أجزاء المحرك

المحرك الكهربائي

يتكون المحرك الكهربائي من مغناطيس ثابت وموصل متحرك يدعى العضو الدوار، إذ يشكل خطوط القوى بين أقطاب المغناطيس، وعندما يمر التيار الكهربائي في الموصل يصبح مغناطيسًا آخر، ويتنافر المجالان المغناطيسيان مما يؤدي إلى دوران العضو الدوار، ويعتمد تشغيل المحرك على ثلاثة مبادئ رئيسية وهي أن يولِّد التيار الكهربائي مجالًا مغناطيسيًا في العضو الثابت، وأن يولد تيار كهربائي آخر مجالًا مغناطيسيًا في ملفات العضو الدوار، ويصل التيار الثاني إلى ملفات العضو الدوار بواسطة مبادل كهربائي ذي تقسيمات توزع التيار المستمر، ثم يتجاذب المجالان المغناطيسيّان أو يتنافران، مما يسبب حركة العضو الدوار، ومن إحدى الطرق التي تبين العلاقة بين اتجاه التيار الكهربائي في السلك واتجاه المجال المغناطيسي الناشئ هي قاعدة اليد اليمنى. ^[١]

أجزاء المحرك الكهربائي

يتكون المحرك البسيط من موصل كهربائي دوار، يوجد بين قطبين شمالي وجنوبي لمغناطيس ثابت على شكل حدوة الحصان، ويعرف باسم العضو الدوار، بينما يعرف المغناطيس الثابت باسم بِنْيَة المجال، سنبين فيما يأتي تفصيلًا لأجزاء المحرك الكهربائي: ^[٢]

• العضو الدوار أو الحافظة: يكون العضو الدوار ملفًا إسطوانيًا أو عدة ملفات إسطوانية، وتكوّن مغناطيسًا كهربائيًا عندما يمر فيها التيار الكهربائي، ويتصل بالعضو الدوار محورًا مرتكزًا على كرسيّي تحميل، ويوصل الحمل بهذا المحور فيدور، ويدور العضو الدوار في محركات التيار المستمر البسيطة بين قطبي المغناطيس، إذ يتجاذب قطب الدوار المغناطيسي الشمالي مع الجنوبي للعضو الثابت، والجنوبي مع الشمالي، ثم ينعكس اتجاه التيار ليغيِّر قطب الدوار الشمالي ويجعله قطبًا جنوبيًا، فيتنافر القطبان الجنوبيان، مما يجعل الحافظة تقوم بنصف دورة، ثم يعكس التيار عن طريق المبادل الكهربائي، وهو حلقة معدنية مقسومة لعدة أجزاء تلامس كل اثنين منهما فرشتين ناقلتين للتيار من الخارج، ويوصل المبادل التيار إلى ملفات العضو الدوار، ثم بعكس التيار فيه عن طريق المبادل ويصبح قطباه مقابليْن للقطبين المختلفين لمجال العضو الثابت، فتستمر حركة الدوار بدورة كاملة، وبتبدل اتجاه التيار المستمر في الملف الدوار ويستمر العضو الدوار بالدوران، وفي كل مرة ينعكس فيها اتجاه التيار أي يدخل التيار في الملف من اليمين ويخرج من اليسار باستمرار، ولكن في هذه الأثناء يكون المبادل قد دار نصف دورة مع الملف المعني، فيصبح اتجاه التيار الداخل معاكسًا لاتجاهه الأول، تدور الحافظة نصف دورة، وعندما تدور فإنها تقطع خطوط القوى المغناطيسية التي يولِّدها العضو الثابت، فينتج جهد كهربائي في الملف، وهذا الجهد يسمى القوة الدافعة الكهربائية المعاكسة التي تقلِّل من سرعة دوران الحافظة، وتقلل من التيار الذي تحمله، فإذا كان المحرك الكهربائي يدير حملاً بسيطًا فإن الحافظة ستدور بسرعة أعلى وتولِّد قوة دافعة كهربائية معاكسة أكبر، وعندما يزداد الحمل تدور الحافظة ببطء، إذ تقطع عددًا أقل من خطوط القوى المغناطيسية، وبذلك فإن المحرك الذي يحمل حملًا أكبر يعمل بكفاءة أكبر لاستخدامه طاقة أقل لبذل شغل.
• العضو الثابت: أو ما يسمى ببنية المجال، تولّد ملفات العضو الثابت مجالًا مغناطيسيًا في المحرك، إذ يتكون المجال المغناطيسي من خطوط قوى تقع بين قطبي المغناطيس الثابت، وتتألف بنية المجال في محرك التيار المستمر البسـيط من مغناطيس دائم يدعى مغناطيس المجال، وفي بعض المحركات الأكبر والأكثر تعقيدًا تتركب من أكثر من مغناطيس كهربائي تتغذى بالكهرباء من مصدرٍ خارجيٍ، وتسمى المغانط الكهربائية ملفات المجال الثابت.
• المبادل الكهربائي: يستخدم أساسًا في محركات التيار المستمر، إذ يعكس اتجاه التيار في العضو الدوار عند دورانه، فيوصل التيار بين مصدر الكهرباء وملفات العضو الدوار، ويتكون المبادل في محرك التيار المستمر من حلقة مقسمة لجزأين على الأقل، ومثبتة في عمود الإدارة الذي يتصل بالعضو الدوار، وتتصل نهاية كل ملف من ملفات العضو الدوار بجزأين من تقسيمات الحلقة المعدنية أي يشكلان قطبين متقابلين، ويوصل التيار القادم من المصدر الخارجي مع المبادل بواسطة سلكين وقطعتين صغيرتين من الجرافيت تدعى الفرشتين، وتلامس جزأين متقابلين من تقسيمات المبادل، ويدخل التيار من الفرشاة إلى الملف، وتوجد فرشاة أخرى في الجانب الآخر يخرج منها التيار من اللفة ويعود إلى مصدر الكهرباء، وعندما تتصل واحدة من الحلقات مع الفرشاة الأولى، تأخذ التيار من الفرشاة ومن ثم ترسله عبر الحافظة، وعندما تسقط الأقطاب المغناطيسية على الحافظة بعض الأقطاب المتشابهة لمغناطيس المجال، تدور الحافظة نصف دورة وتمر بفجوة من الفجوات وتفصل الحلقات، ثم تتصل الحلقة الثانية من المبادل مع الفرشاة الأولى وتحمل للتيار إلى الحافظة، وبهذا ينعكس اتجاه التيار كما ينعكس موضع الأقطاب في الحافظة.

أنواع المحركات الكهربائية

توجد عدة أنواع للمحركات الكهربائية تتمثل فيما يأتي: ^[٣]

• محركات التيار المستمر (DC Motors).
• المحركات الحثيه أحادية الوجه (single phase induction motor).
• المحركات التزامنية (Synchronous Motors).
• المحركات العامة (universal motor) .
• المحركات الخاصة (special motors).
• المحركات الحثيه ثلاثية الأوجه aSynchronous motor 3phase induction motor.

المراجع

1. ↑ "مكونات المحرك الكهربائي وكيفية عمله"، electrobrahim، اطّلع عليه بتاريخ 13-7-2019. بتصرّف.
2. ↑ "محرك كهربائي"، معرفة، اطّلع عليه بتاريخ 13-7-2019. بتصرّف.
3. ↑ "أنواع المحركات الكهربائية"، منتدى المهندس، اطّلع عليه بتاريخ 13-7-2019. بتصرّف.