قد يبدو أن محرك القفص السنجابي والمحرك الحثي نوعان مختلفان من المحركات. لكن العلاقة بينهما مختلفة في الواقع.
محرك القفص السنجابي هو أحد أنواع المحركات الحثية، وليس نوعًا منفصلًا عنها. ويُعد هذا النوع الأكثر استخدامًا في التطبيقات الصناعية والتجارية والمنزلية.
أما المحركات الحثية بشكل عام، فتشمل نوعين رئيسيين بحسب تصميم الدوّار:
- المحرك الحثي ذو القفص السنجابي.
- المحرك الحثي ذو الدوّار الملفوف، ويُعرف أيضًا بمحرك الحلقات الانزلاقية.
لذلك، فإن المقارنة الصحيحة تكون غالبًا بين محرك القفص السنجابي ومحرك الدوّار الملفوف.
ما هو المحرك الحثي؟
المحرك الحثي، المعروف أيضًا باسم المحرك غير المتزامن، هو محرك يعمل بالتيار المتردد ويحوّل الطاقة الكهربائية إلى طاقة ميكانيكية.
يعتمد مبدأ عمله على الحث الكهرومغناطيسي. فعند مرور التيار في ملفات الجزء الثابت، يتولد مجال مغناطيسي دوّار. ويؤدي هذا المجال إلى حث تيارات كهربائية في الدوّار.
تتفاعل هذه التيارات مع المجال المغناطيسي للجزء الثابت، وينتج عن ذلك عزم دوران يحرك الدوّار.
ولا يدور الدوّار عادةً بالسرعة التزامنية نفسها للمجال المغناطيسي. بل تكون سرعته أقل قليلًا، ويُعرف الفرق بين السرعتين باسم الانزلاق (Slip).
وتتميز المحركات الحثية عمومًا بالبساطة والموثوقية وقلة الحاجة إلى الصيانة، لذلك تستخدم على نطاق واسع في العديد من التطبيقات.
ما أنواع المحركات الحثية؟
يمكن تصنيف المحركات الحثية، بحسب تصميم الدوّار، إلى نوعين رئيسيين:
1. محرك القفص السنجابي
يحتوي على دوّار مكوّن من قضبان موصلة متصلة بحلقات طرفية. وتكون هذه القضبان مثبتة داخل قلب حديدي مُرقّق.
ويشبه ترتيب القضبان شكل القفص، ومن هنا جاءت تسمية القفص السنجابي.
2. محرك الدوّار الملفوف
يحتوي على ملفات كهربائية موزعة داخل الدوّار، وتُوصل هذه الملفات بحلقات انزلاقية وفرش كهربائية.
ويتيح هذا التصميم توصيل مقاومة خارجية بدائرة الدوّار، مما يساعد على تحسين خصائص بدء التشغيل والتحكم في العزم.
ما هو محرك القفص السنجابي؟
محرك القفص السنجابي هو نوع من المحركات الحثية، ويُعد الأكثر شيوعًا بينها.
يتكون دوّاره من قضبان موصلة، تُصنع عادةً من الألومنيوم أو النحاس، وتُثبت داخل قلب فولاذي مُرقّق. ثم تُوصل القضبان معًا بواسطة حلقات طرفية في طرفي الدوّار.
لا يحتاج هذا الدوّار إلى ملفات تقليدية أو حلقات انزلاقية أو فرش كهربائية. وتتولد تيارات الدوّار بالحث الكهرومغناطيسي نتيجة المجال المغناطيسي الناتج عن الجزء الثابت.
مميزات محرك القفص السنجابي
يتميز هذا النوع بعدة مزايا، أهمها:
- بساطة التصميم.
- انخفاض تكلفة التصنيع.
- ارتفاع الموثوقية.
- قلة أعمال الصيانة.
- عدم وجود فرش أو حلقات انزلاقية.
- كفاءة جيدة في ظروف التشغيل المناسبة.
- ملاءمته للعمل المستمر.
- قدرته على تحمل ظروف التشغيل الصناعية.
لهذا السبب، يستخدم محرك القفص السنجابي في مجموعة كبيرة من التطبيقات، مثل:
- المضخات.
- المراوح.
- الضواغط.
- السيور والناقلات.
- الآلات الصناعية.
- أنظمة التهوية وتكييف الهواء.
- بعض الأجهزة والمعدات المنزلية.
ما هو محرك الدوّار الملفوف؟
محرك الدوّار الملفوف هو النوع الآخر من المحركات الحثية.
يحتوي الدوّار على ملفات كهربائية تشبه ملفات الجزء الثابت من حيث توزيعها، وتُوصل هذه الملفات بحلقات انزلاقية وفرش تسمح بإجراء اتصال كهربائي مع دائرة الدوّار.
ومن أهم مزايا هذا التصميم إمكانية إضافة مقاومة خارجية إلى دائرة الدوّار.
يساعد ذلك على الحصول على عزم بدء تشغيل مرتفع وتقليل تيار البدء في بعض التطبيقات.
ومع ذلك، فإن وجود الحلقات الانزلاقية والفرش يزيد من متطلبات الصيانة والتكلفة مقارنةً بمحرك القفص السنجابي.
الفرق بين محرك القفص السنجابي والدوّار الملفوف
بما أن كلاهما من المحركات الحثية، فإن الفرق الأساسي بينهما يكمن في تصميم الدوّار وطريقة التعامل مع دائرة الدوّار.
| وجه المقارنة | محرك القفص السنجابي | محرك الدوّار الملفوف |
|---|---|---|
| نوع الدوّار | قضبان موصلة وحلقات طرفية | ملفات كهربائية |
| الحلقات الانزلاقية | لا توجد | توجد |
| الفرش الكهربائية | لا توجد | توجد |
| الاتصال الخارجي بالدوّار | لا يوجد اتصال خارجي | متاح عبر الحلقات الانزلاقية |
| عزم بدء التشغيل | جيد، ويعتمد على تصميم المحرك | مرتفع وقابل للضبط |
| تيار البدء | قد يكون مرتفعًا عند البدء المباشر | يمكن تقليله باستخدام مقاومة خارجية |
| التحكم في السرعة | محدود دون استخدام وسائل إلكترونية | يمكن التحكم به من خلال مقاومة الدوّار، لكن بكفاءة محدودة |
| الصيانة | منخفضة | أعلى |
| التكلفة | أقل عادةً | أعلى عادةً |
| الموثوقية | مرتفعة | جيدة، مع حاجة أكبر للصيانة |
| الاستخدامات | المضخات والمراوح والضواغط والناقلات | التطبيقات التي تتطلب عزم بدء مرتفعًا |
أيهما أفضل: محرك القفص السنجابي أم الدوّار الملفوف؟
لا يمكن القول إن أحدهما أفضل في جميع التطبيقات. يعتمد الاختيار على طبيعة الحمل ومتطلبات التشغيل.
متى يكون محرك القفص السنجابي أفضل؟
يكون محرك القفص السنجابي مناسبًا عندما تكون الأولوية للبساطة والموثوقية وقلة الصيانة.
ويُستخدم بكثرة في:
- المضخات.
- المراوح.
- الضواغط.
- الناقلات.
- المعدات الصناعية العامة.
كما يمكن استخدام محركات التردد المتغير (VFD) للتحكم في سرعة محركات القفص السنجابي في العديد من التطبيقات الحديثة.
متى يستخدم محرك الدوّار الملفوف؟
يُستخدم محرك الدوّار الملفوف عندما تكون هناك حاجة إلى خصائص بدء تشغيل خاصة، مثل الحصول على عزم بدء مرتفع مع إمكانية التحكم في تيار البدء.
وقد كان هذا التصميم شائعًا في بعض التطبيقات الصناعية الثقيلة، مثل الرافعات والمصاعد وبعض المعدات التي تتطلب عزم بدء مرتفعًا.
ومع تطور محركات التردد المتغير وتقنيات التحكم الحديثة، أصبحت كثير من التطبيقات التي كانت تعتمد على الدوّار الملفوف تستخدم حلولًا أخرى تعتمد على محركات القفص السنجابي مع أنظمة تحكم إلكترونية.
هل محرك القفص السنجابي هو نفسه المحرك الحثي؟
ليس تمامًا.
محرك القفص السنجابي هو نوع من المحركات الحثية.
أما مصطلح المحرك الحثي فهو أوسع، ويشمل محركات القفص السنجابي ومحركات الدوّار الملفوف.
وبالتالي:
كل محرك قفص سنجابي هو محرك حثي، ولكن ليس كل محرك حثي محرك قفص سنجابي.
هل يحتوي محرك القفص السنجابي على حلقات انزلاقية؟
لا، لا يحتوي محرك القفص السنجابي التقليدي على حلقات انزلاقية أو فرش كهربائية.
ويتكون الدوّار من قضبان موصلة متصلة بحلقات طرفية، وتتولد تيارات الدوّار عن طريق الحث الكهرومغناطيسي.
وهذا التصميم من أهم الأسباب التي تجعل المحرك قليل الصيانة وموثوقًا في الاستخدام.
لماذا يسمى محرك القفص السنجابي بهذا الاسم؟
سمي بهذا الاسم بسبب شكل الدوّار.
فالقضبان الموصلة تمتد داخل قلب الدوّار، وتُربط بحلقات طرفية من الجانبين. ويشبه هذا التركيب شكل القفص المستخدم للسنجاب، ولذلك أصبح يُعرف باسم محرك القفص السنجابي.
ما الفرق بين المحرك الحثي والمحرك غير المتزامن؟
في معظم السياقات الهندسية، يشير المصطلحان إلى النوع نفسه.
يُسمى المحرك الحثي أيضًا المحرك غير المتزامن لأن سرعة الدوّار تكون أقل من السرعة التزامنية للمجال المغناطيسي.
ويحتاج المحرك الحثي إلى وجود انزلاق بين المجال والدوّار حتى تتولد تيارات الدوّار ويستمر إنتاج عزم الدوران.
الأسئلة الشائعة
لا، ولكنه أحد أنواع المحركات الحثية. وتشمل المحركات الحثية نوعين رئيسيين من حيث تصميم الدوّار: محرك القفص السنجابي ومحرك الدوّار الملفوف. لذلك، كل محرك قفص سنجابي هو محرك حثي، ولكن ليس كل محرك حثي من نوع القفص السنجابي.
يختلف النوعان بشكل أساسي في تصميم الدوّار. يحتوي محرك القفص السنجابي على قضبان موصلة ولا يحتاج إلى حلقات انزلاقية أو فرش كهربائية، بينما يحتوي محرك الدوّار الملفوف على ملفات وحلقات انزلاقية. لذلك، يتميز القفص السنجابي بقلة الصيانة، بينما يوفر الدوّار الملفوف إمكانية التحكم في عزم بدء التشغيل وتيار البدء.
يتميز محرك القفص السنجابي ببساطة التصميم، وانخفاض التكلفة، والموثوقية العالية، وقلة الصيانة. ويستخدم على نطاق واسع في المضخات والمراوح والضواغط والناقلات والعديد من المعدات والآلات الصناعية.
الخلاصة
محرك القفص السنجابي هو أحد أنواع المحركات الحثية، وليس نوعًا منفصلًا عنها.
وتنقسم المحركات الحثية من حيث تصميم الدوّار بشكل رئيسي إلى:
- محركات حثية ذات قفص سنجابي.
- محركات حثية ذات دوّار ملفوف وحلقات انزلاقية.
يتميز محرك القفص السنجابي ببساطة التصميم وقلة الصيانة والموثوقية العالية، لذلك يستخدم في معظم تطبيقات المحركات الكهربائية العامة.
أما محرك الدوّار الملفوف، فيتميز بإمكانية التحكم في خصائص بدء التشغيل من خلال دائرة الدوّار، ولذلك يناسب بعض التطبيقات التي تتطلب عزم بدء تشغيل مرتفعًا.
لذلك، عند البحث عن الفرق بين محرك القفص السنجابي والمحرك الحثي، يجب أولًا معرفة أن القفص السنجابي هو أحد أنواع المحركات الحثية. والمقارنة الفنية الأكثر دقة تكون بين المحرك الحثي ذي القفص السنجابي والمحرك الحثي ذي الدوّار الملفوف.
المصادر: etechnophiles، geeksforgeeks.
