يعد محرك التيار المستمر واحدًا من أكثر المحركات الكهربائية شيوعًا، وله مجموعة واسعة من التطبيقات، مثل التصنيع الصناعي والمركبات والأجهزة المنزلية وما إلى ذلك. يعد التحكم في محرك التيار المستمر أمرًا بالغ الأهمية. في عملية التصنيع الصناعية، يمكن التحكم بدقة في حالة تشغيل المحرك، مما يمكن أن يحسن كفاءة الإنتاج وجودة المنتج، ويمكنه أيضًا توفير الطاقة. ستقدم هذه المقالة مبدأ التحكم وطرق التحكم الشائعة لمحركات التيار المستمر.
1. المبدأ
مبدأ محرك التيار المستمر هو تحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية باستخدام التفاعل الكهرومغناطيسي بين ملف الإثارة ولف الجزء الثابت. عندما يتدفق التيار عبر ملف الإثارة، يتم إنشاء مجال مغناطيسي قوي، مما يتسبب في دوران الموصلات الموجودة في ملف الجزء الثابت بواسطة القوة المغناطيسية. نظرًا لأن سرعة دوران الموصل مرتبطة بحجم واتجاه التيار، فإن التحكم في حجم واتجاه التيار يمكن أن يتحكم بشكل فعال في سرعة دوران المحرك واتجاهه.
2. طريقة التحكم في محرك التيار المستمر
2.1 التحكم في السرعة
يشير التحكم في السرعة إلى طريقة لتحقيق التحكم في المحرك عن طريق ضبط سرعة المحرك. يتضمن التحكم في سرعة محرك التيار المستمر تنظيم سرعة تبديل القطب الكهربائي وتنظيم سرعة تقطيع الجهد وتنظيم سرعة تعديل الجهد وتنظيم سرعة التغذية المرتدة الحالية وتنظيم سرعة التحكم في عزم الدوران وطرق أخرى.
2.1.1 تنظيم سرعة تبديل القطب
تنظيم سرعة تبديل القطب الكهربائي يعني أن جهد مصدر الطاقة مقسم إلى مستويات مختلفة ومتصل بالأقطاب الكهربائية من خلال تصحيح أحادي الاتجاه ووحدة تحكم التبديل، وذلك للتحكم في سرعة المحرك. عادةً ما يتم تبديل وحدة التحكم بتبديل القطب الكهربائي تلقائيًا وفقًا لمتطلبات سرعة المحرك، بحيث يتمتع المحرك بسرعة موثوقة ودقيقة.
2.1.2 تنظيم سرعة تقطيع الجهد
يشير تنظيم سرعة تقطيع الجهد إلى تغيير سرعة المحرك عن طريق تغيير الحمل على الأقطاب الكهربائية. تقوم وحدة التحكم في تقطيع الجهد بتوصيل مقاوم بين الفرامل ودائرة التبديل، ويمر التيار من خلال هذا المقاوم ليشكل تقطيع جهد القطع، ويمكن التحكم في سرعة المحرك من خلال دورات تقطيع وترددات مختلفة.
2.1.3 تنظيم سرعة تعديل الجهد
تنظيم سرعة تعديل الجهد هو التحكم في سرعة المحرك عن طريق تغيير جهد الدائرة المضيئة أو الدائرة المظلمة. نظرًا لأن ملف الجزء الثابت لمحرك التيار المستمر متصل بالأعمدة والمبدل، فمن الصعب تغيير جهد مصدر الطاقة بشكل مباشر. وباستخدام أجهزة إلكترونية خاصة بالطاقة للتحكم في اتجاه وشدة التيار في الدائرة، يتم التحكم في سرعة المحرك.
2.1.4 تنظيم سرعة ردود الفعل الحالية
يشير تنظيم سرعة التغذية المرتدة الحالية إلى التحكم في سرعة المحرك من خلال كاشف التيار. يمكن لكاشف التيار التحكم في المحرك عن طريق حساب حجم واتجاه التيار، بحيث يمكن للمحرك الحفاظ على سرعة ثابتة.
2.1.5 تنظيم سرعة التحكم في عزم الدوران
يشير تنظيم سرعة التحكم في عزم الدوران إلى التحكم في سرعة المحرك من خلال التحكم في عزم الدوران الناتج للمحرك. يتضمن تنظيم سرعة التحكم في عزم الدوران عادةً وضعين: التحكم في عزم الدوران في الوضع الحالي والتحكم في عزم الدوران في وضع السرعة.
2.2 التحكم في الاتجاه
يشير التحكم في الاتجاه إلى التحكم في تشغيل المحرك عن طريق تغيير اتجاه دوران المحرك. من خلال تغيير اتجاه الجهد أو التيار على الأقطاب الكهربائية، يمكن تحقيق التبديل للأمام والخلف، وبالتالي التحكم في اتجاه المحرك.
3. ملخص
تقدم هذه المقالة بإيجاز مبدأ التحكم وطرق التحكم الشائعة لمحركات التيار المستمر. التحكم في محرك DC يتيح التحكم في سرعة المحرك واتجاهه، مما يتيح إنتاجًا دقيقًا وفعالاً. من الناحية العملية، من الضروري اختيار طريقة تحكم مناسبة وفقًا للاحتياجات الفعلية من أجل الاستفادة الكاملة من خصائص محركات التيار المستمر وتحسين كفاءة الإنتاج وجودة المنتج.
