armature circuit

دائرة الدوار: قلب تحويل الطاقة الكهروميكانيكية

دائرة الدوار هي المكون الأساسي داخل الآلة الكهربائية التي تحمل تيار الدوار. هذا التيار مسؤول عن توليد القوة الدافعة الكهربائية (EMF) في المولدات وإنتاج عزم الدوران في المحركات. على الرغم من أن تفاصيل دائرة الدوار تختلف اعتمادًا على نوع الآلة (تيار مستمر، تيار متردد، متزامن، غير متزامن)، فإن بعض العناصر الأساسية تظل ثابتة.

المكونات الرئيسية لدائرة الدوار

1. لفات الدوار: هذه هي الموصلات الملفوفة على الدوار (في آلات التيار المستمر) أو الساكن (في آلات التيار المتردد) التي تحمل تيار الدوار. يحدد تكوين اللفات خصائص الآلة، بما في ذلك خرج الجهد، وعزم الدوران، والسرعة.
2. المحول (آلات التيار المستمر): هذه الحلبة المقسمة تعمل كمحول كهربائي دوار، و توجه التيار عبر لفات الدوار للحفاظ على اتجاه ثابت لعزم الدوران أو EMF.
3. الفرش (آلات التيار المستمر): هذه الكتل الكربونية الثابتة تتلامس مع المحول الدوار، مما يسمح للتيار بالتدفق من الدائرة الخارجية إلى لفات الدوار والعكس بالعكس.
4. لفات المجال المتسلسل (آلات التيار المستمر): هذه اللفات متصلة على التوالي مع لفائف الدوار وتُحمل تيار الدوار. إنها تُنشئ مجالًا مغناطيسيًا يُضاف إلى المجال الرئيسي، مما يزيد من عزم الدوران في المحركات أو الجهد في المولدات.
5. لفات التعويض (آلات التيار المستمر): تُدمج هذه اللفات في فتحات الدوار، و تُربط على التوالي مع لفائف الدوار. تُعاكس رد فعل الدوار، مما يضمن التشغيل السلس وتجنب مشاكل التبديل.
6. الأقطاب المتوسطة (آلات التيار المستمر): هذه الأقطاب المساعدة الصغيرة الموضوعة بين الأقطاب الرئيسية تُنشئ مجالًا مغناطيسيًا يُساعد في عملية التبديل، مما يمنع حدوث شرارة عند الفرشات ويضمن تدفقًا سلسًا للتيار.
7. مقاومات البدء (محركات التيار المستمر): تُربط هذه المقاومات على التوالي مع الدوار أثناء بدء التشغيل لتحديد حد لتيار بدء التشغيل، مما يحمي المحرك من التلف. تُزال تدريجيًا مع وصول المحرك إلى سرعته التشغيلية.
8. مُلامسات خط النقل (محركات التيار المستمر): تُنشئ هذه المُلامسات الاتصال بدائرة خط النقل لتيار الدوار، مما يسمح بالتحكم في المحرك وحمايته.
9. مستشعر الحمل الزائد (محركات التيار المستمر): يُراقب هذا المستشعر تيار الدوار ويُشغّل قاطع الدائرة أو آلية حماية أخرى إذا تجاوز التيار حدًا محددًا مسبقًا، مما يمنع تلف المحرك.

دائرة الدوار في العمل

في محركات التيار المستمر، يتفاعل تيار الدوار مع المجال المغناطيسي الناتج عن الأقطاب الرئيسية لإنتاج عزم الدوران، مما يؤدي إلى دوران الدوار. يضمن المحول عكس اتجاه تدفق التيار في كل ملف من ملفات الدوار مع مروره تحت القطب المغناطيسي المعاكس، مما يحافظ على نفس اتجاه عزم الدوران.

في مولدات التيار المستمر، تدور لفات الدوار داخل مجال مغناطيسي، مما يحث EMF. يُجمع المحول هذا EMF من ملفات الدوار الدوارة ويُقدمه كتيار مستمر للدائرة الخارجية.

أهمية دائرة الدوار

دائرة الدوار أساسية لعمل أي آلة كهربائية. إنها مسؤولة عن:

• توليد القوة الدافعة الكهربائية (EMF) في المولدات
• إنتاج عزم الدوران في المحركات
• تحكم في سرعة وعزم دوران الآلة
• توفير حماية ضد الأحمال الزائدة والدوائر القصيرة

يُعد فهم دائرة الدوار أمرًا ضروريًا للمهندسين والفنيين المشاركين في تصميم وتشغيل وصيانة الآلات الكهربائية. تضمن دائرة الدوار المصممة جيدًا تشغيل الآلة بكفاءة وموثوقية وأمان.