دروس قوية و حصرية لسيمنز SIEMENS فى شرح اساسيات الالات الكهربية
سوف نتعرف اليوم على اساسيات الالات الكهربية كموضوع جد هام في مجال الهندسة الكهربائية فنحن هنا ندكر أساساً المولدات والمحركات .
في هدا الكورس ستجد شرح المولد الكهربى و شرح مادة Machine و أجزاء المولد الكهربائي و المولدات الكهربائية وانواعها و أهمية مولد التيار المستمر ومواصفات المولدات الكهربائية بشكل عام أي شرح أساسيات الآلات الكهربائية من الالف الي الياء .
أنواع المولدات الكهربائية :
هناك نوعان رئيسيان من المولدات:- مولدات التيار المستمر التي تنتج تياراً كهربائياً مستمراً يسري في اتجاه واحد,
- مولدات التيار المتناوب وتنتج تياراً كهربائياً يعكس إتجاهه مرات عديده في كل ثانية, وكلا النوعين من المولدات تعمل بالمبادئ العلمية نفسها ولكنها يختلفان في كيفية التركيب والاستخدام.
- تستخدم في المصانع التي تقوم بالطلاء بالكهرباء أو تنتج الألومنيوم أو الكلور أو أي مواد صناعية أخرى وكذلك القاطرات والسفن التي تدار بمحرك ديزل.
- يتكون المولدات التيار المتناوب من الحافظة هي العضو الساكن (Stator) وبنية المجال هي العضو الدوار(Rotor), فالمولدات العملية مزودة بمولد أضافي يعرف بالمستثير, ويمد المستثير تياراً مستمراً للمغنطيس الكهربائي الذي يستخدم لإحداث مجال مغنطيسي في داخل مولد التيار المتناوب, تتكون حافظة مولد التيار المتناوب من أسلاك من النحاس ملفوفة على شكل مئات من الملفات حول شقوق محفورة في قلب حديدي, معنى ذلك أن المغنطيس الكهربائي الذي ينتج بنية المجال يدور لكي يقطع المجال المغنطيسي ملفات الحافظة, وتتصل ملفات الحافظة مباشرة بأسلاك خارجية لنقل التيار المتناوب المولد.
- يتركب المولد التيار المستمر من قسمين رئيسين (Stator) العضو الثابت, والعضو الدوار (Rotor) يحتوي في العضو الثابت الملفات المجال المغناطيسي بينما العضو الدوار في مولدات التيار المستمر يسمى أيضا (Armature) ويتألف من أقسام مختلفة:
- Armature core: يقوم بدعم مسار المجال مع مقاومة قليلة لكي يسمح مرور تيار من خلال Armature من القطب الشمالي إلى القطب الجنوبي.
- Armature Winding: الاسلاك في ملفات الروتور.
- Commutator: موحد التيار وهو قلب مولدات التيار المستمر بحيث يسهل جمع التيار.
- Brushes: توضع على جزء Commutator وينقل تيار الحمل من Armature Coil الى الدائرة الخارجية.
- محرك تيار مستمر DC هو محرك كهربائي يحول الطاقة الكهربائية إلى طاقة حركية يعمل فقط على انظمة تيار مستمر.
- محرك تيار متردد هو محرك كهربي يحول الطاقة الكهربية القادمة من التيار متردد الى طاقة حركية (ميكانيكية)
الغرض من المحول:
نظراً لتوليد القدرة الكهربية في أماكن بعيدة عن المستهلكين لذلك تستخدم المحولات لنقل القدرة الكهربية بضغوط مرتفعة الى أماكن استهلاكها ثم تخفض الى ضغوط التشغيل. ونتيجة لنقل القدرة الكهربية بجهود مرتفعة تحقق عدة فوائد منها:
ومن اجل زيادةعزم الدوران في المحركات المنفذة وبعض الآلات الميكروية الأخرى يجري اختيارالحمولات الكهرومغناطيسية عند الحدود القصوى المسموحة التي تحددها شروط تبريد الآلة .
وهذا ما يقود إلى إنقاص قيم محددات الأداء (المردود ومعامل القدرة) التيتعتبر ذات أهمية بالغة بالنسبة للآلات ذات القدرة المتوسطة والضخمة .
أما بالنسبة للآلات الكهربائية الميكروية فتحتل المواصفات المتمثلة بالدقة وسرعة الأداء وسعة مجال التنظيم ، المرتبة الأولى .
عدا الشروط والمواصفات المذكورة الواجبتوافرها في الآلات الكهربائية الميكروية يمكن إضافة بعض الشروط الخاصة المتعلقةبالخصائص الاستثمارية لهذه الآلات .
فعلى سبيل المثال يتوجب على الآلاتالميكروية المستخدمة في آلات التسجيل الصوتية أن تتمتع بمستوى منخفض من الضجيج .
كما لا يجوز للآلات الميكروية المستخدمة في الدوائر الراديوية أن تولد مستوياتعالية من التشويش .
وعند تركيب مثل هذه الآلات في المفاعلات النووية والمركبات الفضائية يجب أن تبقى محافظة على استقرارها .
إن هذه الشروط تضع جملة من القيودعلى بنية هذه الآلات فتؤدي إلى زيادة كتلتها وحجمها و بالتالي إلى خفض جودة محددات أدائها.
- توفير في ثمن الموصلات حيث أمكن استخدام موصلات ذات مقطع أصغر.
- توفير في القدرة المفقودة في الموصلات وكذلك في ثمن الطاقة الكهربية المفقودة.
- دفع كفاءة خطوط نقل القدرة الكهربية.
الشركات العالمية في مجال الكهرباء وأنظمة الاتصالات وأنظمة التحكم الإلكترونية والأدوات الكهربائية :
- تعتبر شركة سيمنز من أكبر الشركات العالمية في مجال الكهرباء وأنظمة الاتصالات وأنظمة التحكم الإلكترونية والأدوات الكهربائية وأيضا في التجهيزات الطبية وفي مجال التشييد والبناء وفي قطاع خدمات الأعمال والأدوات المنزلية والمكيفات والتليفونات المحمولة والإنذارات المنزلية والحواسيب المحمولة.
اساسيات الالات الكهربية المولدات والمحركات بشركات سيمنس :
- باتت تسمية شركة سيمنس الألمانية مرادفاً لكل ما هو ألماني في عالم الصناعة والتقنيات، وتتوزع مصانع الشركة ومكاتبها على مدينتي ميونيخ وبرلين.
- عالم ومخترع رجل اعمال ألماني. تم إطلاق اسمه سيمنز (وحدة) سنة 1971 على المواصلة الكهربائية تكريما لاسمه وجهوده في هذا المجال ، كان له دور كبير كذلك في تطور صناعة البرقية عبر تأسيس شركة الاتصالات المعروفة سيمنز في برلين سنة 1847, قام بتصنيع أول مؤشر يعكس أداء المولد الكهربائي وجهاز البرقية.عام 1847 أسس فيرنر فون سيمنس "شركة مد التلغراف"، ومنذ ذلك الحين توسعت الشركة لتصبح مجموعة شركات تنشط في مختلف المجالات الصناعية الجديدة، ووصل عدد العاملين فيها إلى أكثر من 400 ألف شخص.شركة سيمنز هي واحدة من أكبر شركات electrotechnological في العالم. عائلة فون سيمنز لا تزال تملك 6٪ من أسهم الشركة (اعتبارا من 2013) وحاصل على مقعد في المجلس الإشرافي، كونها أكبر المساهمين.
أقسام الآلات الكهربائية استخدمات مولدات التيار المتناوب:
- المولدات الرئيسية في معظم محطات القدرة الكهربائية مولدات تيار متناوب لسهولة رفع الجهد المتناوب أو خفضه باستخدام جهاز كهرومغنطيسي بسيط يعرف بالمحول.
- المحركات أو المحرك الكهربائي هو آلة تحول الطاقة الكهربائية إلى طاقة حركة دورانية لإنجاز شغل, ومبدأ عمل المحرك أساساً من مغناطيس ثابت و موصل متحرك يسمى عضو دوار, تشكل خطوط القوى بين أقطاب المغناطيس وعندما يمر تيار كهربائي خلال الموصل يصبح موصل مغناطيساً أخر, ويتنافر المجالان المغناطيسيان ويؤدي هذا التنافر إلى دوران العضو الدوار.انواع المحركات الكهربائية:
المحولات :
- هو معدة ساكنة لا تحتوي على أجزاء متحركة تستخدم لنقل القدرة من جهة إلى جهة أخرى وذلك بتغير قيم مكونات هذه القدرة (الجهد والتيار) مع المحافظة على التردد.
المعايير والمواصفات الواجب توافرها في الآلات المخصصة للاستخدامات الصناعية :
تعمل الآلات الكهربية ذات الاستطاعة الكبيرة والمتوسطة والصغيرة عادة كمبدلات للطاقة ( محركات ، مولدات،محولات ، مبدلات دوارة).لذلك فمن أجل خفض النفقات المصروفة على استثمار هذهالآلات لابد من إبلاء محددات أدائها التي تشمل المردود ومعامل القدرة أهمية كبيرة. فعند تصميم الآلة بطريقة الاختيار الأمثل لمحدداتها الأساسيةوحمولاتها الكهرومغناطيسية يجري السعي للحصول على افضل قيمممكنة للمردود ومعامل القدرة عند الحمل الاسمي بيد أن هذه القيممرتبطة مع القدرة الاسمية للآلة بعلاقة محدودة ، لذلك فكلما كانت القدرة الاسميةصغيرة انخفضت معها قيم المردود ومعامل الاستطاعة.الشروط الواجب توافرها في الآلات الميكروية المستخدمة في جمل الأتمتة:
بالإضافة إلى متطلبات الفنيةالعامة، يجب أن تتوافر في الآلات الكهربية الميكروية عدة مواصفات أخرى أهمها:- الدقة العالية في تحويل إشارة الدخل إلى خرج، كتحويل سرعة الدوران مثلا إلىتوتر خرج في مولدات التاكو، أو تحويل توتر التحكم إلى سرعة دوران في المحركاتالمنفذة.
- ثبات مميزات الخرج عند تغير الشروط الاستثمار ، كتغير درجة الحرارةالوسط المحيط مثلا.
- خطية المميزات عند تغير الحمل وإشارة التحكم.
- سرعة التنفيذ العالية.
- سعة مجال التنظيم.
ومن اجل زيادةعزم الدوران في المحركات المنفذة وبعض الآلات الميكروية الأخرى يجري اختيارالحمولات الكهرومغناطيسية عند الحدود القصوى المسموحة التي تحددها شروط تبريد الآلة .
وهذا ما يقود إلى إنقاص قيم محددات الأداء (المردود ومعامل القدرة) التيتعتبر ذات أهمية بالغة بالنسبة للآلات ذات القدرة المتوسطة والضخمة .
أما بالنسبة للآلات الكهربائية الميكروية فتحتل المواصفات المتمثلة بالدقة وسرعة الأداء وسعة مجال التنظيم ، المرتبة الأولى .
عدا الشروط والمواصفات المذكورة الواجبتوافرها في الآلات الكهربائية الميكروية يمكن إضافة بعض الشروط الخاصة المتعلقةبالخصائص الاستثمارية لهذه الآلات .
فعلى سبيل المثال يتوجب على الآلاتالميكروية المستخدمة في آلات التسجيل الصوتية أن تتمتع بمستوى منخفض من الضجيج .
كما لا يجوز للآلات الميكروية المستخدمة في الدوائر الراديوية أن تولد مستوياتعالية من التشويش .
وعند تركيب مثل هذه الآلات في المفاعلات النووية والمركبات الفضائية يجب أن تبقى محافظة على استقرارها .
إن هذه الشروط تضع جملة من القيودعلى بنية هذه الآلات فتؤدي إلى زيادة كتلتها وحجمها و بالتالي إلى خفض جودة محددات أدائها.
يمكنك تحميل الكورس من هنا
السلام عليكم
ردحذف