من خلال إثارة ملفات العضو الثابت بالتناوب بتيار مستمر نبضي أحادي الاتجاه، يتم إنشاء مجال مغناطيسي دوار تدريجي لجذب العضو الدوار للدوران باستمرار. مخطط مرئي والتحكم في مبدأ عمل المحرك عديم المسفرات.
أي مغناطيس له طرفان، يسميان القطب N (الشمالي/أحمر) و القطب S (الجنوبي/أزرق).
عندما يقترب قطبان مغناطيسيان:
• الأقطاب المتشابهة تتنافر: عندما يلتقي N مع N، أو S مع S، فإنهما يتنافران ويدفع كل منهما الآخر بعيدًا.
• الأقطاب المختلفة تتجاذب: عندما يلتقي N مع S، فإنهما يتجاذبان ويلتصقان معًا بقوة مثل الأصدقاء المقربين.
الملف النحاسي العادي يتحول على الفور إلى مغناطيس كهربائي عند مرور التيار فيه. ومن خلال التحكم في المفتاح، يمكننا جعل قوته المغناطيسية تظهر وتختفي في أي وقت. يعتمد المحرك على هذه المغناطيسات الكهربائية القابلة للتبديل لجذب وتحريك المغناطيس المركزي باستمرار للدوران!
في هذا النموذج، يتم توصيل كل من ملفات العضو الثابت الثلاثة (A, B, C) بمفتاح (MOSFET). الإدخال الخارجي عبارة عن مصدر طاقة تيار مستمر نقي (VCC). من خلال تشغيل المفاتيح بالتناوب وفقًا لتسلسل توقيت محدد باستخدام وحدة تحكم دقيقة (MCU)، يتدفق التيار المستمر في اتجاه واحد على شكل نبضات عبر ملف كل مرحلة. عندما يتم تنشيط كل ملف، فإنه يصبح مغناطيسًا كهربائيًا ذو قطبية شمالية N ثابتة، مما يجذب القطب الجنوبي S للعضو الدوار للمحاذاة بالتتابع، مما يحقق دورانًا مستمرًا.
جاري التحميل...
| الخطوة | زاوية العضو الدوار | MOS A (الملف A) | MOS B (الملف B) | MOS C (الملف C) | اتجاه المجال | نوع التيار |
|---|
تعمل محركات التيار المتردد عديمة المسفرات التقليدية على تبديل اتجاه تيار الملف لتغيير الأقطاب بين N و S. وفي محرك التيار المستمر أحادي القطب عديم المسفرات، تكون قطبية كل ملف ثابتة (تنتج القطب الشمالي N فقط). لا نحتاج إلى تبديل الأقطاب الموجبة والسالبة؛ نحتاج فقط إلى اتباع تسلسل "تشغيل A -> إيقاف A / تشغيل B -> إيقاف B / تشغيل C"، وهو ما يعادل إضاءة مؤشرات المجال المغناطيسي في مواقع فيزيائية مختلفة بالتناوب. نظرًا لتجاذب الأقطاب المختلفة، يتم سحب القطب الجنوبي S للعضو الدوار للدوران في اتجاه معين بواسطة مجالات العضو الثابت المغناطيسية التي يتم تنشيطها بالتتابع.
في وضع الخطوة الكاملة المكون من 3 خطوات، في كل مرة يتم فيها تبديل الملف، يجب أن يقفز المجال المغناطيسي للعضو الدوار بمقدار 120 درجة. زاوية الخطوة الكبيرة جدًا تسبب اهتزازات شديدة. يقدم وضع نصف الخطوة حالة "الملفات ثنائية المرحلة المنشطة": عندما يتم تنشيط الملفين A و B في نفس الوقت، تتراكب مجالاتهما المغناطيسية لإنتاج مجال مغناطيسي مشترك في المنتصف (60 درجة). ونتيجة لذلك، يتم تقليل زاوية القفز إلى النصف، من 120 درجة إلى 60 درجة، بإجمالي 6 خطوات. يكون الدوران أكثر سلاسة ونعومة بشكل ملحوظ مقارنة بوضع الخطوة الكاملة.
على الرغم من أن دائرة تشغيل التيار المستمر النبضي أحادي القطب بسيطة للغاية، إلا أنه في أي لحظة يكون ثلثا ملفات المحرك خامدة تمامًا، ولا يتم استخدام الملفات النحاسية بشكل ثنائي الاتجاه. يؤدي هذا إلى كثافة طاقة منخفضة للغاية واستخدام غير فعال للمواد. تستخدم المحركات الحديثة عديمة المسفرات تيارًا مترددًا ثنائي الاتجاه حقيقيًا (تيار متردد جيبي ثلاثي الأطوار) في الملفات، مما يشغل 100% من ملفات العضو الثابت طوال الوقت، محققًا كفاءة عالية للغاية وعزم دوران سلس للغاية.
ملف العضو الثابت عبارة عن حمولة حثية عالية. عندما يتم إيقاف تشغيل MOSFET فجأة، لا يمكن للتيار المتدفق أن يختفي فورًا، مما يولد قوة دافعة كهربائية عكسية عابرة عالية جدًا (تصل إلى مئات الفولتات)، والتي يمكن أن تتلف شريحة MOSFET بسهولة. يوفر ثنائي التمرير الحر المتصل بالتوازي مع كل ملف مسارًا لتفريغ هذه operaطاقة المتبقية، مما يسمح للتيار بالدوران والاضمحلال داخل الثنائي والملف، مما يضمن سلامة دائرة التشغيل.
هذه الأداة ممتازة كمادة تعليمية مساعدة للهندسة الكهربائية والأتمتة والميكاترونكس والمجالات الأخرى ذات الصلة. يمكن للمدرسين استخدام هذا النموذج التفاعلي لتوضيح إثارة الملفات، وتبديل MOSFET، وتدفق التيار المستمر النبضي أحادي القطب ودوران العضو الدوار، مما يسهل على الطلاب استيعاب المبادئ بشكل حدسي دون صيغ معقدة.
تتضمن الصفحة بطاقة معرفة أساسية "سر المغناطيس" سهلة الفهم. من خلال المقارنات البصرية للقطبية، يمكن للطلاب والهواة فهم التجاذب والتنافر ومفهوم المغناطيس الكهربائي بسرعة وبشكل حدسي.
يعرض مخطط دائرة التشغيل المتزامن في الوقت الفعلي إشارات التحكم في MOSFET، وعمل ثنائيات التمرير الحر، وحركة التيار في الملفات، مما يساعد المهندسين على فهم منطق محركات التيار المستمر النبضية البسيطة بسرعة.
يمكن للمطورين مراقبة توقيت وحدة التحكم الدقيقة عند التبديل بين وضعي الخطوة الكاملة ونصف الخطوة. يوضح جدول الحقيقة منطق خطوات التحكم في المحرك.
يدعم 30 لغة رئيسية مثل الصينية والإنجليزية واليابانية. يمكن تبديل جميع نصوص الواجهة ديناميكيًا.
يتيح التبديل بين وضع الخطوة الكاملة (3 خطوات) ونصف الخطوة (6 خطوات) لرؤية كيف تؤثر زاوية الخطوة على سلاسة الدوران.
يدعم التشغيل التلقائي واليدوي خطوة بخطوة (السابق/التالي/إعادة الضبط) مع ضبط سرعة مستمر (من 0.3 إلى 2.5 ثانية لكل خطوة) لتحليل دقيق.
يتزامن دوران العضو الدوار، وإضاءة الملفات، ومؤشرات MOSFET، واتجاه تدفق التيار تمامًا في الوقت الفعلي.
يتم تمييز جدول الحقيقة بالتزامن مع الخطوة الحالية. يمكن النقر على عقد المحور الزمني مباشرة للقفز إلى الحالة المقابلة.
يغير المظهر بين الداكن والفاتح بنقرة واحدة, ويحفظ الاختيار في localStorage لراحة بصرية أثناء الدراسة.