المحرك الكهربائي عبارة عن آلة كهربائية تعمل على تحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية. تعمل معظم المحركات الكهربائية من خلال التفاعل بين المجال المغناطيسي للمحرك والتيارات المتعرجة لتوليد القوة في شكل دوران. يمكن تشغيل المحركات الكهربائية بواسطة مصادر التيار المباشر (DC) ، مثل البطاريات أو السيارات أو مقومات التيار ، أو عن طريق تبديل التيار (AC) ، مثل شبكة الكهرباء ، المحولات أو المولدات الكهربائية. مولد كهربائي متطابق ميكانيكيا مع محرك كهربائي ، لكنه يعمل في الاتجاه العكسي ، وقبول الطاقة الميكانيكية (مثل من المياه المتدفقة) وتحويل هذه الطاقة الميكانيكية إلى طاقة كهربائية.

يمكن تصنيف المحركات الكهربائية حسب الاعتبارات مثل نوع مصدر الطاقة ، والبناء الداخلي ، والتطبيق ، ونوع خرج الحركة. بالإضافة إلى أنواع التيار المتناوب مقابل DC ، يمكن تنظيف المحركات أو فرشها ، وقد تكون مختلفة الطور (انظر الطور أحادي الطور ، أو الطوران ، أو الطور الثلاثي) ، ويمكن أن تكون إما مبردة بالهواء أو مبردة سائلة. توفر المحركات ذات الأغراض العامة ذات الأبعاد والخصائص القياسية قوة ميكانيكية ملائمة للاستخدام الصناعي. تستخدم المحركات الكهربائية الأكبر لدفع السفن ، وضغط الأنبوب والتطبيقات التي يتم ضخها مع تصنيفات تصل إلى 100 ميجاوات. توجد المحركات الكهربائية في المراوح الصناعية ، المنافيخ والمضخات ، الأدوات الآلية ، الأجهزة المنزلية ، الأدوات الكهربائية ومحركات الأقراص. يمكن العثور على المحركات الصغيرة في الساعات الكهربائية.

في بعض التطبيقات ، مثل الكبح المتجدد مع محركات الجر ، يمكن استخدام المحركات الكهربائية في الاتجاه العكسي كمولدات لاسترداد الطاقة التي قد تكون فقدت كحرارة واحتكاك.

تنتج المحركات الكهربائية قوة خطية أو دوارة (عزم الدوران) ويمكن تمييزها عن الأجهزة مثل اللولب المغناطيسية ومكبرات الصوت التي تحول الكهرباء إلى حركة ولكنها لا تولد قوة ميكانيكية قابلة للاستخدام ، والتي يشار إليها على التوالي بالمشغلات والمحولات.

المكونات

دوار
في المحرك الكهربائي ، يكون الجزء المتحرك هو الدوار الذي يحول العمود إلى طاقة ميكانيكية. عادةً ما يمتلك العضو الدوار الموصلات الموضوعة فيه والتي تحمل التيارات التي تتفاعل مع المجال المغناطيسي للجزء الثابت لتوليد القوى التي تحول العمود. بدلا من ذلك ، تحمل بعض الدوارات مغناطيس دائم ، والجزء الثابت يحمل الموصلات.

رمان
ويدعم الدوار عن طريق محامل ، والتي تسمح للدوار لتشغيل محورها. وتدعم المحامل بدورها بالمحرك. يمتد عمود المحرك من خلال المحامل إلى خارج المحرك ، حيث يتم تطبيق الحمل. ولأن قوى الحمل تمارس خارج المعقد الخارجي ، فإن الحمل يُقال إنه مبالغ فيه.

إمانويل
الجزء الثابت هو الجزء الثابت من الدائرة الكهرومغناطيسية للمحرك وعادة ما يتكون من أي من اللفات أو المغناطيس الدائم. يتكون الجزء الثابت من العديد من الصفائح المعدنية الرقيقة ، تسمى التصفيح. يتم استخدام التصفيح لتقليل فقد الطاقة الذي ينتج إذا تم استخدام نواة صلبة.

فجوة الهواء
المسافة بين الدوار والجزء الثابت تسمى الفجوة الهوائية. الفجوة الهوائية لها تأثيرات مهمة ، وهي عمومًا صغيرة بقدر الإمكان ، حيث أن الفجوة الكبيرة لها تأثير سلبي قوي على الأداء. هو المصدر الرئيسي لعامل الطاقة المنخفضة الذي تعمل فيه المحركات. يزيد التيار الممغنط مع الفجوة الهوائية. لهذا السبب ، يجب أن تكون الفجوة الهوائية ضئيلة. الفجوات الصغيرة جدا قد تسبب مشاكل ميكانيكية بالإضافة إلى الضوضاء والخسائر.

اللفات
اللفافات عبارة عن أسلاك يتم وضعها في لفائف ، عادة ما تكون ملفوفة حول مغناطيسية مغناطيسية من الحديد اللينة من أجل تشكيل أقطاب مغناطيسية عند تنشيطها بالتيار.

تأتي الماكينات الكهربائية في اثنين من تكوينات عمود المجال المغناطيسي الأساسي: تكوينات البارزة وغير الدورية. في الآلة البارزة ، يتم إنتاج الحقل المغناطيسي للقطب بواسطة جرح متعرج حول القطب أسفل وجه القطب. في اللامركزية ، أو الحقل الموزع ، أو الدوّار الدوار ، يتم توزيع اللف في فتحات وجه القطب. يحتوي المحرك المظلل على جزء متعرج من القطب يؤخر مرحلة المجال المغناطيسي لذلك القطب.

تحتوي بعض المحركات على موصلات تتكون من معدن سميك ، مثل قضبان أو صفائح معدنية ، عادةً نحاس ، أو ألومينيوم. هذه عادة ما تكون مدعومة بالتحريض الكهرومغناطيسي.

عاكس التيار
جهاز التبديل هو عبارة عن آلية تستخدم لتحويل مدخلات معظم أجهزة التيار المستمر وبعض أجهزة التكييف. وتتكون من مقاطع حلقة انزلاقية معزولة عن بعضها وعن المحور. يتم تزويد تيار المحرك في الفرشاة من خلال الفرش الثابتة التي تتلامس مع العاكس الدوار ، مما يؤدي إلى الانعكاس الحالي المطلوب ، ويطبق القوة على الماكينة بطريقة مثالية بينما يدور الدوار من القطب إلى القطب. في غياب هذا الانعكاس الحالي ، سوف يتوقف المحرك إلى التوقف. في ضوء التقنيات المحسّنة في المتحكم الإلكتروني ، والتحكم بدون أجهزة استشعار ، والمحرك الحثي ، ومجالات المحركات الدائمة المغنطيسية ، يحرِّض التعريفي الخارجي والمحركات المغناطيسية الدائمة المحركات الكهربائية المتبدلة كهروميكانيكياً.

إمدادات السيارات والتحكم

إمدادات السيارات
يتم عادة تزويد المحرك DC من خلال عاكس حلقة الانزلاق كما هو موضح أعلاه. يمكن أن تكون عملية تبديل محركات التيار المتردد عبارة عن عاكس من حلقة الانزلاق أو من النوع الذي تم تبديله خارجياً ، ويمكن أن يكون نوع تحكم ثابت السرعة أو متغير السرعة ، ويمكن أن يكون من النوع المتزامن أو غير المتزامن. يمكن تشغيل المحركات العالمية إما على التيار المتردد أو التيار المباشر.

التحكم في المحركات
يتم تزويد محركات التيار المتردد التي يتم التحكم فيها بسرعة ثابتة ببادئ التشغيل المباشر أو بدء التشغيل الناعم.

يتم توفير محركات التيار المتردد ذات السرعة المتغيرة مع مجموعة متنوعة من محولات الطاقة المختلفة أو محركات الأقراص ذات التردد المتغير أو تقنيات المبدل الإلكتروني.

عادة ما يرتبط مصطلح المبدل الإلكتروني بمحرك DC بدون فرشات يعمل بالتيار الذاتي وتطبيقات محرك تردد مغاير.

الفئات الرئيسية
تعمل المحركات الكهربائية على ثلاثة مبادئ فيزيائية مختلفة: المغناطيسية ، الكهرباء الساكنة ، والكهرباء الضغطية. إلى حد بعيد ، الأكثر شيوعا هو المغناطيسية.

في المحركات المغناطيسية ، يتم تشكيل الحقول المغناطيسية في كل من الدوار والجزء الثابت. المنتج بين هذين الحقلين يؤدي إلى قوة ، وبالتالي عزم الدوران على رمح المحرك. واحد أو كلاهما من هذه الحقول يجب أن يتغير مع دوران المحرك. يتم ذلك عن طريق تبديل الأقطاب وإيقافها في الوقت المناسب ، أو تغيير قوة القطب.

والأنواع الرئيسية هي محركات التيار المستمر ومحركات التيار المتردد ، حيث يتزايد عدد المشردين داخليًا على الأقل.

المحركات الكهربائية AC إما غير متزامنة أو متزامنة.

بمجرد البدء ، يتطلب المحرك المتزامن التزامن مع السرعة المتزامنة للحقل المغنطيسي المتحرك لجميع ظروف العزم العادية.

في الأجهزة المتزامنة ، يجب توفير المجال المغناطيسي بوسائل أخرى غير الحث مثل من اللفات المستثارة المنفصلة أو المغناطيس الدائم.

محرك حصان-كسري (FHP) إما أن يكون تقييمه أقل من 1 حصان (0.746 كيلوواط) ، أو يتم تصنيعه مع حجم إطار قياسي أصغر من محرك قياسي 1 حصان. العديد من المحركات المنزلية والصناعية هي في فئة حصان-كسور.

الاختصارات:

BLAC – فرش AC
BLDC – DC بدون فرشات
BLDM – محرك DC بدون فرشات
المفوضية الأوروبية – عاكس الإلكترونية
PM – مغناطيس دائم
IPMSM – محرك متزامن داخلي – مغناطيسي دائم
PMSM – المحرك المتزامن مغناطيس دائم
SPMSM – موتور متزامن مغناطيسي دائم السطح
SCIM – محرك تحريض قفص السنجاب
SRM – محرك تردد مبدع
SyRM – محرك تردد متزامن
VFD – محرك التردد المتغير
WRIM – المحرك التعريفي الجرحي الدوار
WRSM – موتور متزامن الجرح الدوار
جيش الرب للمقاومة – مضخم الدوران الدوار: التيار الذي يمكن أن تتوقعه في ظل ظروف البدء عند تطبيق الجهد الكامل. يحدث على الفور أثناء بدء التشغيل.
RLA – ﻣﺣﻣول اﻟﺗﺣﻣﯾل اﻟﻣﻘﻧﻧﺔ: اﻟﺣد اﻷﻗﺻﯽ ﻟﻟﻣﺣرك ﯾﺟب أن ﯾرﺳم ﺗﺣت أي ظروف ﺗﺷﻐﯾﻟﯾﺔ. غالبًا ما يُطلق على الخطأ اسم “amps load” ، والذي يقود الناس إلى الاعتقاد ، بشكل غير صحيح ، أنه يجب على المحرك دائمًا سحب هذه الأمبيرات.
FLA – Amp-Load كامل: تم تغييره في عام 1976 إلى “RLA – Amp-Load-Load Amps”.

المحرك الذاتي commutated

نحى العاصمة المحرك
وبحسب التعريف ، فإن جميع محركات DC التي يتم تحريكها ذاتيًا تعمل على الطاقة الكهربائية DC. معظم محركات التيار المستمر هي أنواع صغيرة من المغناطيس الدائم. أنها تحتوي على تخفيف الميكانيكية الداخلية المصقول لعكس تيار اللفات الحركية في التزامن مع الدوران.

محرك DC متحمس كهربائيا
يحتوي محرك التيار المستمر المعزول على مجموعة من الجرح اللولبية الدوارة على محرك مثبت على عمود دوار. ويحمل العمود أيضاً جهاز التبديل ، وهو عبارة عن مفتاح كهربائي دوار طويل الأمد يعكس بشكل دوري تدفق التيار في اللفات الدوارة عند تدوير المحور. وبالتالي ، فإن كل محرك تيار متردد ذو تيار متردد لديه تيار متردد يتدفق عبر لفاته الدورية. يتدفق التيار خلال واحد أو أكثر من أزواج الفرش التي تحمل على العاكس. تقوم الفرشات بتوصيل مصدر خارجي للطاقة الكهربائية إلى المحرك الدوار.

يتكون المحرك الدوار من واحد أو أكثر من لفائف الأسلاك حول نواة مغنطيسية مغنطيسية “ناعمة” مغناطيسية. يتدفق التيار من الفرش من خلال العاكس وملف واحد من المحرك ، مما يجعله مغناطيس مؤقت (مغناطيس كهربائي). يتفاعل المجال المغنطيسي الذي ينتجه المحرك مع حقل مغناطيسي ثابت تنتجه إما PMs أو آخر لف (ملف حقل) ، كجزء من إطار المحرك. تميل القوة بين المجالين المغناطيسيين إلى تدوير عمود المحرك. يقوم المبدل بتبديل الطاقة إلى الملفات مع دوران الدوار ، مع الحفاظ على الأقطاب المغناطيسية للدوار من محاذاة بالكامل للأقطاب المغناطيسية في الحقل الثابت ، بحيث لا يتوقف الدوار أبدًا (مثلما تفعل إبرة البوصلة) ، طالما يتم تطبيق السلطة.

يرجع العديد من قيود محرك DC التقليدي إلى الحاجة إلى فرش للضغط على العاكس. هذا يخلق الاحتكاك. يتم إنشاء الشرر عن طريق صنع الفرشات وكسر الدوائر من خلال لفات الدوار حيث تعبر الفرش الفجوات العازلة بين أقسام العاكس. اعتمادا على تصميم العاكس ، قد يشمل ذلك فرش تقصير الفروع المتجاورة – وبالتالي ينتهي الملف – لحظيا أثناء عبور الفجوات. علاوة على ذلك ، يؤدي حشو لفائف الدوار إلى أن يرتفع الجهد الكهربائي لكل منهما عند فتح دائرته ، مما يزيد من شرارة فرش الفرشاة. يحد هذا التألق من أقصى سرعة للآلة ، حيث أن التسرّع السريع جدًا قد يؤدي إلى ارتفاع درجة الحرارة ، أو تآكل ، أو حتى إذابة العاكس. إن الكثافة الحالية لكل وحدة مساحة للفرش ، بالاقتران مع مقاومتها ، تحد من خرج المحرك. صنع وكسر الاتصال الكهربائي يولد أيضا الضوضاء الكهربائية. شرارة يولد RFI. تبدأ الفرشاة في النهاية بالتبدد وتتطلب استبدالها ، كما أن المبدل نفسه قابل للارتداء والصيانة (على المحركات الأكبر) أو الاستبدال (على المحركات الصغيرة). تعتبر مجموعة المبدل على محرك كبير عنصرًا مكلفًا ، مما يتطلب التجميع الدقيق للعديد من الأجزاء. على المحركات الصغيرة ، عادة ما يتم دمج العاكس بشكل دائم في الدوار ، لذلك استبداله يتطلب عادة استبدال الدوار بأكمله.

في حين أن معظم أجهزة التحويل هي أسطوانية ، إلا أن بعضها عبارة عن أقراص مسطحة تتكون من عدة أجزاء (عادة ، ثلاثة على الأقل) مثبتة على عازل.

إن الفرش الكبيرة مطلوبة لمنطقة اتصال الفرشاة الأكبر لزيادة إنتاج المحرك ، لكن الفرش الصغيرة مطلوبة للكتلة المنخفضة لتعظيم السرعة التي يمكن للمحرك أن يعمل بدون فرشها بشكل مفرط كذاب وإثارة. (الفرش الصغيرة مرغوبة أيضاً بتكلفة أقل). يمكن أيضاً استخدام نوابض الفرشاة الصلبة لعمل فراشي من عمل جزيء معين بسرعة أعلى ، ولكن على حساب خسائر احتكاك أكبر (كفاءة أقل) وفرشاة متسرعة وارتداء عاكس. لذلك ، يستلزم تصميم فرشاة المحرك DC مفاضلة بين طاقة الإخراج والسرعة والكفاءة / التآكل.

يتم تعريف آلات التيار المباشر كما يلي:

دائرة التسليح – دارة حيث يتم تحميل حمل الحمل ، والتي يمكن أن تكون إما ثابتة أو دوارة جزء من المحرك أو المولد.
المجال الميداني – مجموعة من اللفات التي تنتج المجال المغناطيسي بحيث يمكن أن يحدث الحث الكهرومغناطيسي في الآلات الكهربائية.
تخفيف: تقنية ميكانيكية يمكن من خلالها إجراء تصحيح ، أو من خلاله يمكن اشتقاق DC ، في أجهزة التيار المستمر.

هناك خمسة أنواع من محرك DC المصقول: –

محرك DC التحويلة الجرح
محرك DC سلسلة الجرح
محرك مركب DC (تكوينان):
مركب تراكمى
معقد بشكل تفاضلي
محرك PM DC (غير معروض)
متحمس بشكل منفصل (غير معروض).

المغناطيس الدائم العاصمة المحرك
لا يحتوي محرك PM (مغناطيس دائم) على حقل يلف على الإطار الثابت ، ويعتمد بدلاً من ذلك على PMs لتوفير المجال المغناطيسي الذي يتفاعل معه حقل الدوار لإنتاج عزم الدوران. يمكن استخدام اللف التعويضي في السلاسل مع المحرك في المحركات الكبيرة لتحسين عملية النقل تحت الحمل. لأن هذا الحقل ثابت ، لا يمكن ضبطه للتحكم في السرعة. حقول PM (stators) ملائمة في المحركات المصغرة للتخلص من استهلاك الطاقة لملف الحقل. معظم محركات DC الكبيرة هي من نوع “dynamo” ، والتي لها ملفات الجزء الثابت. تاريخيا ، لا يمكن جعل PMs للاحتفاظ تدفق عالية إذا تم تفكيكها ؛ كانت اللفات الحقل أكثر عملية للحصول على كمية التدفق المطلوبة. ومع ذلك ، فإن جلسات PMs كبيرة مكلفة ، وكذلك خطيرة وصعبة لتجميع ؛ هذا تفضل حقول الجرح لآلات كبيرة.

لتقليل الوزن الكلي والحجم ، قد تستخدم المحركات الصغيرة PM مغناطيسات الطاقة العالية المصنوعة من النيوديميوم أو عناصر استراتيجية أخرى. معظم هذه هي سبائك النيوديميوم والحديد والبورون. وبفضل كثافة التدفق الأعلى ، فإن الماكينات الكهربائية المزودة برؤوس PMs عالية الطاقة هي على الأقل قادرة على المنافسة مع جميع الآلات الكهربائية المتزامنة والمغذِّية التي تم تصميمها بشكل فردي. تشبه المحركات المصغرة البنية الموجودة في الرسم التوضيحي ، إلا أنها تحتوي على ثلاثة أقطاب دوّارة على الأقل (لضمان البدء ، بغض النظر عن موضع العضو الدوار) وأن غلافها الخارجي عبارة عن أنبوب فولاذي يربط بين مغناطيسات المناطق المغنطيسية المنحنية.

المحرك العاكس الإلكتروني (EC)

محرك DC بدون فرش
يتم التخلص من بعض مشاكل محرك DC المصقول في تصميم BLDC. في هذا المحرك ، يتم استبدال مفتاح الدوران الميكانيكي أو العاكس بمبدل إلكتروني خارجي متزامن مع موضع المدور. عادة ما تكون محركات BLDC فعالة بنسبة 85-90٪ أو أكثر. تم الإبلاغ عن الكفاءة لمحرك BLDC يصل إلى 96.5٪ ، في حين أن المحركات DC مع الفرشاة تكون في العادة 75-80٪ كفاءة.

يشتق شكل الموجة ذات الدفع الرباعي الموجب لمحرك BLDC المميز جزئياً من ملفات الجزء الثابت التي يتم توزيعها بالتساوي ، وجزئياً من وضع مغناطيس الدوار الدائم. تعرف أيضاً بـ DC أو بالتيار الكهربائي من خلال محركات DC ، يمكن لفائف الجزء الثابت من محركات BLDC شبه المنحرفة أن تكون ذات مرحلة أحادية ، مرحلتين أو ثلاث مراحل وتستخدم محاسيس تأثير هول مثبتة على اللفات الخاصة باستشعار موضع الدوار وإغلاق منخفض التكلفة السيطرة على رأس من العاكس الإلكترونية.

يتم استخدام محركات BLDC بشكل شائع حيث يكون التحكم في السرعة أمرًا ضروريًا ، كما هو الحال في محركات أقراص الكمبيوتر أو مسجلات أشرطة الفيديو ، ومغزل محركات الأقراص CD ، و CD-ROM (الخ) ، والآليات داخل المنتجات المكتبية ، مثل المراوح وطابعات الليزر و آلات النسخ. لديهم العديد من المزايا على المحركات التقليدية:

بالمقارنة مع مراوح التيار المتردد التي تستخدم محركات ذات عمود مظلل ، فهي تتميز بالكفاءة العالية ، وتعمل أكثر برودة بكثير من محركات التيار المتناوب المكافئة. هذه العملية الرائعة تؤدي إلى حياة محسنة بشكل كبير لمحامل المروحة.
بدون عاكس للارتداء ، يمكن أن تكون حياة محرك BLDC أطول بشكل ملحوظ مقارنة بمحرك DC باستخدام الفرش والعازف. كما يميل التبديل إلى إحداث قدر كبير من الضجيج الكهربائي و RF. وبدون عاكس أو فرش ، يمكن استخدام محرك BLDC في الأجهزة الحساسة للكهرباء مثل أجهزة الصوت أو أجهزة الكمبيوتر.
كما يمكن أن توفر أجهزة استشعار تأثير القاعة نفسها التي توفر عملية التبديل إشارة مريحة لقياس سرعة الدوران من أجل تطبيقات التحكم في الحلقة المغلقة (أجهزة التحكم المُتحكم بها). في المشجعين ، يمكن استخدام إشارة مقياس سرعة الدوران لاشتقاق إشارة “مروحة موافق” وكذلك تقديم ملاحظات سرعة التشغيل.
يمكن مزامنة المحرك بسهولة إلى ساعة داخلية أو خارجية ، مما يؤدي إلى التحكم الدقيق بالسرعة.
لا تملك محركات BLDC أي فرصة للتأثير ، على عكس المحركات النحاسية ، مما يجعلها أكثر ملاءمة للبيئات التي تحتوي على مواد كيميائية ووقود متطايرة. أيضا ، شرارة توليد الأوزون ، والتي يمكن أن تتراكم في مبان سيئة التهوية مما يعرض الأذى لصحة الركاب.
عادة ما تستخدم محركات BLDC في المعدات الصغيرة مثل أجهزة الكمبيوتر وتستخدم عادة في المشجعين للتخلص من الحرارة غير المرغوب فيها.
هم أيضا محركات هادئة جدا صوتيا ، والتي هي ميزة إذا تم استخدامها في المعدات التي تتأثر الاهتزازات.
محركات BLDC الحديثة تتراوح في الطاقة من جزء من واط إلى العديد من الكيلوواط. تستخدم المحركات BLDC الأكبر التي تصل إلى حوالي 100 كيلو واط في السيارات الكهربائية. وجدوا أيضا استخدام كبير في الطائرات نموذج كهربائي عالية الأداء.

تبديل تردد السيارات
لا تحتوي SRM على فرش أو مغناطيس دائم ، ولا يحتوي الدوار على تيارات كهربائية. بدلا من ذلك ، يأتي عزم الدوران من اختلال بسيط في الأقطاب على الدوار مع وجود قطبين على الجزء الثابت. يحاذي الدوار نفسه مع الحقل المغناطيسي للجزء الثابت ، بينما يتم تنشيط لفائف الحقل الثابت بشكل متسلسل لتدوير الحقل الثابت.

يتبع التدفق المغناطيسي الذي تم إنشاؤه بواسطة ملفات المجال المسار الأقل ترددًا مغناطيسيًا ، مما يعني أن التدفق سوف يتدفق عبر أقطاب الدوار الأقرب إلى القطبين المنشطين في الجزء الثابت ، وبالتالي يجذب تلك الأقطاب من الدوار ويخلق عزم دوران. مع دوران الدوار ، سيتم تنشيط اللفات المختلفة ، مع الحفاظ على دوران الدوار.

وتستخدم SRMs في بعض الأجهزة والمركبات.

عالمي AC / DC المحرك
يشار إلى سلسلة مفرغة كهربائيا متحمس أو محرك الجرح المتوازي كمحرك عالمي لأنه يمكن تصميمه للعمل على التيار المتردد أو التيار المستمر. يمكن للمحرك العالمي أن يعمل بشكل جيد على التيار المتردد لأن التيار في كل من المجال وملفات المحرك (وبالتالي الحقول المغناطيسية الناتجة) سوف يتناوب (عكس القطبية) في التزامن ، وبالتالي فإن القوة الميكانيكية الناتجة سوف تحدث في اتجاه دوران ثابت .

تعمل في ترددات خطوط الطاقة العادية ، وغالبا ما توجد المحركات العالمية في نطاق أقل من 1000 واط. المحركات العالمية شكلت أيضا قاعدة لمحرك الجر السكك الحديدية التقليدية في السكك الحديدية الكهربائية. في هذا التطبيق ، فإن استخدام التيار المتردد لتشغيل محرك مصمم أصلاً للتشغيل على DC سيؤدي إلى فقد الكفاءة بسبب تسخين التيار الدوامي لمكوناته المغناطيسية ، خاصة قطع القطب ذات المحرك ، التي كانت ستستخدم الصلبة (DC) غير مغلفة) الحديد ونادرا ما تستخدم الآن.

ومن مزايا المحرك العالمي أنه يمكن استخدام إمدادات التيار المتناوب على المحركات التي تتميز ببعض الخصائص الأكثر شيوعًا في المحركات DC ، وتحديدًا عزم الدوران العالي الانطلاق والتصميم المدمج للغاية إذا تم استخدام سرعات تشغيل عالية. الجانب السلبي هو مشاكل الصيانة والحياة القصيرة الناجمة عن العاكس. تستخدم هذه المحركات في الأجهزة ، مثل خلاطات الطعام والأدوات الكهربائية ، التي يتم استخدامها بشكل متقطع فقط ، وغالباً ما يكون لها عزم دوران عالي لبدء التشغيل. توفر الحنفيات المتعددة في الملف الميداني (غير دقيق) التحكم في السرعة. الخلاطات المنزلية التي تقوم بالإعلان عن سرعات كثيرة تقوم في كثير من الأحيان بدمج ملف الحقل مع العديد من الحنفيات و الصمام الثنائي الذي يمكن إدخاله في سلسلة مع المحرك (مما يؤدي إلى تشغيل المحرك على تيار AC مصحوب بموجة نصفية). كما أن المحركات العالمية توفر إمكانية التحكم الإلكتروني في السرعة ، وبالتالي فهي خيار مثالي لأجهزة مثل الغسالات المنزلية. يمكن استخدام المحرك لتحريك الأسطوانة (سواء للأمام أو في الاتجاه المعاكس) عن طريق تبديل الحقل المتعرج بالنسبة إلى المحرك.

في حين أن نظام SCIMs لا يمكنه تحويل أي عمود بشكل أسرع مما يسمح به تردد خط الطاقة ، يمكن للمحركات العامة أن تعمل بسرعات أعلى بكثير. وهذا يجعلها مفيدة للأجهزة مثل الخلاطات والمكانس الكهربائية ومجففات الشعر حيث تكون السرعة العالية والوزن الخفيف مرغوبة. كما أنها تستخدم بشكل شائع في أدوات الطاقة المحمولة ، مثل المثاقب ، والصنفرة ، والمناشير الدائرية ، حيث تعمل خصائص المحرك بشكل جيد. تتخطى العديد من محركات المكنسة الكهربائية ومحلول الحشائش الحشائش 10،000 دورة في الدقيقة ، في حين أن العديد من المطاحن الصغيرة المماثلة تتعدى 30000 دورة في الدقيقة.

تقلص التيار المتردد خارجيا الجهاز
تم تحسين تصميم الحث AC والمحركات المتزامنة للتشغيل على قوة الموجة أحادية الطور أو متعددة الأطوار الجيبية أو شبه الجيبية مثل تزويدها بتطبيقات السرعة الثابتة من شبكة طاقة التيار المتردد أو للتطبيقات ذات السرعة المتغيرة من وحدات التحكم VFD. يحتوي محرك التيار المتردد على جزأين: الجزء الثابت الثابت الذي يحتوي على لفائف يتم تزويدها بالتيار المتردد لإنتاج حقل مغناطيسي دوار ، ووجّه دوران مرتبط إلى عمود الخرج الذي يعطى عزم الدوران في الحقل الدوار.

المحرك التعريفي
المحرك التعريفي للأقفاص و الجرح الدوار
المحرك التعريفي هو محرك تيار متردد غير متزامن حيث يتم نقل الطاقة إلى العضو الدوار عن طريق الحث الكهرومغناطيسي ، مثل عمل المحولات. محرك الحث يشبه محول الدورية ، لأن الجزء الثابت (الجزء الثابت) هو في الأساس الجانب الأساسي من المحول والدوار (الجزء الدوار) هو الجانب الثانوي. وتستخدم محركات الحث متعدد الأطوار على نطاق واسع في الصناعة.

يمكن تقسيم المحركات الحثية إلى محركات تحريك قفص السنجاب ومحرّكات الجرح الدوارة (WRIMs). تحتوي SCIMs على لفات ثقيلة تتكون من قضبان صلبة ، تكون عادة من الألمنيوم أو النحاس ، وتربطها حلقات في نهايات الدوار. عندما ينظر المرء فقط إلى القضبان والخواتم ككل ، فإنها تشبه إلى حد كبير قفصًا يدورًا حول الحيوان ، ومن هنا جاء الاسم.

تيارات مستحثة في هذه اللفافة توفر المجال المغناطيسي الدوار. يحدد شكل أشرطة الدوران خصائص عزم السرعة. عند السرعات المنخفضة ، فإن التيار المستحث في القفص السنجابي يكون تقريبًا على خط التردد ويميل إلى أن يكون في الأجزاء الخارجية من القفص الدوار. مع تسارع المحرك ، يصبح تردد الانزلاق أقل ، وأكثر من التيار في الجزء الداخلي من اللفة. من خلال تشكيل القضبان لتغيير مقاومة الأجزاء المتعرجة في الأجزاء الداخلية والخارجية من القفص ، يتم إدخال مقاومة متغيرة بشكل فعال في الدائرة الدوارة. ومع ذلك ، فإن غالبية هذه المحركات لديها قضبان موحدة.

في WRIM ، يتم لف الدوّار من العديد من المنعطفات من الأسلاك المعزولة وهي متصلة بحلقات الانزلاق على عمود المحرك. يمكن توصيل المقاوم الخارجي أو أجهزة التحكم الأخرى في الدائرة الدوار. تسمح المقاومات بالتحكم في سرعة المحرك ، على الرغم من أن الطاقة الكبيرة تتبدد في المقاومة الخارجية. يمكن تغذية المحول من الدائرة الدوارة وإرجاع قوة تردد الانزلاق التي يمكن أن تضيع مرة أخرى في نظام الطاقة من خلال العاكس أو مولد المحرك المنفصل.

يتم استخدام WRIM بشكل أساسي لبدء عبء عالٍ من الجمود أو حمل يتطلب عزم دوران عالي للغاية عبر نطاق السرعة الكامل. من خلال اختيار المقاومات المستخدمة بشكل صحيح في المقاومة الثانوية أو حلقة بداية الانزلاق ، يكون المحرك قادرًا على إنتاج عزم دوران أقصى عند تيار إمداد منخفض نسبيًا من سرعة صفر إلى سرعة كاملة. يوفر هذا النوع من المحركات سرعة يمكن التحكم فيها.

يمكن تغيير سرعة المحرك لأن منحنى عزم الدوران للمحرك يتم تعديله بشكل فعال بمقدار المقاومة المتصلة بدائرة الدوار. ستؤدي زيادة قيمة المقاومة إلى تحريك سرعة الحد الأقصى لعزم الدوران. إذا زادت المقاومة المتصلة بالدوار إلى ما بعد النقطة التي يحدث فيها أقصى عزم عند السرعة صفر ، فسيتم تخفيض عزم الدوران أكثر.

عند استخدامها مع حمل يحتوي على منحنى عزم الدوران يزداد مع السرعة ، يعمل المحرك على السرعة حيث يكون عزم الدوران المطوَّر بواسطة المحرك مساويًا لعزم الحمل. سيؤدي تقليل الحمل إلى تسريع المحرك ، وسيؤدي زيادة الحمل إلى إبطاء المحرك حتى يتساوى الحمل وعزم دوران المحرك. تعمل بهذه الطريقة ، وتبدد خسائر الانزلاق في المقاومات الثانوية ويمكن أن تكون مهمة جدا. كما أن تنظيم السرعة والكفاءة الصافية ضعيفان للغاية.

محرك عزم الدوران
محرك عزم الدوران هو شكل متخصص من المحركات الكهربائية التي يمكن أن تعمل إلى أجل غير مسمى أثناء التوقف ، أي مع منع الدوار من الدوران ، دون تكبد أي ضرر. في هذا النمط من التشغيل ، سيقوم المحرك بتطبيق عزم ثابت على الحمل (ومن هنا جاء الاسم).

ومن التطبيقات الشائعة لمحرك عزم الدوران هو محركات بكرة العرض والإمساك في محرك الشريط. في هذا التطبيق ، مدفوعة من الجهد المنخفض ، فإن خصائص هذه المحركات تسمح بتثبيت شد خفيف ثابت نسبيا على الشريط سواء كانت أو لا تقوم بتغذية الشريط بعد رؤوس الأشرطة. انطلاقاً من الجهد العالي ، (وبالتالي توفير عزم دوران أعلى) ، يمكن لمحركات العزم أن تحقق عملية سريعة إلى الأمام والترجيع دون الحاجة إلى أي آليات إضافية مثل التروس أو القوابض. في عالم ألعاب الكمبيوتر ، يتم استخدام محركات عزم الدوران في قوة توجيه ردود الفعل.

تطبيق آخر شائع هو التحكم في دواسة محرك الاحتراق الداخلي بالاقتران مع حاكم إلكتروني. في هذا الاستخدام ، يعمل المحرك ضد زنبرك خلفي لتحريك دواسة الوقود وفقًا لناتج الحاكم. هذا الأخير يراقب سرعة المحرك من خلال حساب النبضات الكهربائية من نظام الإشعال أو من التقاط مغناطيسي ، ويعتمد ذلك على السرعة ، مما يجعل تعديلات صغيرة على كمية التيار المطبقة على المحرك. إذا بدأ المحرك في التباطؤ بالنسبة للسرعة المرغوبة ، فإن التيار سيزداد ، وسيطور المحرك عزم دوران أكثر ، وينسحب على عاكس العودة ويفتح الخانق. إذا كان المحرك يعمل بسرعة كبيرة ، فسيقوم الحاكم بتقليص التيار الذي يتم تطبيقه على المحرك ، مما يتسبب في عودة التراجع الربيعي وإغلاق الكبح.

محرك متزامن
المحرك الكهربائي المتزامن عبارة عن محرك تيار متردد يتميز بالدوران الدوار مع لفائف تمرير المغناطيس بنفس معدل التيار المتردد وينتج عن المجال المغناطيسي الذي يحركه. وهناك طريقة أخرى لقول ذلك وهي أنه لا يوجد به أي زلة في ظل ظروف التشغيل المعتادة. على النقيض من هذا مع محرك التعريفي ، والتي يجب أن تنزلق لإنتاج عزم الدوران. أحد أنواع المحركات المتزامنة يشبه المحرك الحثي باستثناء أن الدوار متحمس بواسطة حقل DC. يتم استخدام حلقات الانزلاق والفرش لإجراء التيار إلى الدوار. تتصل أقطاب الدوار ببعضها البعض وتتحرك بنفس السرعة ومن ثم اسم المحرك المتزامن. نوع آخر ، لعزم التحميل المنخفض ، لديه شق أرضي على دوار قفص السنجاب التقليدي لإنشاء أعمدة منفصلة. ومع ذلك ، فهناك طريقة أخرى ، مثل صنع هاموند للساعات التي سبقت الحرب العالمية الثانية ، وفي أجهزة هاموند القديمة ، لا تحتوي على لفات دوارة وأعمدة منفصلة. انها ليست ذاتية الانطلاق. تتطلب الساعة دليلًا يبدأ بمقبض صغير في الخلف ، في حين أن أجهزة هاموند القديمة تحتوي على محرك تشغيل إضافي متصل بمحول يعمل يدويًا بنابض.

وأخيرًا ، تكون المحركات المتزامنة للتخلفية عادةً عبارة عن محركات ذات مرحلتين (بشكل أساسي) مع مكثف تبديل الطور لمرحلة واحدة. وهي تبدأ مثل محركات الحث ، ولكن عندما ينخفض ​​معدل الانزلاق بشكل كاف ، يصبح الدوار (الأسطوانة الناعمة) ممغنطًا بشكل مؤقت. أقطابها الموزعة تجعلها تعمل كمحرك متزامن مغناطيسي دائم (PMSM). ستبقى المادة الدوّارة ، مثل تلك الموجودة في مسمار عادي ، ممغنطة ، ولكن يمكن أيضًا إزالتها دون صعوبة. بمجرد تشغيل ، تبقى أقطاب الدوار في مكانها ؛ لا ينجرفوا.

قد يكون لمحركات التوقيت المتزامن المنخفضة الطاقة (مثل تلك الخاصة بالساعات الكهربائية التقليدية) دوران دائري خارجي مغناطيسي دائم متعدد الأقطاب ، وتستخدم لفائف التظليل لتوفير عزم بدء التشغيل. تحتوي محركات الساعة Telechron على أعمدة مظللة لبدء عزم الدوران ، ودوار دوار ثنائي الجلبة يعمل كدوار ثنائي القطب منفصل.

آلة كهربائية بتغذية مضاعفة
تحتوي المحركات الكهربائية التي تحتوي على مضاعفة مضاعفة على مجموعتين متواليتين متتاليتين ، والتي تساهم بقوة (أي تعمل) في عملية تحويل الطاقة ، مع مجموعة واحدة على الأقل من مجموعات اللف التي يتم التحكم فيها إلكترونيًا من أجل التشغيل المتغير للسرعة. مجموعتان متلفتان متعددتا الطور مستقلتان (أي ، المحرك المزدوج) هما الحد الأقصى في حزمة واحدة دون ازدواجية الطوبولوجيا. المحركات الكهربائية ذات التغذية المزدوجة هي آلات ذات نطاق سرعة عزم دوران ثابت فعال وسرعة متزامنة مرتين لتردد معين من الإثارة. هذا هو ضعف نطاق عزم الدوران الثابت كآلات كهربائية تغذى منفردة ، والتي تحتوي على مجموعة واحدة نشطة.

يسمح المحرك ذو التغذية المزدوجة بتحويل محوّل إلكتروني أصغر ، لكن تكلفة حلقات اللف والدوران الدوارة قد تعوّض التوفير في مكونات إلكترونيات الطاقة. صعوبات في التحكم في السرعة بالقرب من تطبيقات الحد الأقصى للسرعة المتزامنة.