لماذا تعتمد المحركات الكهربائية ذات الجهد المنخفض عالية الطاقة اتصال الدلتا؟

بالنسبة للمحركات ثلاثية الطور، تختلف طريقة توصيل الملفات وفقًا للمعايير الفنية مثل ظروف التشغيل المختلفة، وفولتية الإمداد، وتقييمات الطاقة. على سبيل المثال، تعتمد المحركات ذات الجهد العالي ومعظم محركات الرفع والمحركات المعدنية التوصيل النجمي؛ بينما بالنسبة للمحركات ذات الجهد المنخفض، تتميز طريقة التوصيل بتصنيف الطاقة - تستخدم المحركات التي تبلغ قدرتها 3 كيلووات أو أقل التوصيل النجمي، وجميع المحركات التي تبلغ 4 كيلووات أو أكثر تستخدم اتصال دلتا. ومع ذلك، في تصميم المحرك الفعلي، تم تصميم العديد من محركات الرفع والمحركات المعدنية عالية الطاقة باستخدام وصلة دلتا. بما أن التوصيل النجمي مفضل لمحركات الرفع والمحركات المعدنية لتجنب تعميم المشكلات الحالية، فلماذا لا يزال يتم اعتماد اتصال دلتا لمثل هذه المحركات؟ نقدم الصيغة الأساسية (1) لتحليل طاقة الإدخال P1 من شبكة الطاقة إلى المحرك.

P1 = m1U1I1cosϕ1 …………………………… (1)

في الصيغة (1):

م1 — عدد مراحل المحرك

U1 - جهد الطور الثابت للمحرك

I1 - تيار الطور الثابت للمحرك

cosϕ1 — عامل قدرة الجزء الثابت للمحرك

يمكن أن نرى من الصيغة (1) أنه مع جهد دخل ثابت، لا يمكن تحقيق خرج طاقة أعلى إلا عن طريق زيادة التيار. كلما زادت قوة المحرك، زاد التيار، وزادت مساحة المقطع العرضي المطلوبة للموصل. بالنسبة لعدد معين من لفات الجزء الثابت، يتطلب التيار الأكبر أيضًا حجم فتحة أكبر لتصفيح الجزء الثابت. ومع ذلك، هناك دائمًا حد للزيادة في حجم فتحة تصفيح الجزء الثابت؛ وبالتالي، فإن الطريقة الوحيدة لتعزيز القوة هي تقليل عدد اللفات. ونتيجة لذلك، فإن عوامل متعددة بما في ذلك الطاقة والتيار ومنطقة المقطع العرضي للموصل وحجم فتحة التصفيح وعدد اللفات مترابطة ومقيدة بشكل متبادل.

يهدف التصميم الكهرومغناطيسي للمحرك إلى تحديد مخطط التنفيذ الذي يلبي متطلبات الطاقة والأداء المحددة على أساس تحسين العوامل المترابطة والمقيدة المذكورة أعلاه. بالنسبة للمحركات منخفضة الطاقة، يسمح التيار الصغير بمزيد من اللفات المتعرجة أو حجم أصغر لفتحة تصفيح الجزء الثابت. في المقابل، تتميز المحركات عالية الطاقة بتيار كبير، مما يجعل العدد الزائد من لفات الملفات أو حجم فتحة التصفيح الكبيرة جدًا غير ممكن - وهذا يؤدي حتمًا إلى الاتجاه المتمثل في أن المحركات منخفضة الطاقة مدمجة بينما المحركات عالية الطاقة ضخمة الحجم.

من ناحية أخرى، تحتوي المحركات الكبيرة أو كبيرة الحجم على مقطع عرضي أكبر للدائرة المغناطيسية، مما يؤدي إلى زيادة القوة الدافعة الكهربائية المستحثة (EMF) لكل وحدة طول للموصل. هناك حاجة إلى عدد أقل من الموصلات لموازنة جهد طور المحرك U1، ويمكن أيضًا تقليل عدد الموصلات لكل فتحة إلى

1. بدلاً من ذلك، لتعظيم عدد الموصلات لكل فتحة قدر الإمكان، تم تصميم المحركات عالية الطاقة بهدف زيادة جهد الطور U1. على النقيض من ذلك، بالنسبة للمحركات منخفضة الطاقة، يسعى المصممون دائمًا إلى تقليل جهد الطور U1 لتجنب العدد الزائد من الموصلات لكل فتحة وقطر السلك الصغير جدًا.

للسببين المذكورين أعلاه، تعتمد المحركات منخفضة الطاقة عمومًا التوصيل النجمي، حيث يكون جهد الطور الثابت U1 هو 1/√3 فقط من جهد دخل المحرك أو جهد الإمداد؛ تستخدم المحركات عالية الطاقة عادةً اتصال دلتا، حيث يكون جهد الطور الثابت U1 مساويًا لجهد دخل المحرك أو جهد الإمداد.

من المؤكد أن التصميم الفعلي أكثر تعقيدًا بكثير، والذي يتضمن أيضًا اعتبارات عوامل متعددة مثل السلامة أو التخلص من التيار المتداول أو الاستفادة من تأثير التخميد للتيار المتداول.