عدد أزواج الأقطاب

طريقة عمل "الدينامو" لإنتاج تيار مستمر. 6 ملفات في الحلقة تكون عدد أزواج الأقطاب = 3.

عدد أزواج الأقطاب في الهندسة الكهربائية (بالإنجليزية: number of pole pairs) هو عدد أزواج الأقطاب المغناطيسية في آلة كهربائية [1] ، ويرمز له بالرمز p . وبناء على ذلك يكون عدد الأقطاب لمغناطيس أو لملف ${\displaystyle 2\cdot p}$.

مقدمة

توزيع الثلاثة ملفات في العضو الساكن لآلة تعمل بتيار ثلاثي الأطوار.

تتالي الثلاثة جهود في آلة تعمل بتيار ثلاثي الأطوار.

محرك ثلاثي الأطوار له عدد أزواج أقطاب ${\displaystyle p=1}$ و 3 ملفات للعضو الساكن

آلة كهربائية غير تزامنية : عدد أزواج الأقطاب ${\displaystyle p=2}$ و 3 ملفات ; الشكل يوضح المجالات المغناطيسية بين الفتحات .

توجد الأقطاب المغناطيسية دائما مزدوجة ، وبناء على ذلك يكون أصغر عدد أزواج أقطاب ${\displaystyle p=1}$ (1 القطب الشمالي + 1 القطب الجنوبي). بالمثل يكون عدد الأقطاب ${\displaystyle 2\cdot p}$ . وإذا كان لدينا آلة كهربائية ذات أربعة أفطاب فيكون فيها عدد أزواج أقطاب = 2 .[2]

ويمكن تفسير ذلك كالآتي: في الحالة البسيطة وهي حالة آلة تعمل بالتيار المستمر فيشير عدد أزواج الأقطاب فيها إلى مجالها المغناطيسي الرئيسي ، أي المجال المغناطيسي الذي ينشأ في العضو الساكن بواسطة التيار المستمر المار في ملفه . وهذا المجال المغناطيسي له قطب شمالي وقطب جنوبي . فيكون للآلة عدد أزواج أقطاب = 1 .

وبالنسبة إلى آلة كهربائية تعمل بثلاثة أطوار (مثل محرك تيار ثلاثي الأطوار) يعالج الأمر بنفس طريقة التعامل مع آلة التيار المستمر . ينشأ المجال المغناطيسي الدوار عن طريق توزيع ثلاثة ملفات على دائرة ، الزاوية المتتالية بينهم 120° لتكوين العضو الساكن ، ويمر في كل منهم تيار متردد ذو طور محدد . فينشأ في كل ملف نفس المجال المغناطيسي . ويكون لهذا المجال زوج أقطاب مكون من قطب شمالي وقطب جنوبي وهو يدور تبعا لأطوار التيار . وبالنسبة إلى آلة تعمل بتيار ثلاثي الأطوار في عضوها الساكن يكون عدد أزواج الأقطاب فيها 1 . وعندما نزيد على الثلاثة ملفات ثلاثة ملفات أخرى في العضو الساكن بحيث يكون الزاوية بين كل ملفين 60° يصبح للآلة عدد أزواج أقطاب 2 . وكلما زاد عدد أزواج الأقطاب تصغر المسافة بين الأقطاب . [3] ويحتسب عدد ازواج أقطاب آلة كهربائية من عدد مابها من ملفات . [4]

مثال: محرك كهربائي غير تزامني ذو أربعة أقطاب وله 3 ملفات يكون له عدد أزواج أقطاب 2 ، وعدد الملفات 6 .

عدد أزواج الاقطاب وسرعة الدوران

تعتمد سرعة دوران آلة تيار ثلاثي الأقطاب على تردد التيار وعلى عدد أزواج الأقطاب . فمحرك التزامن يدور بنفس تردد التيار . أما بالنسبة لمحرك غير تزامني فيكون معدل دورانه أقل قليلا عن تردد التيار ويعتمد ذلك على التحميل . وتحسب سرعة الدوران n_s من المعادلة :[5]

${\displaystyle n_{\text{s}}={\frac {f}{p}}}$

المرجع :[6]

فإذا احتسبنا سرعة الدوران بعدد الدورات / الدقيقة نحصل على:

${\displaystyle n_{\text{s}}={\frac {60\cdot f}{\mathrm {p} }}}$

وتبلغ سرعة الدوران 3000 دورة/دقيقة عندما يكون تردد الجهد 50 هيرتز (وهي التردد المعتاد في الكهرباء المنزلية). ويمكن من سرعة الدوران المكتوبة على لوحة خصائص آلة معرفة عدد أقطاب الآلة . [7]

مثال: محرك تزامن ذو قطبين يعمل بتيار متردد 50 هيرتز ، فتكون سرعة دورانه 3000 دورة/ الدقيقة ، لأن القطبين يكونات زوج أقطاب واحد .

عدد أزواج الأقطاب والعزم

تحسب القدرة الميكانيكية كحاصل ضرب عزم الدوران M في عدد الدورات/الدقيقة n:

${\displaystyle P_{\text{mech}}=2\cdot \pi \cdot n\cdot M}$

وبالنسبة للمحرك الكهربائي الذي يعمل بالتيار المنزلي المعتاد يكون عزم الدوران الاسمي له متناسبا مع عدد أزواج الأقطاب . وتكون المحركات ذات عدد أزواج أقطاب كبير أكبر حجما من المحركات ذات عدد أزواج أقطاب أقل رغم تساويها في القدرة .

وعمليا وبحسب التقنية المستخدمة لا يزداد عزم الدوران خطيا بزيادة عدد أزواج الأقطاب ، حتى أن القدرة قد تنخفض إذا تعدى عدد أزواج الأقطاب عددا معينا . [2]

اقرأ أيضا

• آلة كهربائية
• محرك تزامن
• آلة تيار ثلاثي الأطوار
• تيار أحادي الطور
• دارة نجمية
• تيار ثلاثي الطور
• محرك كهربائي
• خط جهد عالي
• نقل الكهرباء
• مغناطيس كهربي
• طور الموجة
• تيار متردد

المراجع

1. Detlev Roseburg (1999) (in German), Lehr- und Übungsbuch: Elektrische Maschinen und Antriebe

   Eine Einführung für Ingenieure und Wirtschaftsingenieure (1. ed.), Leipzig: (VEB) Fachbuchverlag Leipzig im Carl Hanser Verlag, pp. 258, ISBN 3-446-21004-0

2. Franz Moeller, Paul Vaske; Winfried Kraneburg (1970), Franz Moeller, Paul Vaske, ed., "Teil 1: Aufbau, Wirkungsweise und Betriebsverhalten" (in German), Leitfaden der Elektrotechnik (Stuttgart: B. G. Teubner) Band 2 (Elektrische Maschinen und Umformer): pp. 268
3. Klaus Heuk, Klaus-Dieter Dettmann, Detlef Schulz (2007) (in German), Elektrische Energieversorgung

   Erzeugung, Übertragung und Verteilung elektrischer Energie für Studium und Praxis (7., vollständig überarbeitete und erweiterte ed.), Wiesbaden: Friedrich Vieweg & Sohn Verlag (Springer), pp. 699, ISBN 978-3-8348-0217-0

4. Ekbert Hering, Alois Vogt, Klaus Bressler: Handbuch der Elektrischen Anlagen und Maschinen. Springer- Verlag, Berlin Heidelberg New York 1999, ISBN 3-540-65184-5
5. Moeller (Eaton) (2009) (in German), [[1] Drehstrom-Asynchronmotor

   Elektronische Motorstarter und Drives], Bonn, [2]. استرجع 2011-07-12 "نسخة مؤرشفة". مؤرشف من الأصل في 2011-03-16. اطلع عليه بتاريخ 2013-11-14.

6. Formelsammlung Antriebstechnik (abgerufen am 9. Juli 2012) نسخة محفوظة 7 يونيو 2016 على موقع واي باك مشين.
7. Hans-Günter Boy, Horst Flachmann, Otto Mai (1983) (in German), Die Meisterprüfung

   Elektrische Maschinen und Steuerungstechnik (4. ed.), Würzburg: Vogel Buchverlag, pp. ≈ 397, ISBN 3-8023-0725-9