ما هي استخدامات محركات التيار المستمر؟

1. الإنتاج الصناعي: جوهر القيادة والأتمتة

1.1 معدات الأدوات الآلية

• المغازل أو أنظمة التغذية لأدوات التشغيل الدقيق (مثل المخرطة، وآلات الطحن، والمطاحن): يجب تعديل السرعة بناءً على مواد المعالجة (مثل المعدن، والبلاستيك) وعمليات التشغيل (التشغيل الخشن/التشغيل الدقيق). على سبيل المثال، تتطلب المطاحن سرعة منخفضة وعزم دوران عاليًا لضمان دقة التشغيل؛ بينما تتيح محركات التيار المستمر ضبط السرعة بشكل متدرج عبر تحكم PWM، مما يمنع أخطاء التشغيل.
• أنظمة سيرفو لآلات التحكم الرقمي بالحاسوب (CNC):لا تزال بعض آلات CNC المتطورة تستخدم محركات سيرفو DC، والتي تعمل مع أجهزة الترميز لتحقيق التحكم في الحلقة المغلقة للموضع والسرعة، مما يضمن دقة حركة الأداة.

1.2 نقل المواد ورفعها

• أحزمة ناقلةيتم تعديل سرعة النقل وفقًا لإيقاعات الإنتاج (على سبيل المثال، تتطلب العمليات المختلفة في خطوط معالجة الأغذية سرعات مختلفة). يُلبي نطاق السرعة الواسع لمحركات التيار المستمر احتياجات متنوعة.
• الرافعات والرافعات الكهربائية:يتطلب التغلب على الاحتكاك الساكن الناتج عن الأحمال الثقيلة عزم بدء تشغيل عالٍ. محركات التيار المستمر الملفوفة على التوالي (بعزم بدء تشغيل عالٍ) مناسبة لمثل هذه السيناريوهات قصيرة المدى ذات الأحمال الثقيلة (مثل رفع الأشياء الثقيلة في ورش العمل).

1.3 آلات الطباعة والتغليف

• محركات الأسطوانات لآلات الطباعة:السرعة الثابتة ضرورية لضمان تغطية موحدة للحبر وتجنب الرسومات غير الواضحة؛ تتمتع محركات التيار المستمر بتقلبات ضئيلة في السرعة وتمكن من تنظيم السرعة المتزامنة من خلال التحكم في جهد المحرك.
• آلات التعبئة والتغليف (على سبيل المثال، آلات الختم، آلات وضع العلامات)يتم تعديل سرعة التشغيل بناءً على مواصفات التغليف (مثل حجم الزجاجة وأبعاد الملصق). تتميز محركات التيار المستمر بسرعات استجابة عالية، مما يسمح بالتكيف السريع مع عمليات الإنتاج.

2. النقل: من المحرك المساعد إلى الطاقة الرئيسية

2.1 المركبات الكهربائية (EVs/HEVs)

• محركات القيادة للسيارات الكهربائية المبكرةبعض طرازات السيارات الكهربائية القديمة (مثل بعض طرازات تسلا المبكرة، والمركبات الكهربائية منخفضة السرعة في الصين) كانت تستخدم محركات تيار مستمر ذات إثارة منفصلة كمحركات دفع، مع التحكم في سرعة السيارة عن طريق ضبط جهد المحرك. على الرغم من استبدالها حاليًا بمحركات متزامنة ذات مغناطيس دائم (PMSMs)، إلا أنها لا تزال تُستخدم على نطاق واسع في المركبات الكهربائية الصغيرة (مثل الدراجات ثلاثية العجلات الكهربائية، والدراجات البخارية منخفضة السرعة) نظرًا لانخفاض تكلفتها وسهولة التحكم فيها.
• أنظمة مساعدة المركبات:تستخدم مضخات التوجيه المعزز وضواغط تكييف الهواء في المركبات الكهربائية في بعض الأحيان محركات تيار مستمر صغيرة (على سبيل المثال، محركات تيار مستمر ذات مغناطيس دائم)، وهي مضغوطة ومنخفضة الطاقة ومتوافقة مع مصدر الطاقة 12 فولت / 24 فولت للمركبة.

2.2 النقل بالسكك الحديدية والمركبات الخاصة

• محركات مساعدة لمترو الأنفاق والسكك الحديدية الخفيفة:أنظمة التهوية ومحركات دفع الأبواب في بعض القطارات عبارة عن محركات تيار مستمر، والتي تتطلب بدء التشغيل/التوقف المتكرر وتنظيم السرعة بسلاسة لمنع تشويش الباب.
• الرافعات الشوكية والمركبات الموجهة آليًافي المستودعات، تحتاج الرافعات الشوكية إلى سرعة منخفضة وعزم دوران مرتفع لرفع البضائع، بينما تتطلب المركبات الموجهة آليًا ضبطًا دقيقًا للسرعة للسير على المسارات. تُلبي مرونة التحكم في محركات التيار المستمر (وخاصةً محركات التيار المستمر ذات المغناطيس الدائم) هذه الاحتياجات.

3. الحياة المنزلية واليومية: التصغير وانخفاض استهلاك الطاقة

3.1 أجهزة المطبخ

• الخلاطات ومعالجات الطعام:يجب تعديل السرعة بناءً على صلابة المكونات (على سبيل المثال، سرعة عالية للعصير، وسرعة منخفضة لعجن العجين). تتيح محركات التيار المستمر التحكم في سرعات متعددة عبر تعديل عرض النبضة (PWM)، وتتميز بعزم دوران بدء عالٍ لمنع انحشار المكونات.
• آلات القهوة وآلات صنع حليب فول الصويا:تستخدم مضخات المياه ومكونات الطحن غالبًا محركات تيار مستمر صغيرة لضمان تدفق المياه المستقر أو الطحن الموحد.

3.2 أجهزة التنظيف والعناية الشخصية

• المكانس الكهربائيةتعمل محركات التيار المستمر ذات اللف المتتالي بسرعات عالية (تصل إلى أكثر من 10,000 دورة في الدقيقة)، مما يُولّد قوة شفط قوية. ويمكن تعديل عزم الدوران بشكل تكيفي عند تغير الحمل (مثلاً، عند شفط الحطام)، مما يمنع حدوث أضرار ناتجة عن الحمل الزائد.
• فرشاة الأسنان الكهربائية وماكينات الحلاقة الكهربائية:يتم استخدام محركات Micro PMDC (بأقطار بضعة ملليمترات فقط)، تتميز بالسرعة الدقيقة (على سبيل المثال، تردد الاهتزاز المستقر لفرشاة الأسنان الكهربائية) ومصدر طاقة منخفض الجهد (بطارية ليثيوم 3.7 فولت) للسلامة والقدرة على النقل.

3.3 الأجهزة المنزلية الأخرى

• المراوح الكهربائية وأجهزة تنقية الهواءتوفر محركات التيار المستمر نطاق سرعة واسع (من النسيم اللطيف إلى الرياح القوية) وتستهلك طاقة أقل بنسبة تزيد عن 30% من محركات التيار المتردد التقليدية، مما يلبي متطلبات توفير الطاقة.
• ستائر كهربائية وأقفال أبواب ذكية:تبدأ محركات التيار المستمر وتتوقف بسلاسة مع انخفاض مستوى الضوضاء، ويمكن التحكم فيها عن بعد لضبط السرعة أو الموضع (على سبيل المثال، نطاق فتح/إغلاق الستارة) عبر وحدة تحكم.

4. البحث الطبي والعلمي: دقة عالية وموثوقية

4.1 المعدات الطبية

• مضخات التسريب ومضخات الحقنيلزم التحكم الدقيق في معدل توصيل السوائل (مثلاً، عدة قطرات في الدقيقة). تعمل محركات التيار المستمر مع مُشفِّرات ضوئية كهربائية لتحقيق تنظيم السرعة في حلقة مغلقة، مع ضبط الخطأ في حدود ±1% لتجنب جرعة زائدة أو غير كافية من الدواء.
• أجهزة التنفس الصناعي:تستخدم محركات مروحة أجهزة التنفس محركات DC، والتي يمكنها ضبط حجم الهواء في الوقت الحقيقي وفقًا لمعدل تنفس المريض وتعمل بهدوء لتقليل إزعاج المريض.
• أدوات طب الأسنان (على سبيل المثال، القطع اليدوية عالية السرعة):تعمل محركات التيار المستمر الصغيرة ذات اللف المتتالي بسرعات عالية (تصل إلى 300000 دورة في الدقيقة) مع عزم دوران ثابت، مما يضمن الدقة في طحن الأسنان أو الحفر.

4.2 أدوات البحث العلمي

• محركات وأجهزة الطرد المركزي المخبرية:تحتاج المحركات إلى تشغيل مستقر بسرعات منخفضة (لمنع تناثر المحلول)، بينما تتطلب أجهزة الطرد المركزي تعديل السرعة بناءً على نوع العينة (على سبيل المثال، 3000 دورة في الدقيقة لفصل المصل، و10000 دورة في الدقيقة لفصل الخلايا). تلبي دقة التحكم في سرعة محركات التيار المستمر الاحتياجات التجريبية.
• مراحل تحديد المواقع بدقة:بالنسبة للتطبيقات مثل تحريك مراحل المجهر أو ضبط عدسات معدات الليزر، يتم استخدام محركات سيرفو DC مع براغي كروية لتحقيق التحكم في الموضع على مستوى الميكرون.

5. الإلكترونيات الاستهلاكية والألعاب: التصغير والتكلفة المنخفضة

5.1 الإلكترونيات الاستهلاكية

• الهواتف المحمولة والأجهزة اللوحيةمحركات الاهتزاز (مثلاً، لاهتزاز المكالمات الواردة) هي محركات تيار مستمر دقيقة، تُولّد الاهتزاز عبر دوران عجلة لامركزية. حجمها لا يتجاوز بضعة مليمترات مكعبة، وتتميز باستهلاك منخفض للغاية للطاقة.
• الكاميرات:تستخدم محركات التركيز والتكبير الخاصة بعدسات الكاميرا محركات تيار مستمر صغيرة (كبديل لمحركات الخطوات) لتحقيق تعديلات التركيز السريعة والهادئة.

5.2 الألعاب والنماذج

• السيارات والطائرات بدون طيار التي يتم التحكم فيها عن بعدتستخدم عجلات قيادة السيارات اللعبة ومراوح الطائرات بدون طيار منخفضة التكلفة محركات تيار مستمر صغيرة. يتم التحكم في السرعة عن طريق ضبط جهد المحرك عبر جهاز تحكم عن بُعد، مما يوفر تكلفة منخفضة وسهولة في الصيانة.
• الألعاب الكهربائية (على سبيل المثال، الروبوتات، مجموعات القطارات):يتطلب تشغيلًا وإيقافًا متكررًا وتنظيمًا للسرعة. تتميز محركات التيار المستمر بسرعات استجابة عالية، مما يُلبي الاحتياجات التفاعلية للألعاب.

المنطق الأساسي وراء تطبيقات محرك التيار المستمر

• ل نطاق سرعة واسع + دقة عالية → اختر محركات التيار المستمر المثارة/الملتفة بشكل منفصل (على سبيل المثال، أدوات الآلات، والمعدات الطبية)؛
• ل عزم دوران عالي عند البدء + سرعة عالية → اختر محركات التيار المستمر ذات اللف المتسلسل (على سبيل المثال، المكانس الكهربائية، والرافعات الكهربائية)؛
• ل التصغير + انخفاض استهلاك الطاقة → اختر محركات PMDC (على سبيل المثال، محركات اهتزاز الهاتف المحمول، وفرشاة الأسنان الكهربائية).