محرك متزامن

حركة محرك تزامني يعمل بالتيار المتردد.

هو محرك يعمل بالتيار المتردد. يعتمد عدد دورات المحرك المتزامن في الثانية (أو في الدقيقة) على عدد أزواج الأقطاب لكل طور وتردد الجهد الكهربائي. إذا كانت ملفات العضو الساكن ثلاثة - وهذا هو التصميم المعتاد لمحرك التيار المتردد - فيعتبر عدد أزواج الأقطاب فيه 1 (قطب الساكن وقطب الدوار).

يتولد المجال المعناطيسي للعضو الدوار عن طريق مغناطيس ذاتي (أو مغناطيس كهربائي يأتيه التيار من مبادل كهربائي بواسطة فرشتين ). وتعمل ملفات العضو الثابت بتيار متردد (أنظر محرك كهربائي).

عند تشغيل المحرك التزامني يدور المجال المغناطيسي للعضو الثابت في الحال بسرعة تردد التيار (تزامن). أما العضو الدوار فيحتاج إلى زمن قصير لبدء حركته بسبب عزم القصور الذاتي. ولهذا يحتاج محرك التزامن لفترة أولية حتى تتنامى سرعته إلى أن تصل سرعة الدوران التزامنية. وعند اقتراب سرعة العضو الدوار من سرعة الدوران التزامنية يوصّل تيار العضو الدوار لكي يتفاعل مجاله المغناطيسي مع المجال المغناطيسي للعضو الثابت ويستمر في الدوران.

العضو الدوار لمحرك كبير. ترى حلقات الانزلاق أسفل الصورة.

ملفات العضو الثابت لطلمبة ماء كبيرة

اتجاه دوران المحرك يحددها اتجاه دوران المجال المغناطيسي للعضو الثابت. ولكي نعكس اتجاه دوران المحرك فلابد من استبدال توصيلة طورين من الثلاثة أطوار على العضو الثابت.

كما يمكن لمحرك متزامن يعمل بمغناطيس ذاتي أن يقوم بعمل مولد كهربائي متزامن. مثال على ذلك دينامو الدراجة أو المولد الكهربائي للدراجة النارية. أما الآلات التزامنية التي تعمل في محطة توليد كهرباء، أو التي تعمل في مولدات التيار للسيارة فهي تستخدم تيارا خارجيا لتموين المغناطيس الكهربائي في العضو الدوار بدلا من المغناطيس الذاتي.

يمكن تشغيل المحرك التزامني بواسطة تيار متردد ذو طور واحد، أو بواسطة تيار متردد متعدد الأطوار. ومن النادر وجود محركات متزامنة تعمل بتيار ذي طورين اثنين.

سرعة دوران محرك التزامن ال${\displaystyle N_{s}\,}$ تعتمد على تردد الجهد و عدد أزواج الأقطاب المغناطيسية : [3]

${\displaystyle \mathbf {N_{s}} ={\frac {\mathbf {60} \mathbf {f} }{\mathbf {p} }}}$

حيث:

${\displaystyle \mathbf {f} }$ تردد المصدر الكهربائي المتردد AC supply.
${\displaystyle \mathbf {p} }$ عدد الأقطاب المغناطيسية لكل طور.

كما يمكن صياغة سرعة الدوران كدالة للسرعة الزاوية : ,[4]

${\displaystyle \mathbf {\omega _{s}} ={\frac {\mathbf {2} \pi \mathbf {f} }{\mathbf {p} }}}$

حيث:

${\displaystyle \mathbf {\omega _{s}} }$ السرعة الزاوية وتقاس ب راديان/ ثانية.

تنقسم المحركات التزامنية إلى نوعين :

• محركات مستثارة بمصدر جهد : هذا النوع عن المحركات الحثية تتطلب استثارته مصدرا خارجيا للجهد مستمرا، ولذلك يلزمه فرش وحلقات انزلاق لتزويد الدوار بالتيار.
• محركات غير مستثارة : ذاتية البدء ولا تتطلب مصدرا خارجيا لإنها تملك دائرة كهربية داخلية تتولى عملية البدء.

و السبب في أن المحرك المتزامن يحتاج دائرة بدء سواء مدمجة أو خارجية هو أنه لا ينتج العزم إلا عندما تصل السرعة إلى السرعة التزامنية التي يحددها التردد وعدد الأقطاب.

يمكن تشغيل المحرك التزامني بواسطة تيار متردد ذو طور واحد، وهذا ما يجري في المحركات الصغيرة مثل محركات الأدوات المنزلية من غسالات كهربائية و ومراوح و شفاطات الغبار وغيرها. أما المحركات الكبيرة المستخدمة في المصانع والورش فهي تعمل ب تيار متردد متعدد الأطوار. ومن النادر وجود محركات تزامنية تعمل بتيار ذو طورين اثنين.

يتمتع المحرك التزامني بكفاءة عالية في تحويل طاقة التيار المتردد إلى شغل ميكانيكي وفي وقت قصير. كما يستعمل هذا المحرك في تصحيح معامل القدرة وذلك لأن معامل قدرته تكون قريبة من الواحد، أو أنه معامل قدرة متقدم فيستعمل عمليات تحسين في بعض المولدات الكهربية.

• آلة تيار ثلاثي الأطوار
• محرك تيار ثلاثي الأطوار
• آلة كهربائية
• محرك كهربائي
• السيرفو

في كومنز صور وملفات عن: محرك متزامن

• بوابة هندسة تطبيقية
• بوابة إلكترونيات
• بوابة طاقة
• بوابة كهرباء