في سيناريوهات الإنتاج الصناعي، من الأدوات الآلية الكبيرة إلى الضواغط عالية التحمل، تتجاوز شعبية محركات التيار المتردد ثلاثية الطور بكثير شعبية محركات التيار المتردد أحادية الطور. هذه الظاهرة ليست وليدة الصدفة؛ بل تُحددها الاختلافات الجوهرية بينهما في ثلاثة أبعاد أساسية: التصميم الهيكلي والأداء التشغيلي وكفاءة الطاقةويمكن تحليل الأسباب المحددة من الجوانب الأربعة التالية:
1. الاختلافات في كفاءة توليد المجال المغناطيسي الدوار
تعتمد لفات الجزء الثابت لمحركات التيار المتردد ثلاثية الطور تصميمًا توزيعيًا متماثلًا ثلاثي الطور. عند تطبيق طاقة تيار متردد ثلاثية الطور بفارق طور قدره 120 درجة، مجال مغناطيسي دوار مستمر يتم تشكيلها مباشرةً داخل المحرك، مما يُمكّن من بدء تشغيل سلس دون الحاجة إلى أجهزة بدء تشغيل إضافية. في المقابل، لا تُولّد محركات التيار المتردد أحادية الطور سوى "مجال مغناطيسي نابض" وتتطلب توليد فرق طور من خلال تقسيم طور المكثف أو هياكل الأقطاب المظللة لبدء التشغيل. هذا لا يزيد من تعقيد الدائرة فحسب، بل يُنتج أيضًا عزم بدء تشغيل يتراوح بين ثلث ونصف عزم بدء تشغيل المحركات ثلاثية الطور، مما يُعيق تلبية متطلبات بدء التشغيل ذات الأحمال الثقيلة للمعدات الصناعية.
2. مزايا الاستقرار التشغيلي وكثافة الطاقة
يتم دفع عزم الدوران الكهرومغناطيسي للمحركات ثلاثية المراحل بواسطة التيارات ثلاثية المراحل ، مما يؤدي إلى الحد الأدنى من تقلب عزم الدوران (مع معامل تقلب عادة < 5٪). ونتيجة لذلك، فإن اهتزازات التشغيل والضوضاء أقل بكثير من تلك الموجودة في المحركات ذات المرحلة الواحدة (التي يمكن أن يصل معامل تقلب عزم الدوران إلى 20٪ - 30٪) - وهو عامل حاسم لمعدات المعالجة عالية الدقة مثل آلات CNC. في الوقت نفسه ، بالنسبة لنفس الحجم ، يمكن أن تكون القوة الاسمية للمحركات ثلاثية المراحل من 3 إلى 5 أضعاف تلك للمحركات أحادية المرحلة. على سبيل المثال ، يحتوي محرك ثلاثي المراحل 10 كيلوواط على حجم يعادل حجم محرك أحادي المراحل 3 كيلوواط ، مما يجعله أكثر ملاءمة لمتطلبات "حجم صغير وقوة عالية" للسيناريوهات الصناعية.
3. كفاءة الطاقة وتوافق الشبكة
من حيث كفاءة الطاقة، يُعدّ معامل قدرة المحركات ثلاثية الطور (عادةً ما يتراوح بين 0.85 و0.95) أعلى بكثير من معامل قدرة المحركات أحادية الطور (0.6 و0.75). عند نفس قدرة الخرج، تُقلّل المحركات ثلاثية الطور من فقدان الطاقة الكهربائية بنسبة 20%-30%، مُلبّيةً بذلك متطلبات توفير الطاقة الصناعية. وفيما يتعلق بمرونة الشبكة، تعتمد شبكات الطاقة الصناعية عادةً أنظمة إمداد طاقة ثلاثية الطور. إذا عملت المحركات أحادية الطور بطاقة عالية لفترات طويلة، فإنها تُسبب بسهولة اختلالًا في توازن الأحمال ثلاثية الطور، وتُؤدّي إلى تقلبات في جهد الشبكة. في المقابل، تُوزّع المحركات ثلاثية الطور الأحمال بالتساوي، مما يضمن استقرار الشبكة.
4. الاختلافات في تكاليف الصيانة وعمر الخدمة
تتميز بنية لف المحركات ثلاثية الطور بتناسق أكبر، مع توزيع تيار منتظم وانخفاض خطر ارتفاع درجة الحرارة الموضعي، مما يؤدي إلى عمر خدمة متوسط يتراوح بين 10 و15 عامًا. أما بالنسبة للمحركات أحادية الطور، فإن التبديل المتكرر بين لف البدء ولف التشغيل يُسبب تآكلًا سهلًا في التلامس، وتتطلب المكونات الضعيفة، مثل المكثفات، استبدالًا منتظمًا. وتبلغ تكلفة صيانتها السنوية ضعفي أو ثلاثة أضعاف تكلفة صيانتها السنوية للمحركات ثلاثية الطور تقريبًا، مما يؤدي إلى ضعف الكفاءة الاقتصادية على المدى الطويل.
باختصار، المزايا الشاملة لمحركات التيار المتردد ثلاثية الطور، من حيث أداء بدء التشغيل، واستقرار التشغيل، وكفاءة الطاقة، وتكاليف الصيانة، تجعلها الخيار الأمثل في المجالات الصناعية. في المقابل، تُعدّ محركات التيار المتردد أحادية الطور، المحدودة بحدود الطاقة وعدم استقرارها الكافي، أكثر ملاءمةً للاستخدامات المدنية منخفضة الطاقة، مثل المراوح المنزلية ومضخات المياه الصغيرة.