الاختلافات بين مشغل خطي يعمل بالتيار المتردد وآخر يعمل بالتيار المستمر

تُدار المشغلات الخطية الكهربائية إما بواسطة محرك تيار متردد (AC) أو محرك تيار مستمر (DC). سيسلط هذا المقال الضوء على الفروقات الرئيسية بين هذين النوعين من المحركات لمساعدتك في اختيار المحرك المناسب للمشغل الخطي. 

 

تعريف كهربائي

تعمل محركات AC وDC على المبدأ نفسه. تتسبب المجالات المغناطيسية المتناوبة الناتجة عن تبدّل اتجاه التيار في دوران عمود الدوران. تحدد الفروق بين هذين النوعين من التيار خصائص المحرك.

يشير DC إلى التيار المستمر (Direct Current) بينما يشير AC إلى التيار المتردد (Alternating Current). في DC يجري التيار باستمرار في اتجاه واحد. نرى ذلك غالباً في البطاريات وخلايا الوقود. أما AC فيعكس اتجاهه عدداً معيناً من المرات في الثانية. تُزوَّد المنازل في الولايات المتحدة بتيار متردد ينعكس 60 مرة في الثانية، ويُشار إليه عادةً بـ "60 هرتز".

مصدر الطاقة

عادةً ما يكون AC هو الخيار لتطبيقات القدرة العالية مثل المصانع الكبيرة لأنه أسهل في التحويل من جهود عالية إلى منخفضة. كما أن خسائره الكهربائية أقل عند إرساله لمسافات طويلة، ولهذا يُستخدم في خطوط الكهرباء المنزلية.

بالنسبة لتطبيقات القدرة المنخفضة ستجد مزيجاً من محركات AC وDC. على سبيل المثال، في منازلنا حيث مصدر الطاقة أساساً AC، ستجد مراوح وغسالات وأدوات كهربائية سلكية بمحركات AC. أما بالنسبة لمعظم التطبيقات المتنقلة مثل السيارات أو الأجهزة اللاسلكية، فـ DC أكثر شيوعاً لأنها تعمل ببطارية، وهي مصدر تيار مستمر.

هناك طرق للتحويل بين طاقة AC وDC. في سيارات Tesla الكهربائية ستجد بطارية DC تمر عبر عاكس (Inverter) لتشغيل محركات AC. في منازلنا، لديك AC من المقبس الجداري يتحول إلى DC باستخدام محوّل (ومثال ذلك صندوق التحكم PA-20 الذي يجمع محوّلاً مع تحكم ثنائي الاتجاه في حزمة بسيطة). هذا شائع جداً في الأثاث المؤتمت الذي يستخدم مشغلات خطية كهربائية مثل الكراسي القابلة للإمالة، وأسرة المستشفيات، والمكاتب القابلة للوقوف.

المتانة 

كما ذُكر سابقاً، لدى محركات AC وDC مجالات مغناطيسية متناوبة ناتجة عن تبدّل اتجاه التيار.

تحتوي محركات DC على فرشاة ومُبدِّل (Commutator) على العضو الدوّار يغيّران مسار الكهرباء مادياً لعكس اتجاه التيار. وبما أن محركات AC تملك تياراً متناوباً بطبيعتها، فلا حاجة لهذا المبدّل الفيزيائي. تزيد الفُرَش والمُبدِّل في محركات DC من متطلبات الصيانة، وغالباً ما تحد من السرعة وتقلل العمر الافتراضي مقارنة بمحركات AC.

لاحظ أن ثمة استثناءً لذلك، وهو محرك التيار المستمر بدون فُرَش (Brushless DC). وكما يوحي الاسم، لا يستخدم فرشاً فيزيائية. يحلّ العديد من عيوب محركات DC ذات الفرش، لكنه يأتي بتكلفة أعلى ويتطلب وحدات تحكم خارجية.

خيارات التحكم

تكون سرعة محرك DC متناسبة مع مقدار التيار المار في اللفائف. يعني ذلك أنه يمكن تغيير سرعة محرك DC باستخدام مجموعة من التقنيات، أبسطها تنظيم الجهد، والذي يمكن تحقيقه بمقاوم بسيط أو جهاز منظم جهد مثل متحكم السرعة AC-14.

من ناحية أخرى، تتطلب محركات AC تغيير تردد طاقة الإدخال. تحتاج محركات AC إلى ما يسمى بمغير التردد (Variable Frequency Drive - VFD) الذي يغيّر تردد AC الداخل. وللتطبيقات البسيطة، غالباً ما يكون ذلك مكلفاً مقارنة بالحلول الأبسط المتاحة لمحركات DC. 

كلمة أخيرة

إضافة إلى الاختلافات الثلاثة المذكورة، هناك عوامل أخرى مثل التحكم في العزم، وإنتاج الحرارة، وغيرها. جميعها عوامل قيّمة ستحدد أفضل مشغل خطي كهربائي لأي تطبيق.

تصنّع Progressive Automations وتوزّع مشغلات خطية كهربائية تعمل بالتيار المستمر. نخدم مجموعة واسعة من القطاعات من الطبية إلى الروبوتات. إذا كانت لديك أي أسئلة حول منتجاتنا وكيف ستلائم تطبيقك، فلا تتردد في الاتصال بنا وسيساعدك مهندسونا ذوو الخبرة.