كلمة "محرك" تولد دائمًا فكرةشيئًا ما يتحرك ، بل ويدور في كثير من الأحيان. عمل واضح - لهذا المحرك. جوهر أي محرك هو تحويل بعض أشكال الطاقة إلى حركة. هل تعرف أي محرك كان الأول؟ يعتقد أنه كان شراعًا. لن يكون من الخطأ القول أن المحرك الأكثر شيوعًا هو المحرك الكهربائي. من بين جميع الآلات الكهربائية المتنوعة من هذه الفئة ، الأكثر استخدامًا هو المحرك غير المتزامن ، والذي يعتمد مبدأ تشغيله على استخدام مظهرين أساسيين للطاقة الكهربائية - الكهرومغناطيسية والحث الكهربائي.
لفهم مبدأ تشغيل محرك كهربائي غير متزامن ، دعونا نتذكر أبسط التجارب من دورة فيزياء المدرسة:
- إذا مر التيار عبر موصل ، يظهر حقل مغناطيسي يتناسب مع التيار حوله ؛
- إذا كنت تأخذ اثنين من الموصلات مع التيار ، ثم ينشأ مجال قوة بينهما - أنها صد أو تجتذب ، تماما مثل أي قطعة من المغناطيس ؛
- إذا تحرك أحد الموصلات ذات التيار بالنسبة إلى آخر ، وهو غير متصل بالمصدر ، ولكن دائرته مغلقة ، فإن تيارًا ينشأ فيه.
المادية ، أو بشكل أكثر دقة ، تخمينية ،يتضمن نموذج العملية مفهوم خطوط القوة المغناطيسية ، والتي نشير إلى وجود خصائص مغناطيسية. هم الذين يمدون "مخالبهم" في كل الاتجاهات ، وإذا ظهرت مادة مغناطيسية حديدية في الطريق ، أي واحد تتركز فيه الخطوط المغناطيسية ، ثم تعمل القوة الدافعة عليه. وإذا كانت هذه المادة نفسها عبارة عن مغناطيس ، فإن تفاعل القوة بين الحقول المغناطيسية يظهر بقوة أكبر. يمكن زيادة المجال المغناطيسي للموصل عن طريق لف عدد كبير من المنعطفات على قضيب مغناطيسي حديدي - في أبسط الحالات ، هذه أسطوانة معدنية عادية مصنوعة من معدن حديد. ليس من الصعب على الإطلاق صنع قضيب على شكل حدوة حصان ووضع لف عليه. أصبحت نهايات "حدوة الحصان" قطبين للمغناطيس ، والذي ، عندما يتم تشغيل التيار عبر الملف ، سيخلق مجالًا مغناطيسيًا قويًا في مركز القطبين. عادة ما نتخيله في رسومات بخطوط.
إذا وضعت في الفجوة بين القطبينقضيب معدني ، ثم ابدأ بتدوير "حدوة الحصان" المغناطيسي ، ثم لاحظ أن القضيب سوف يدور أيضًا. لماذا يسمى جهازنا المحرك التعريفي؟ مبدأ تشغيل هذه الآلة الكهربائية ، كما قيل ، يقوم على ظاهرة الحث الكهرومغناطيسي ، أي تقاطع الخطوط المغناطيسية للمحث لجسم قضيبنا. و "العبور" ممكن فقط عندما تكون سرعة دوران المجال المغناطيسي للمحث - "حدوة الحصان" - أكبر من سرعة دوران القضيب. هذه المعلمة للمحرك - سرعة الدوران غير المتزامن - تسمى "الانزلاق" ويمكن أن تصل إلى 7٪ من السرعة الاسمية للحقل المغناطيسي للجزء الثابت.
أقصى مجال مغناطيسي في الفجوة"حدوة الحصان" ، يغير موقعه المكاني عندما يتم تشغيله. وفقًا لقانون الحث الكهرومغناطيسي ، ينشأ تيار كهربائي في القضيب مع "شريك الحياة" - وهو مجال مغناطيسي. تتشابك الحقول المغناطيسية وتتفاعل و ... تقوم بتدوير الدوار. يكرر المحرك التعريفي الحقيقي مبدأ التشغيل تمامًا كما هو موضح هنا. هذا كل شيء ، الدائرة مغلقة - لدينا جسمان بدون اتصال ميكانيكي ، لكن دوران أحدهما ، الذي يستقبل طاقة كهربائية ، يؤدي إلى دوران الآخر. تلعب المجالات المغناطيسية لمغناطيس حدوة الحصان والقضيب دور "الحبل" غير المرئي.
لم يتبق شيء تقريبًا لبناء المحرك- ليس من الضروري تدوير "حدوة الحصان" ، ولكن لجعل المجال المغناطيسي يدور بشكل مستقل. بمعنى آخر ، يوضح المحرك التعريفي مبدأ التشغيل من خلال حقيقة أن النقطة القصوى للحقل المغناطيسي تتحرك فيه في الجزء الثابت في دائرة ، كما لو كان مغناطيسًا كهربائيًا دوارًا. الشيء الوحيد المتبقي لفعله هو "تحريف" المجال المغناطيسي.
يتم حل مشكلة المجال المغناطيسي الدوار كما يلي:
- ثلاثة أزواج من الأعمدة - ملفات - موضوعة في دائرة بزاوية 120 درجة ؛
- يتم تطبيق الجهد على كل ملفجيبية من مصدر منفصل. يعتبر أن الدورة الزمنية الكاملة للجيوب الأنفية (الفترة) هي 360 درجة. يحدث الجهد الأقصى الموجب 90 درجة بعد الصفر - كل شيء يتم تدريسه في المدرسة ؛
- أهم ما في الأمر هو أن ذروة الجهدتأتي مع تحول زمني لثلث الفترة (يقول الكهربائيون "ثلاث مراحل مع تحول 120 درجة") - هذا هو مبدأ تشغيل المحرك التعريفي. ينتقل الحد الأقصى لشدة المجال المغناطيسي من أول زوج من القطبين إلى الثاني ثم إلى الثالث. ثم تتكرر العملية ، وهو ما يعادل الإزاحة ، بشكل أكثر دقة ، "دوران" المجال المغناطيسي.
تمامًا مثل ذلك ، طاقة كهربائية بسيطة وبدون ضوضاءيتم تحويل الجزء الثابت إلى حركة ميكانيكية للعضو الدوار. لقد استغرقت البشرية عدة عقود لإنشاء هذا المحرك الرائع ، لكن 15 دقيقة كانت كافية لنا لنقول بثقة: محرك تحريضي؟ - لا شيء أسهل.
