهرومغناطيسي، يتم تحفيز مجال مغناطيسي دوار ومتغير على الدوار، ويتبع المجال المغناطيسي للدوار التغيرات في المجال المغناطيسي للستاتور.
3. يتفاعل المجالان المغناطيسيان مع بعضهما البعض لدفع الدوار للدوران.
خطة التصنيع الفعلية لمحرك EC
مخطط لفة التثبيت الدائم للدوار والدوار الدائم
من صور الجسم الحقيقي، يمكن ملاحظة أن محركات EC تستخدم غالبا لفائف مركزية، وهي مشابهة للملف ذي السن الواحد للملف حول الهيكل الثابت، والسلك المطلي بالمينا له مسافة عرض أسلاك أقصر. السلك المطلي بالمينا يتجاوز مستوى النواة بشكل أقل نسبيا.
مبدأ تشغيل محرك EC
يمكن تبسيط مبدأ تشغيل محرك EC إلى الخطوات الثلاث التالية:
1. يتم تصحيح طاقة التيار المتدفق المدخل وتحويلها إلى تيار مستمر بواسطة وحدة التحكم، ثم يتم تحويل الطاقة التيار المستمر إلى تيار متردد بالتردد المطلوب عبر العكس، ثم يتم إدخال المحرك الملفوف عبر رأس السلك المطلي بالمينا المتصل بلوحة التحكم الكهربائية. تولد وحدة التحكم مجالا مغناطيسيا دوارا عن طريق ربط اللفائف بالتسلسل.
2. يتفاعل المجال المغناطيسي الدوار مع المجال المغناطيسي لمروحة المغناطيس الدائم لدفع المحرك للدوران.
3. يمكن للمتحكم تحديد موقع المجال المغناطيسي للدوار بدقة من خلال مراقبة الحساسات، والقوة الكهربائية الخلفية والتيار والإشارات الأخرى، ثم توصيل الملف المقابل لتشكيل مجال مغناطيسي مدفوع.
تحليل توفير الطاقة لمحركات EC من حيث المبدأ والتطبيق مقارنة بالمحركات الكهربائية
من خلال التحليل أعلاه، يمكن ملاحظة أن محركات التيار المتردد تخلق مجالا مغناطيسيا فعالا من خلال الحث الكهرومغناطيسي، لذا يستخدم جزء من الطاقة الكهربائية لتحديد المجال المغناطيسي، وتنخفض كفاءة تحويل الطاقة الحركية. تستخدم محركات EC مغناطيسات دائمة، لذلك لا حاجة للطاقة الكهربائية لإنشاء المجال المغناطيسي للدوار، وبالتالي لا يوجد فقدان للطاقة.
ثانيا، هناك اختلافات في تأثيرات اللف والحقل المغناطيسي. في عملية اللف المتقاطعة في محركات التيار المتردد، يتجاوز جزء كبير من السلك المطلي المينا النواة، مما يسبب التسرب والحرارة، وبالتالي يقلل من كفاءة تحويل المحرك إلى طاقة حركية. طريقة اللف في محركات EC يمكن أن تقلل من هذا الفقد.
وبسبب مبدأ تصميم الحث في محركات التيار المتردد، فإن الدوار والستاتور لهما تصميم انزلاق ثابت. عندما يتجاوز المحرك الحمل المصمم، فإن الانزلاق الفعلي للمحرك سينحرف عن الانزلاق المصمم، مما يضيق نطاق الكفاءة العالية الكلي. تصميم المغناطيس الدائم وتصميم التحكم في الدفع لمحركات EC سيتجنب هذه الحالة بشكل فعال. ولتقليل هذا العيب في محركات التيار المتردد، غالبا ما تستخدم العاكسات في التطبيقات الفعلية لضبط سرعة محركات التيار المتردد. يشمل تنظيم سرعة التردد المتغير بشكل رئيسي ثلاث عمليات: التصحيح، الانعكاس، والتحكم. في هذه العمليات الثلاث، تختلف كفاءة التحويل حسب نقطة التشغيل، حيث تتراوح تقريبا بين 85٪ إلى 96٪. الخسارة الرئيسية للطاقة تكون في روابط التصحيح والعكس، والتي تشكل حوالي 90٪ من إجمالي الخسارة. القيمة الفعلية لكفاءة وحدة التحكم في محركات EC تتجاوز في الغالب 97٪. بشكل عام، يمكن لمحركات التيار المتردد المزودة بالعاكس تحسين كفاءة تشغيل المحركات المترددة إلى حد ما، لكن لا يزال هناك بعض الفجوة مقارنة بمحركات الطاقة الكهربائية.
فيما يلي منحنى الديناميمتر لمحرك تيار متردد معين ومحرك كهرومغناطيسي بنفس نطاق القوة والسرعة.
من المنحنى، يمكننا أن نستنتج أن محركات EC أكثر كفاءة ولديها نطاق أوسع من الكفاءة العالية.
تحليل توفير الطاقة لبيانات اختبار مراوح التيار المتردد المزودة بالعاكس ومراوح EC:
من خلال تحليل البيانات، يمكن ملاحظة أنه عند نقطة التشغيل النموذجية 100Pa لمراوح التدفق المحوري الكبيرة، تكون كفاءة الضغط الساكن لمحلول EC أعلى بنسبة 3.3٪ من محلول التيار المتردد مع العاكس.