تُستخدم محركات التيار المتردد على نطاق واسع في الإنتاج الصناعي، والأجهزة المنزلية، وغيرها من المجالات، نظرًا لمزاياها المتمثلة في بساطة هيكلها، وموثوقيتها العالية، وانخفاض تكلفتها. تتأثر السرعة بتردد الطاقة، وعدد أقطاب المحرك، ومعدل الانزلاق (الصيغة: n=60f/p (1-s))، حيث n هي السرعة، وf هي تردد الطاقة، وp هي عدد الأقطاب، وs هي معدل الانزلاق). بناءً على هذا المبدأ، يمكن تقسيم طرق التحكم في السرعة الشائعة إلى الفئات التالية:
1. طريقة التحكم تعتمد على تنظيم تردد الطاقة: تنظيم سرعة التردد المتغير
يُعدّ تنظيم سرعة التردد المتغير حاليًا الطريقة الأكثر استخدامًا والأكثر دقةً للتحكم في سرعة محركات التيار المتردد. ويتمثل جوهره في تحقيق ضبط دقيق للسرعة عن طريق تغيير تردد طاقة محرك الإدخال.
مبدأ العمل: استخدام محول التردد لتحويل طاقة التيار المتردد (مثل 220 فولت / 50 هرتز، 380 فولت / 50 هرتز) إلى طاقة تيار متردد بتردد قابل للتعديل، مع مطابقة الجهد وفقًا لخصائص المحرك (عادةً باتباع مبدأ "نسبة الجهد / التردد الثابتة" لتجنب تشبع الدائرة المغناطيسية للمحرك)، وبالتالي تغيير السرعة المتزامنة للمحرك.
الميزات: نطاق سرعة واسع (يمكن تحقيق التشغيل من 0 إلى السرعة المقدرة أو حتى ما بعد السرعة المقدرة)، دقة عالية (يمكن التحكم في خطأ السرعة في حدود 0.5٪)، استهلاك منخفض للطاقة (تظل كفاءة المحرك عالية حتى أثناء التشغيل بسرعة منخفضة)، ولا يوجد تيار مفاجئ أثناء بدء التشغيل، مما يحمي المحرك ومعدات الحمل بشكل فعال.
2. طريقة التحكم تعتمد على تعديل عدد أقطاب المحرك: تنظيم سرعة الأقطاب المتغيرة
تنظيم سرعة القطب المتغير هو طريقة تنظيم السرعة التدريجية التي تضبط عدد الأقطاب المغناطيسية (p) للمحرك عن طريق تغيير اتصال لفائف الجزء الثابت، وبالتالي تغيير السرعة المتزامنة.
مبدأ العمل: يعتمد لف الجزء الثابت للمحرك على صنبور خاص أو هيكل تبديل، ويتم تبديل طريقة توصيل اللف بواسطة موصل (مثل تحويل النجمة / المثلث، تحويل النجمة المزدوجة / المثلث)، بحيث يتغير عدد الأقطاب المغناطيسية بشكل كبير (مثل من 2 قطب إلى 4 أقطاب)، وتنخفض السرعة المتزامنة إلى النصف وفقًا لذلك (مثل من 3000 دورة في الدقيقة إلى 1500 دورة في الدقيقة عند تردد طاقة 50 هرتز).
المميزات: هيكل بسيط، تكلفة منخفضة، تشغيل سهل، كفاءة المحرك لا تتغير بشكل أساسي أثناء تنظيم السرعة، ولكن مستويات تنظيم السرعة محدودة (عادةً 2-3 مستويات فقط من تنظيم السرعة، مثل التبديل بين القطبين/الأربعة الأقطاب/الستة الأقطاب)، غير قادر على تحقيق تنظيم السرعة المستمر، وقد يسبب صدمة السرعة في لحظة التبديل.
3. طريقة التحكم تعتمد على تعديل الانزلاق
معدل الانزلاق (s) هو نسبة الفرق بين السرعة الفعلية للمحرك والسرعة المتزامنة إلى السرعة المتزامنة. بتغيير معدل الانزلاق، يمكن تنظيم سرعة محرك التيار المتردد. تشمل الطرق الشائعة تنظيم السرعة بالمقاومة التسلسلية، وتنظيم السرعة بالمرحلة التسلسلية، وتنظيم السرعة بضبط الجهد.
تنظيم سرعة المقاومة المتسلسلة (ينطبق فقط على المحركات غير المتزامنة ذات الدوار الملفوف)
مبدأ العمل: في دائرة دوار المحرك غير المتزامن ذي الدوار الملفوف، تُوصَل مقاومة قابلة للتعديل على التوالي. بزيادة قيمة المقاومة، يزداد معدل الانزلاق وتنخفض السرعة الفعلية للمحرك (كلما زادت المقاومة، انخفضت السرعة).
المميزات: هيكل بسيط، تكلفة منخفضة، ولكن استهلاك عالي للطاقة (مقاومة السلسلة تولد كمية كبيرة من حرارة جول، مما يؤدي إلى فقدان شديد للطاقة)، دقة تنظيم السرعة المنخفضة (تتقلب السرعة بشكل كبير مع تغييرات الحمل)، وانخفاض كبير في كفاءة المحرك أثناء التشغيل بسرعة منخفضة.