لماذا يحدث تيار العمود في الخط-المحركات التي تعمل بالتردد

الشرطان الأساسيان لتوليد التيار هما الجهد والدائرة المغلقة. لا يمكن أن يتشكل تيار العمود إلا عندما يكون جهد العمود موجودًا بجانب مسار موصل مغلق. إذن لماذا يظهر جهد العمود في المحركات التي تعمل بتردد الطاقة الصناعية؟ تعمل آليتان جذريتان على توليد جهد العمود في الآلات الدوارة: التدفق المغناطيسي المتناوب وتراكم الشحنة الساكنة.

جهد العمود الناتج عن التدفق المغناطيسي المتناوب مستمر ودوري. في ظل ظروف التشغيل العادية، يدور الجزء الدوار للمحرك داخل مجال مغناطيسي متناوب جيبي متماثل. القوة الدافعة الكهربائية المتناوبة (EMF) المستحثة عندما يقطع الدوار التدفق المغناطيسي تولد تيارات متناوبة متوازنة، لذلك لا يوجد جهد غير متماثل بين طرفي عمود الدوار في السيناريوهات المثالية. ومع ذلك، فإن الممانعة المغناطيسية غير المتساوية الموزعة محيطيًا على طول قلب الجزء الثابت تخلق مجالات كهرمغنطيسية متناوبة غير متوازنة، والتي بدورها تنتج جهد عمود التوجيه الموجه محوريًا. في المقابل، يكون جهد العمود الناتج عن الشحنة الساكنة متقطعًا وغير -دوريًا. أثناء تشغيل المحرك، يؤدي الاحتكاك بين أحمال سوائل العملية والمكونات الدوارة إلى إنشاء شحنة ثابتة على مجموعة الدوار؛ يؤدي تراكم الشحن المستمر إلى تطوير جهد العمود.

بالنسبة لمحركات التيار المتردد المتوسطة والكبيرة، بمجرد أن تتشكل حلقة مغلقة موصلة عبر جهد عمود الدوار،رمح الحاليسوف تنشأ، وتتميز بالخاصية النموذجية للجهد المنخفض مع التيار العالي. يتم فصل العمود وجلبات المحمل بواسطة زيت تشحيم، مع دعم محامل المحرك على طبقة زيتية. نظرًا للحجم المنخفض نسبيًا لجهد العمود، فإن طبقة الزيت العازلة تظل بشكل عام سليمة دون أن تتعطل.

أثناء دوران الدوار بسرعة عالية، تتمزق جودة مواد التشحيم المتدنية أو إمدادات الزيت غير الكافية وتتفكك طبقة الزيت، مما يجعل العمود وجلبة المحمل في اتصال معدني مباشر. تتشكل دائرة مغلقة على الفور عبر جهد العمود، مما يؤدي إلى انهيار الجهد المنخفض-. يصل تيار العمود الناتج إلى عدة مئات أو حتى آلاف الأمبيرات على الفور، وهو ما يكفي لحرق مجلة العمود والشجيرات الحاملة.

تتراكم الشحنة الساكنة الناتجة عن الاحتكاك التشغيلي بشكل تدريجي على العمود، مما يؤدي باستمرار إلى رفع إمكانات العمود أثناء الشحن. يتم التفريغ على الفور إذا اتصل العمود الدوار بأي مكون خارجي ثابت. إذا ظل العمود معزولًا عن الأجزاء غير الدوارة-، فإن الشحنة الساكنة تستمر في التراكم حتى يتطور جهد كهربائي عالي جدًا. بمجرد أن يتجاوز هذا الجهد قوة العزل الكهربائي لطبقة الزيت الحاملة، يحدث التفريغ السريع وينتجرمح الحالي.

يدور هذا التيار من خلال حلقة مغلقة تتكون من العمود الدوار وحلقة المحمل الداخلية وحلقة المحمل الخارجية ومبيت المحمل. علامة الفشل الأكثر وضوحًا هي التآكل الدائري الصغير والعميق على سطح المجلة والعرق الداخلي الناتج عن التفريغ الكهربائي. يؤدي هذا التنقر إلى زعزعة استقرار تكوين طبقة الزيت وسلامتها، ويفسد التوافق الدقيق بين العمود والمحمل، مما يجعل المحمل غير صالح للتشغيل. في الحالات الشديدة، تتشكل أقواس كهربائية شديدة عند الأسطح الملامسة لمجلة العمود والشجيرات الحاملة بسبب الثقلرمح الحالي، مما يؤدي إلى إتلاف هذه المكونات بشدة. يؤدي هذا إلى اهتزاز المحرك بشكل مفرط وضوضاء غير طبيعية، مما يجعل المحرك في النهاية غير قادر على العمل بشكل طبيعي.