D.C Machines Introduction | KN Rao for GATE/ESE | Gate Lectures by Kn Rao | Electrical Machines

GATE Conqueror

2 Dec 201924:55

Summary

The video is abnormal, and we are working hard to fix it.
Please replace the link and try again.

Takeaways

😀 في الآلات الكهربائية DC، لا يتم استخدامها بكثرة بسبب مشاكل في المبدل (Commutator) الذي يسبب تآكلًا وتحطيمًا مستمرًا.
😀 يتم استخدام الآلات DC بشكل أساسي في توليد الطاقة لاستخدامها في مولدات التيار المتردد (Alternators) كمولد إكسيتاتور.
😀 يتم تحويل الجهد المتناوب (AC) إلى جهد مستمر (DC) باستخدام المبدل في الآلات DC.
😀 في الآلات DC، يتم استخدام حلقات تقسيم (Split Rings) بدلاً من الحلقات المنزلقه (Slip Rings) لتحويل التيار المتناوب إلى تيار مستمر.
😀 مبدل في الآلات DC يسمح بتدفق التيار في اتجاه واحد، حتى إذا كانت الفولتية الناتجة في البداية هي تيار متناوب.
😀 مشكلة الشرارة المستمرة أثناء دوران المبدل تؤدي إلى تآكل شديد في المبدل مما يؤدي إلى انخفاض الأداء وتلف المعدات.
😀 يجب أن تكون brushes في الآلات DC دائمًا عند المحور المحايد المغناطيسي (Magnetic Neutral Axis) للحصول على أفضل إنتاجية للجهد.
😀 تكمن المشكلة الرئيسية في الآلات DC في كون المبدل هو المسؤول عن جميع مشاكل الآلة، مثل التآكل الناجم عن الشرارة الكهربائية.
😀 في حالة عدم وجود المبدل، لا يمكن تحويل الجهد المتناوب إلى جهد مستمر، وبالتالي تصبح الآلات AC أفضل في التطبيقات ذات القدرات الكبيرة.
😀 لتحسين الأداء في الآلات DC، يتم استخدام توزيع مغناطيسي ذو قمة مسطحة (Flat-Top Flux) لزيادة الجهد الناتج دون التأثير على العزل.

Q & A

ما هي المشكلة الرئيسية التي تواجه الآلات DC والتي تؤدي إلى عدم استخدامها عادة؟
-المشكلة الرئيسية هي المبدل (commutator)، حيث يسبب العديد من المشاكل مثل التآكل، الشرر، وصعوبة التحكم في الفولتية، مما يؤدي إلى عدم استخدام الآلات DC في التطبيقات الكبيرة أو الدائمة.
كيف يتم تحويل الجهد المتردد إلى جهد مستمر في الآلات DC؟
-يتم تحويل الجهد المتردد إلى جهد مستمر عن طريق استخدام المبدل (commutator) في الآلات DC، حيث يقوم بتحويل الجهد المتناوب الناتج عن لفائف الدوار إلى جهد مستمر.
لماذا يُفضل استخدام الآلات AC بدلاً من DC في أغلب الأحيان؟
-تُفضل الآلات AC لأنها لا تعتمد على المبدل الذي يسبب مشاكل مثل التآكل والشرر، بالإضافة إلى أن الآلات AC أكثر كفاءة وأقل تكلفة في الاستخدام على المدى الطويل.
كيف يختلف عمل الآلات DC عن الآلات AC فيما يتعلق بالحقل المغناطيسي؟
-في الآلات DC، يتم استخدام مبدل لتحويل الجهد المتناوب الناتج من الحقل المغناطيسي إلى جهد مستمر، بينما في الآلات AC، يتم الحصول على الجهد المتناوب مباشرة من الحقل المغناطيسي دون الحاجة إلى مبدل.
ما هو السبب في أن الآلات DC لا تستخدم عادة للفولتية العالية؟
-تستخدم الآلات DC عادة للفولتية المنخفضة لأن المبدل لا يستطيع تحمل الفولتية العالية بسبب حدوث التآكل والشرر حوله، وبالتالي لا يمكن الحصول على جهد مستمر عالي في الآلات DC.
لماذا يُفضل أن تكون الشفرات في الآلات DC على محور الحياد المغناطيسي؟
-يجب أن تكون الشفرات على محور الحياد المغناطيسي (MNA) لضمان أن الجهد المستمر المستخرج يكون ثابتاً وبدون تقلبات، مما يزيد من كفاءة الآلة.
ما هي المشكلة التي يمكن أن تحدث عند عدم الحفاظ على الشفرات في محور الحياد المغناطيسي؟
-إذا تم تحريك الشفرات بعيداً عن محور الحياد المغناطيسي، فإن الجهد الناتج سيكون غير متسق وقد يتسبب في تقلبات في الفولتية، مما يقلل من كفاءة الآلة.
كيف يتم تحسين الكفاءة في الآلات DC من خلال توزيع تدفق الفيض المغناطيسي؟
-لتحقيق كفاءة أفضل، يتم تصميم تدفق الفيض المغناطيسي ليكون مسطحًا في الآلات DC بدلاً من أن يكون متموجًا. هذا يقلل من تأثير التفاوت في الفيض المغناطيسي ويزيد من الجهد المستمر الناتج.
ما هي ميزة استخدام التدفق المغناطيسي المسطح في الآلات DC؟
-التدفق المغناطيسي المسطح يساعد في تحسين جهد الخرج لأن التوزيع الأكثر استقراراً للفائف الدوار يقلل من الحاجة إلى تكاليف إضافية للتصميم والمعالجة.
كيف تؤثر الدوارات ذات التوصيل المغلق على استخدام النحاس في الآلات DC؟
-استخدام التوصيل المغلق في الآلات DC يسمح بالاستفادة الكاملة من النحاس في التصميم، حيث يتم استخدام جميع الأسلاك بشكل فعال لتوليد الطاقة بدلاً من أن تكون بعض الأجزاء غير مستخدمة.