web analytics
المحركات

محرك التيار المستمر

تعد المحركات ذات التيار المستمر هي واحدة من المحركات الأكثر بساطة وسهولة في الاستخدام لأنها لا تتطلب مهارات تقنية وتعقيدات في الاستخدام ، فهذه المحركات واسعة الانتشار ويمكن رؤيتها في أي مكان من حولك. يتم استخدامها في الأجهزة الكهربائية في السيارات والأجهزة المنزلية والعاب الأطفال تحديدا المركبات الصغيرة (السيارات والشاحنات والطائرات الصغيرة). خاصة طائرات التحكم عن بعد مثلا طائرات الهليكوبتر لأن هذه المحركات سهلة الاتصال والتحكم من قبل المستخدم أو بشكل تلقائي ، فهي الخيار الأمثل والأسهل للمبتدئين والهواة لانها تحتوي على سلكين فقط.

مكونات محرك التيار المستمر

لفهم المكونات الداخلية لمحركات التيار المستمر Brushed DC ، دعونا ناخذ محركًا مثل ذلك المستخدم في السيارات الصغيرة الخاصة للاطفال او للهواة والتي تعمل على الجهد (1-6 فولت). ي حين ان المحرك لديه عدد دورات في الدقيقة RPM وعزم دوران جيد. الصورة التالية توضح الشكل الأساسي البسيط للمحرك:

يمكنك أن ترى بنفسك مدى بساطة محرك DC هذا ، حيث يحتوي على عدد قليل من المكونات الرئيسية , عموما يوجد 3 مكونات رئيسية للمحرك واحد منهم هو المسؤول عن الحركة يسمى الدوار Rotot دعونا نفصل أكثر الجدول التالي يبين وصف المكونات الداخلية لمحرك التيار المستمر في الصورة اعلاه : 

الوظيفة المكون/العنصر
توفير الطاقة الكهربائية للمحرك من جهات الاتصال contacts. Brushes
جهات الاتصال الخاصة بالمحرك تقوم بجلب الطاقة من مصدر الطاقة إلى Windings. Contacts
توفر الطاقة عند تدوير الدوار/المحور rotor . Commutator
يحول الكهرباء إلى مجال مغناطيسي لتدوير المحور. Windings
المحور يقوم بنقل دوران المحرك الى الخارج للاستخدام سواء للطائرات او السيارات الاسلكية. Axle
المغناطيس الثابت وذلك لعمل التجاذب والتنافر داخل المحرك مع اللفات. Magnets
قطعة ميكانيكية تعمل على تخفيف الاحتكاك الناتج من دوران المحور Axle. Bushing
غلاف المحرك وذلك لحمايته من التعرض للزيوت والاوساخ وما الى ذلك. Can

نظرية عمل المحرك 

عندما يصل الكاثود والإيجابي إلى جهات الاتصال Contacts ، تنتقل الكهرباء إلى الفراشات Brushes  ثم العاكس Commutator لتوفر الكهرباء الى اللفات Windings لتوليد المجال المغناطيسي والذي يتم جذبه وتنافره باستخدام المغناطيس Magnets لتدوير الدوار. يتم تكرار الدوران طالما كانت الكهرباء موجودة ، ولعكس اتجاه المحور ، نقوم بتغيير الأقطاب الكهربائية وكلما زاد عدد لفات اللفات يمكننا زيادة السرعة الدورانية (RPM) بشكل أعلى.


مواصفات محرك التيار المستمر

الآن سوف ندرس اختيار محرك التيار المستمر ذو الفُرش وفقًا لمعايير المحرك التي تناسب طائراتك أو أي مركبة تريد بناؤها. يجب الانتباه الى هذه المعايير من أجل تحديد سرعة ووزن أي مركبة. كما قلنا سابقًا ، يعتمد اختيار البطارية على نوع المحرك الخاص بك. بشكل عام ، هناك أكثر من طريقة لاختيار المحرك ، وهناك معايير وضعتها الشركات لتقدير وزن الحمل المتوقع للسيارة (من الوزن يمكننا اختيار المحرك) ، وأيضًا يمكننا أن نرى معلومات المحرك من دليل الشركات الصانعة.

لقد وضعنا المصنعون إلى أي مدى يمكن لهذا المحرك أن يرفع الوزن الكلي (وزن المحرك ، الجسم ، البطارية ، والمعدات الإضافية) ويجب أن نأخذ عامل أمان لوزن المركبة (الجوية/الارضية) حتى نتمكن من الطيران أو تحريك السيارة بطريقة سريعة وقوية ، على سبيل المثال ، إذا كان محرك السيارة يمكن أن يتحرك وزن 2 كجم ، فإننا نقوم بتصميم وزن السيارة بحيث يكون 1 كجم بحيث تكون السيارة في أفضل حالة وسرعة وذلك بسبب الاحتكاك وظروف اخرى. اهم المعيار لاختيار المحرك الخاص بنا:

  1. مدى الجهد (V): تختلف المحركات في مقدار جهد التشغيل الذي يمكن أن يحرك الدوار ، مما يؤثر بشكل مباشر على السرعة وعزم الدوران.
  2. سرعة المحرك: عدد الدورات في الدقيقة RPM مع زيادة عدد الدورات سوف تزداد سرعة المحرك ولكن هذا يؤثر على الضوضاء وارتفاع درجة حرارة المحرك.
  3. عزم الدوران: بطبيعة الحال ، فإن عزم الدوران مع الخصائص الهامة في اختيار المحركات ، ولكن هذا يرجع إلى نوع المركبة إذا كانت السيارة تتحرك على الأرض تحتاج إلى عزم دوران عالٍ ، ولكن إذا كانت المركبة طائرة تحتاج إلى عزم دوران أقل ولكن تكون قادرة على تحريك المروحة بالسرعة المطلوبة.

اختيار المحرك

إن اختيار محركات التيار المستمر DC Brushed أمر سهل ، يمكننا استخدام هذه المعادلة الرئيسية للعثور على عدد الدورات في الدقيقة وعزم الدوران والطاقة التي بحتاج لها:

P= (2 * pi * N * T)/60  ,  where  P: power – N: RPM –  T: Torque – pi=3.14

ويمكننا استخدام مقياس سرعة الدوران (جهاز لقياس RPM).

من منحنى عزم الدوران السرعة للمحرك . وبالنظر عن كثب ، يمكننا أن نرى ظاهرة مثيرة للاهتمام مع منحنى المحرك الساخن. مع ارتفاع درجة حرارة المحرك ، يقل العزم. هذا بسبب تأثير الحرارة على المغناطيس. لحل هذه المشكلة يمكن استخدام Brushless DC و DC Motors مع متحكم لضبط سرعة المحرك لتجنب ارتفاع درجات الحرارة.

يوضح الجدول التالي بعض خصائص محرك التيار المستمر ذو الفُرش التجارية حيث يتم عرض خصائص عزم الدوران والسرعة النموذجية لكل حجم محرك أدناه يمكن الرجوع اليها عند اختيار محرك من الانواع المدرجة:

النوع

الجهد المقدر (V)

مدى الجهد(V)

الحمولة المقدرة (mNm)

بدء عزم الدوران (mNm)

سرعة الحمل المقدرة (rpm)

PYN13

3.0

0~4.0

0.1 (1gf.cm)

0.4

17,900

PNN3

1.5

0~3.0

0.03 (0.3gf.cm)

0.09

8,200

PNN7

1.5

0~3.0

0.1 (1gf.cm)

0.23

5,600

PNN13

3.0

1.0~4.0

0.15 

(1.5gf.cm)

0.5~0.6

8900~12000

PKN7

2.0

0~4.5

0.2 (2gf.cm)

0.4~0.6

3790~7050

PKN12

3.0

0~4.5

0.2 (2gf.cm)

0.63~0.9

7250~10540

M1N6

3~5

1.0~6.0

0.2~0.3 (2~3gf.cm)

0.67~2.07

5980~15600

M1N10

2~5

0.5~8.0

0.2~0.3 (2~3gf.cm)

0.78~1.90

3010~11220


المميزات والعيوب

المميزات:

  • من السهل التحكم في هذا المحرك حيث يتم تزويده بقطب موجب وسالب فقط.
  • توليد عزوم دوران جيدة في عدد دورات الدقيقة منخفضة السرعة نسبيًا.
  • منخفض التكاليف ووزن مناسب للكثير من التطبيقات.
  • لا يتطلب جهاز تحكم ذلك يتمكن استخدامه مع وحدة التحكم الالكترونية أم لا.
  • من السهل عكس الدوران فقط بتغير الاقطاب.
  • يمكنك تثبيت علبة التروس للتحكم في السرعة وعزم الدوران.

العيوب:

  • تذوب/تتلاشى الفراشات مع مرور الوقت والاستخدام ، لذا فإن عمر المحرك محدود.
  • هذه المحركات لديها ضوضاء كهرومغناطيسية عالية واحيانا صوت غير مرغوب فيه.
  • يتعرض لدرجة الحرارة وانخفاض الكفاءة بسبب وجودة الفراشات التي تسبب الاحتكاك.
  • يصعب صيانتها.
  • عددد الدورات في الدقيقة محدود.

وبالتأكيد لا تنسى تحميل برنامج To Circuit للهواتف الذكية مجانًا لتبقى دائما على اطلاع في الدروس التي ننشرها يوميًا وذلك بالضغط على الصورة التالية:

اترك تعليقاً

أنت تستخدم إضافة Adblock

برجاء دعمنا عن طريق تعطيل إضافة Adblock