AC Traction Motors vs. DC Traction Motors

فـــي هذا المقال ســتقرؤون:

 

مـقــدمــه

 

محركات الجر ذات التيار المتردد مقابل ذات التيار المتواصل, أيهما أفضل؟ من الناحية التقنية, كل جهاز أو إختراع أو منتوج لديه إيجابيات كما لديه سلبيات. الدور المحوري الذي لعبه محرك الجر في صناعة القاطرات يفرز تطورا مستمرا لهذه التقنية.

في بادئ الأمر, هذه الصناعة واكبت التطور بآستعمال محركات الجر ذات التيار المتواصل. و يشكل كل من GP9 و SD40 و SW1200 أشهر أمثلة للجيل الأول من المحركات ذات التيار المتواصل. بفضل عدة مراحل من تطور نسبة الإلتحام تمكن ال SD60 و ال Dash 8 series من غزو هذه الصناعة لفترة طويلة.

إلا أن نسبة الإلتحام بقيت بعيدة عن المستوى الأمثل, و هذا ما أدى إلى دخول مرحلة من تطوير و تحسين الكفاءة الإقتصادية لتقنية محركات الجر ذات التيار المتردد.

 

أما وقد أبرزنا هذا, فلنقدم الآن نوعَيْ المصطلحات التي ستستعمل بآستمرار طوال هذا المقال:

 

قوة الجر = الوزن على المحركات x الإلتحام

حيث يكون:

الإلتحام = معامل الاحتكاك x مستوى إلتحام القاطرة

 

 

أساسا, مستوى إلتحام القاطرة هو كفاءتها في تحويل الإحتكاك الموجود في نقطة تلامس العجلة مع السكة إلى إحتكاك فعّال. بمعنى آخر,مستوى الإلتحام هو قدرة القاطرة على تحويل الإحتكاك بين العجلة و السكة إلى الإحتكاك الصالح و الازم لتحريك القاطرة.


كلما آزداد هذا المستوى, كلما آرتفعت كفاءة الجر بين السكة و القاطرة. و يتراوح هذا المستوى بين 0,45 و 0,90 لمحركات التيار المتواصل و التيار المتردد على الترتيب. قيمة هذا المستوى تقدر في الغالب من 0,40 إلى 0,45 في أغلب الحالات, حيث تعمل القاطرة في مناسبة من ناحية النظافة و الجفاف.


بعدما ناقشنا الأساسيات, فلنتعمق الآن في الموضوع الأساسي ألا وهو أهم الإختلافات بين محركات الجر ذات التيار المتردد و ذات التيار المتواصل من حيث وظاىفها و أكثر من ذلك أيضا

 

 

اتـصـــلو بـخــــبــرائـــنـا

لا تتـــــــردد فـــي الاتصــــــال بنـــا !

 

محركات الجر ذات التيار المتردد مقابل ذات التيار المتواصل

 

الخــاصية

محــرك جر ذو تيار متردد

محــرك جر ذو تيار متواصل

معامل الإلتحام

معامل التحام بين 37 و 39 بالماىة

 
محركات الجيل الأول كان لديها معامل إلتحام يقدر بين 18 و 20 بالمائة, فيما يقدر ب 25 إبى 27 بالمائة في
النماذج الحديثة.

الإيجابيات

الميزة التي تتمتع بها محركات الجر ذات التيار المتردد مقارنة بمحركات التيار المتواصل هو أنه, في حال آستخدام محرك ذو تيار متردد,
معمال الإلتحام يكون 100 بالمائة أكبر مقارنة بآستخدام محرك ذو تيار متواصل.

بالإضافة إلى ذلك, محركات التيار المتردد لديها موثوقية أكبر, و تتطلب أقل صيانة من محركات التردد المتواصل.

تتطلب قدرة إنطلاق منخفضة, مما يسهل حماية التجهيزات الأساسية في نطام التحكم بالقاطرة.

إمكانية إعتماد نسخ متعددة الأطوار

محركات التيار المتواصل لديها إجراءات صيانة و تثبيت أيسر بكثير.

و زيادة عل ذلك, فهي تتسم بعزم إنطلاق أعلى و بأكثر قابلية لإنتاج قدرات أكبر.

توفر محركات التيار المتواصل في قائمة واسعة من مستويات الجهد المعيارية هو أيضا من الإيجابيات

الوظيفة, و إيجابياتها و سلبياتها

في محركات التيار المتردد, يكون التحكم في سرعة القاطرة من خلال التحكم في التردد أو الجهد أو التيار في لفائف الدوار. بفضل محول تردد, يمكن التحكم آليا في المعايير ضمن نظام ذو هندسة تحكم. يحصل التحكم في التسارع بسلاسة أكبر في محركات التيار المتواصل.

و أيضا, و في محرك التيار المتردد, يتتبع العضو الساكن حقلا مغناطيسيا دوارا سرعته تفوق بقدر ضئيل سرعة العضو الساكن. و بما أن سرعة الدوار لا يمكن أن تتجاوز سرعة الحقل المغناطيسي الدوار, يمكن بذلك التحكم بسرعة الدوار حتى عند حصول إنزلاق العجلة. هذا ما ينتج في المحصلة بيانات صيانة أحسن لمحركات التيار المتردد, إذ أن مجالات إعادة الصانة تكون ممتدة أكثر.

في لفائف الدوار. بفضل محول تردد, يمكن التحكم آليا في المعايير ضمن نظام ذو هندسة تحكم. يحصل التحكم في التسارع بسلاسة أكبر في محركات التيار المتواصل.

و أيضا, و في محرك التيار المتردد, يتتبع العضو الساكن حقلا مغناطيسيا دوارا سرعته تفوق بقدر ضئيل سرعة العضو الساكن. و بما أن سرعة الدوار لا يمكن أن تتجاوز سرعة الحقل المغناطيسي الدوار, يمكن بذلك التحكم بسرعة الدوار حتى عند حصول إنزلاق العجلة. هذا ما ينتج في المحصلة بيانات صيانة أحسن لمحركات التيار المتردد, إذ أن مجالات إعادة الصانة تكون ممتدة أكثر.

 
في القاطرات, توصل محركات التردد المتواصل تسلسليا. يمكن التحكم في سرعة القاطرة بآستبدال مقاومة الدارة. سائق القاطرة يقوم بتغيير مستوى المقاومة يدويا.

في المقابل, حاليا, هذا النظام أوتوماتيكي نتيجة لآستعمال نظام مرحلات. محركات التيار المتواصل هذه, حيث لتكون الفائف موصولة تسلسليا, تشوبها سلبية حدوث تسارع محرك التيار المتواصل في حالة آنزلاق عجلات القاطرة. و قد يتواصل إلى حد وقوع عطل مياكنيكي. ولا توجد هذه السلبية في محركات التيار المتردد, إذ أن طريقة التحجكم في السرعة فيها مختلف تماما

 
 
 

تفاصيل إضافية حول محركات الجر ذات التيار المتردد مقابل ذات التيار المتواصل و مقارنتها

 

هناك جانب آخر يبرز أهمية موضوع محركات الجر ذات التيار المتردد مقابل ذات التيار المتواصل ألا وهو نظام الفرملة. نظام الفرملة في محركات الجر ذات التيار المتردد أكثر كفاءة من نظيره في محركات التيار المتواصل. إذ أن نظام الفرملة في القاطرات التي تعتمد محركات جر ذات تيار نتواصل يتمثل في نظام فرملة إحتكاكي تقليدي (فرامل ذات حذاء).

قوة الفرملة في نظام فرملة إحتكاكي تقليدي لا يتوقف سوى على وزن القاطرة, ما يشكل جانبا سلبيا كبيرا. فقد يحدث إنزلاق في نظام الفرملة الإحتكاكي التقليدي, و لا يمكن له عندها إيقاف القاطرة.

 

AC vs DC traction motors

 

 

و في المقابل, نظام الفرملة في القاطرات التي تستعمل محركات ذات تيار متردد ليس متوفقا فقط على وزن القاطرة. إذ أنه خلال الفرملة, يمكن للقاطرة التحول إلى نمط فرملة تجددي (فرملة تفاعلية).

أثناء هذه الفرملة, الكهرباء المتولدة من محركات التيار المتردد جراء دوران العجلات كمصدر للطاقة, تسترجع من أجل تخفيض دوران العجلات و بالتالي تخفيض سرعة القاطرة.

ميزة نظام مماثل هي أنه يرفع قدرة الفرملة بصفة كبيرة إلى جانب قوة التشبث في الفرامل. و بالإضافة إلى ذلك, لا يمكن حدوث أي إنزلاق في نظام فرملة مماثل, إذ أن العضو المشغل في نظام الفرملة هو نفسه المستخدم في الجر, كما هو مبين أعلاه.

و يسمح هذا النظام أيضا من تخفيض السرعة إلى الصفر على عكس الحال مع محركات الجر ذات التيار المتواصل.

 

خـــاتمـــة

 

على الرغم من الإستخدام الشاسع لمحركات الجر ذات التيار المتردد في صناعة القاطرات في هذه الأيام, فدوما يبقى من المهم معرفة إيجابيات و سلبيات كلتا التقنيتين, بآستعمال محركات الجر ذات التيار المتردد أو ذات التيار المتواصل.

نتمنى أن يكون هذا المقال قد لخص بوضوح أهم النقاط. إن كان لديكم أسىلة إضافية, فلا تترددوا في التواضل معنا و سنكون جد مسرورين بمساعدتكم!

 

اتـصـــلو بـخــــبــرائـــنـا

لا تتـــــــردد فـــي الاتصــــــال بنـــا !