أخبار

1. توقعات المحرك: الحركة الدورانية
يشير مصطلح المحرك عمومًا إلى المحرك الذي يستمد طاقته الميكانيكية من الطاقة الكهربائية، وفي معظم الحالات يشير إلى المحرك الذي ينتج حركة دورانية. (يوجد أيضًا محرك خطي ينتج حركة مستقيمة، لكننا سنتجاهله هذه المرة).

إذن، ما نوع الدوران الذي تريده؟ هل تريده أن يدور بقوة كالمثقاب، أم أن يدور ببطء ولكن بسرعة عالية كالمروحة الكهربائية؟ بالتركيز على الفرق في الحركة الدورانية المطلوبة، تصبح خاصيتا السرعة الدورانية وعزم الدوران مهمتين.

2. عزم الدوران
عزم الدوران هو قوة الدوران. وحدة عزم الدوران هي نيوتن متر، ولكن في حالة المحركات الصغيرة، يتم استخدام ملي نيوتن متر بشكل شائع.

صُمم المحرك بطرق مختلفة لزيادة عزم الدوران. فكلما زاد عدد لفات السلك الكهرومغناطيسي، زاد عزم الدوران.
نظراً لأن عدد اللفات محدود بحجم الملف الثابت، يتم استخدام سلك مطلي بالمينا بقطر سلك أكبر.
تتوفر سلسلة محركاتنا عديمة الفرش (TEC) بأقطار خارجية تبلغ 60 مم، وتشمل 16 مم، 20 مم، 22 مم، 24 مم، 28 مم، 36 مم، 42 مم. ونظرًا لزيادة حجم الملف مع زيادة قطر المحرك، يمكن الحصول على عزم دوران أعلى.
تُستخدم المغناطيسات القوية لتوليد عزم دوران كبير دون تغيير حجم المحرك. تُعدّ مغناطيسات النيوديميوم أقوى المغناطيسات الدائمة، تليها مغناطيسات الساماريوم-الكوبالت. مع ذلك، حتى مع استخدام مغناطيسات قوية فقط، ستتسرب القوة المغناطيسية من المحرك، ولن تُساهم هذه القوة المتسربة في عزم الدوران.
للاستفادة الكاملة من المغناطيسية القوية، يتم ترقيق مادة وظيفية رقيقة تسمى صفيحة فولاذية كهرومغناطيسية لتحسين الدائرة المغناطيسية.
علاوة على ذلك، ولأن القوة المغناطيسية لمغناطيس الكوبالت الساماريوم مستقرة في مواجهة تغيرات درجة الحرارة، فإن استخدام مغناطيس الكوبالت الساماريوم يمكن أن يحرك المحرك بثبات في بيئة ذات تغيرات كبيرة في درجة الحرارة أو درجات حرارة عالية.

3. السرعة (بالدورات)
يُشار عادةً إلى عدد دورات المحرك بـ"السرعة". وهي تمثل عدد مرات دوران المحرك في وحدة الزمن. ورغم أن "rpm" تُستخدم عادةً للدلالة على عدد الدورات في الدقيقة، إلا أنها تُعبّر عنها أيضاً بـ "min-1" في النظام الدولي للوحدات (SI).

مقارنةً بعزم الدوران، فإن زيادة عدد الدورات ليست صعبة من الناحية التقنية. ببساطة، قلل عدد لفات الملف لزيادة عدد الدورات. مع ذلك، بما أن عزم الدوران يتناقص مع زيادة عدد الدورات، فمن المهم تلبية متطلبات كل من عزم الدوران وعدد الدورات.

بالإضافة إلى ذلك، يُفضّل استخدام محامل كروية بدلاً من المحامل الانزلاقية عند الاستخدام بسرعات عالية. فكلما زادت السرعة، زاد فقدان مقاومة الاحتكاك، وقصر عمر المحرك.
تبعًا لدقة عمود الدوران، كلما زادت السرعة، زادت مشاكل الضوضاء والاهتزاز. ولأن المحرك عديم الفرش لا يحتوي على فرش أو مبدل، فإنه يُصدر ضوضاء واهتزازًا أقل من المحرك ذي الفرش (الذي تتلامس فيه الفرش مع المبدل الدوار).
الخطوة 3: الحجم
عند اختيار المحرك الأمثل، يُعدّ حجمه أحد أهم عوامل الأداء. فحتى لو كانت السرعة (عدد الدورات) وعزم الدوران كافيين، فلن يكون ذلك مجديًا إن لم يكن بالإمكان تركيبه في المنتج النهائي.

إذا كنت ترغب فقط في زيادة السرعة، يمكنك تقليل عدد لفات السلك، حتى لو كان العدد قليلاً، ولكن ما لم يكن هناك حد أدنى لعزم الدوران، فلن يدور. لذلك، من الضروري إيجاد طرق لزيادة عزم الدوران.

إضافةً إلى استخدام المغناطيسات القوية المذكورة أعلاه، من المهم أيضًا زيادة عامل دورة التشغيل للملف. لقد تحدثنا عن تقليل عدد لفات السلك لضمان عدد الدورات، لكن هذا لا يعني أن السلك ملفوف بشكل غير محكم.

باستخدام أسلاك سميكة بدلاً من تقليل عدد اللفات، يمكن تمرير كميات كبيرة من التيار الكهربائي والحصول على عزم دوران عالٍ حتى عند نفس السرعة. يُعدّ معامل التمدد المكاني مؤشراً على مدى إحكام لف السلك. وسواءً أكان ذلك بزيادة عدد اللفات الرقيقة أو تقليل عدد اللفات السميكة، فهو عامل مهم في الحصول على عزم الدوران المطلوب.

بشكل عام، يعتمد خرج المحرك على عاملين: الحديد (المغناطيس) والنحاس (الملف).