لماذا تحتوي محركات التردد المتغير على هياكل دوارة قفصية؟

الدوار الملفوفمحركيحتوي على مقاومة متصلة على التوالي بالدوار، بحيث يكون للمحرك عزم دوران بدء كبير بما فيه الكفاية وتيار بدء صغير جدًا (مضاعف تيار البدء يساوي تقريبًا مضاعف عزم الدوران البدء)، ويمكنه أيضًا تحقيق وظيفة تنظيم السرعة في نطاق صغير.

تُتيح محركات التردد المتغير إمكانية بدء التشغيل التدريجي وتنظيم السرعة عن طريق تغيير التردد. نظريًا، يُمكن ضبط نطاق السرعة بسلاسة من الصفر إلى ما لا نهاية، ولكن عمليًا، ترتبط السرعة المنخفضة بخصائص التردد المنخفض للمحرك، بينما تُحدَّد السرعة العالية بسرعة التشغيل القصوى المسموح بها للمحمل. يمتد نطاق التشغيل الآمن من الصفر إلى السرعة المقننة، حيث يُمكن التشغيل بعزم دوران أقل من أو يساوي عزم الدوران المقنن، ومن السرعة المقننة إلى السرعة القصوى، حيث يُمكن التشغيل بقدرة أقل من أو تساوي القدرة المقننة. لذا، يتميز محرك التردد المتغير بعزم دوران ثابت من الصفر إلى السرعة المقننة، وبقدرة ثابتة عند تجاوز السرعة المقننة.

من خلال التحليل الهيكلي للمحرك، يتضح أن محرك القفص يتميز ببنية بسيطة نسبيًا، وسهولة تصنيعه، وقوة ميكانيكية فائقة. ويُحقق وظائف بدء التشغيل التدريجي وتنظيم السرعة عبر محول تردد، وتفوق سرعته القصوى سرعة محرك الدوران ثلاثي الأطوار غير المتزامن. ويُعد محرك التيار المستمر ذو بنية المحرك والمبدل خيارًا اقتصاديًا وموثوقًا للغاية لتشغيل محركات السرعة المتغيرة.

نظريًا، يمكن لمحرك الدوار الملفوف أن يعمل بتردد متغير، لكنه يفقد خصائص بدء التشغيل الممتازة ومقاومة بدء التشغيل الخارجية وتنظيم السرعة. كما أن أداء بدء التشغيل السلس في طريقة التردد المتغير أقل بكثير من أداء محرك القفص السنجابي (حيث تكون مقاومة الدوار الملفوف منخفضة، وعزم بدء التشغيل منخفضًا)، بالإضافة إلى وجود مخاطر خفية لأعطال كهربائية في ملفات الدوار، مثل قصر الدائرة بين اللفات والأرض وبين الأطوار، وانفصال التيار عند السرعات العالية. وتُعد موثوقية هذا المحرك أقل بكثير من موثوقية محرك القفص السنجابي الصلب. لذلك، باستثناء المولدات غير المتزامنة ذات التغذية المزدوجة والمنظم السرعة، أو المحركات غير المتزامنة ذات التغذية الداخلية والمنظم السرعة، لا تستخدم محركات الدوار الخطي الملفوف عادةً مصدر طاقة بتردد متغير.