Language
Country/Area
No result found
القوة المخفية في دوار المحرك: لماذا لا تعتمد المولدات الحديثة على الفرش الكربونية؟
مع تقدم التكنولوجيا، يتطور أيضًا تصميم المولدات وتشغيلها. إن التغيير من المولدات المبكرة التي اعتمدت على الفرش الكربونية إلى تكنولوجيا عدم الفرش الشائعة بشكل متزايد اليوم لم يحسن أداء المولدات فحسب، بل أدى أيضًا إلى تقليل تكاليف الصيانة. قد يتساءل العديد من القراء عن سبب عدم اعتماد المولدات الحديثة على الفرش الكربونية. ما هي الابتكارات التكنولوجية المخفية وراء هذا؟
الإثارة في الكهرومغناطيسية
في الكهرومغناطيسية، الإثارة هي عملية توليد مجال مغناطيسي باستخدام التيار الكهربائي. يتكون المولد أو المحرك من دوار يدور في مجال مغناطيسي. يمكن إنشاء المجال المغناطيسي بواسطة مغناطيسات دائمة أو ملفات مجال كهربائي. بالنسبة للآلات التي تستخدم ملفات المجال الكهربائي، يجب أن يتدفق التيار عبر الملفات لتوليد (إثارة) المجال المغناطيسي، وإلا فلن يتمكن الدوار من نقل الطاقة.توفر ملفات المجال الكهربائي الشكل الأكثر مرونة لتنظيم التدفق، ولكنها تستهلك التيار.
الإثارة في المولدات
بالنسبة للعديد من المولدات الكبيرة، يجب إنشاء تيار كهربائي قبل أن يتمكن المولد من توليد الكهرباء. على الرغم من أنه يمكن استخدام بعض مخرجات المولد للحفاظ على المجال المغناطيسي بمجرد بدء التشغيل، إلا أنه لا يزال هناك حاجة إلى مصدر تيار خارجي أثناء بدء التشغيل. يعد التحكم في المجال المغناطيسي أمرًا مهمًا للغاية لأنه سيحافظ على الجهد في النظام.
مبدأ مكبر الصوت
باستثناء مولدات المغناطيس الدائم، فإن جهد خرج المولد يتناسب طرديًا مع التدفق المغناطيسي. يتكون مجموع التدفق المغناطيسي من مغناطيسية الهيكل والمجال المغناطيسي الناتج عن تيار الإثارة. إذا لم يكن هناك تيار إثارة، يكون التدفق المغناطيسي صغيرًا جدًا ويكون جهد المحرك قريبًا من الصفر. من خلال التحكم في تيار المجال، يمكن تنظيم جهد نظام التوليد للقضاء على انخفاض الجهد الناجم عن زيادة تيار المحرك.
يمكن اعتبار المولد بمثابة مضخم للتيار والجهد.
استخدام الحوافز المستقلة
بالنسبة للمولدات الكبيرة، من الشائع استخدام مولد إثارة منفصل متصل بالتوازي مع المولد الرئيسي. هذا هو مولد صغير يعمل بمغناطيس دائم أو بطارية تم تصميمه لتوفير التيار اللازم للمولد الأكبر.
عصر جديد من التحفيز الذاتي
تتميز المولدات الحديثة عادةً بأنها ذاتية الإثارة، أي أن جزءًا من طاقة خرج الدوار يُستخدم لتحريك ملفات المجال الكهربائي. عندما يتم إيقاف تشغيل المولد، فإن قلب الدوار سيحتفظ بكمية معينة من المغناطيسية المتبقية. عند تشغيل المولد، لا تقم بتوصيل أي حمل أولاً. ثم سيؤدي المجال المغناطيسي الضعيف الأولي إلى إحداث تيار ضعيف في ملف الدوار، وبالتالي تعزيز المجال المغناطيسي وإنشاء جهد قوي في النهاية.
بدء التشغيل والمتغيرات الأخرى
يجب بدء تشغيل المولدات المثارة ذاتيا بدون تحميل خارجي. هناك أنواع مختلفة من التصميمات المثارة ذاتيًا، تتراوح من تصميمات التحويلة البسيطة التي تستخدم الطاقة من اللف الرئيسي إلى أنظمة تعزيز الإثارة التي توفر دفعة مؤقتة للطاقة للتعامل مع تغييرات الحمل.
عندما لا تكون المغناطيسية المتبقية للمولد كافية لتحقيق الجهد الكامل، فعادةً ما تكون هناك أحكام لحقن التيار من مصدر آخر.
ارتفاع الحوافز التي تقدمها السيارات الخالية من الفرش
تمكن تقنية الإثارة الخالية من الفرشاة من توليد التدفق المغناطيسي في المحرك دون الحاجة إلى فرش الكربون. تستخدم هذه التقنية، التي تم تطويرها من خلال التقدم في تكنولوجيا أشباه الموصلات، مقومًا دوارًا لجمع الجهد المتردد المستحث على عمود الآلة المتزامنة وتصحيحه لتوفيره للملفات الميدانية للمولد. على الرغم من أن الإثارة الخالية من الفرشاة كانت ناقصة تاريخيًا من حيث تنظيم التدفق السريع، إلا أن هذا يتحسن مع توفر حلول جديدة.
مستقبل التكنولوجيا
إن تقنية عدم الفرشاة اليوم أكثر تطوراً، حيث تستخدم اتصالات لاسلكية عالية الأداء لتحقيق التحكم الكامل في المجال المغناطيسي، مثل مقومات الثايرستور وواجهات التبديل، مما يجعل تشغيل المولد أكثر مرونة وكفاءة.
مع استمرار تطور التكنولوجيا، تظل مسألة قدرة المولدات على التخلص تمامًا من فرش الكربون تشكل مشكلة صعبة. ما هي التقنيات الجديدة التي ستظهر في المستقبل لحل هذه التحديات؟
