محركات ستيرلينغ الكهربائية – هل هي الحل النهائي؟

المحرك المغناطيسي، المعروف أيضًا باسم محرك المغناطيس الدائم، هو نوع من المحركات المغناطيسية الدائمة التي تستخدم مغناطيسًا دائمًا بالإضافة إلى اللفات الموجودة في قلبه، بدلاً من إيجاد الأنواع التقليدية تمامًا. على عكس الأنواع الأخرى من المحركات، لا يحتاج هذا النوع إلى مغزل أو عجلة تروس للعمل. قد تجدها في بعض مولدات الطاقة محلية الصنع الأكثر تطوراً والمتوفرة على الإنترنت. ومع ذلك، يمكنك بناء جهاز خاص بك بأقل من مائة دولار إذا كنت لا تمانع في تعلم القليل عن كيفية القيام بذلك.

لفهم كيفية عمل هذا النوع من المحركات، من المفيد أن نفهم كيف ينتج المغناطيس الطاقة. عندما ينتج المغناطيس موجة كهرومغناطيسية، يقال إنه ينتج "كاتيون". وهذا يعني أن نوع معين من ثنائي القطب سيكون له حالة إما "تشغيل" أو "إيقاف"، اعتمادًا على ما إذا كان يواجه القطب الشمالي أو القطب الجنوبي. سيتم الإشارة إلى حالة "التشغيل" للمغناطيس من خلال لون المغناطيس: بينما تتم الإشارة إلى حالة "إيقاف" المغناطيس من خلال لون علامة الطرح. بمعنى آخر، يكون المغناطيس إما "مشغلًا" أو "متوقفًا عن التشغيل"، اعتمادًا على ما إذا كان ينتج موجة قطبية من نوع معين.

تأتي طاقة المحركات من المجال المغناطيسي المحيط بالمغناطيس، ويتم توليدها عن طريق التحكم في قطبية موجاتها. هناك طريقتان للتحكم في قطبية المجال المغناطيسي: التحكم في المغناطيس الدائم، والذي يعمل من خلال استخدام الملفات؛ واستخدام الحث عالي التردد. التحكم بالمغناطيس الدائم هو الأسلوب الأكثر استخدامًا، وهذا عادة هو سبب تقديم مفهوم المغناطيس الحركي. كما يوحي الاسم، يعتمد المفهوم على فكرة أن المغناطيس الدائم ينتج مجالًا مغناطيسيًا عالي التردد يمكن معالجته بترددات عالية. يمكن لهذا المجال المستحث أن يحفز الحركة في مادة موصلة، والتي يمكنها تشغيل جهاز مثل العجلة. يركز موقع Jinluncicai.com على تصنيع مغناطيسات المحركات المتطورة.

انقر لزيارة منتجاتنا: متكلس ندفيب المغناطيس

أحد النماذج الأولى لآلات الحركة الدائمة هذه يستخدم مولدات التيار المستمر ذات المغناطيس الدائم. وفي حين أن هذا لا يزال يستخدم على نطاق واسع في بعض الدوائر، إلا أنه غير دقيق إلى حد كبير. من المحتمل أن مولدات التيار المستمر ذات المغناطيس الدائم التي تستخدم مولدات التيار المستمر ذات المغناطيس الدائم كانت تستخدم في الواقع مولدين منفصلين للتيار المتردد ذي المغناطيس الدائم: مولد تيار مستمر ومولد تيار متردد واحد. عندما يحدث هذا، يتم حث تيار في مولد التيار المتردد المغناطيسى لأن التيار المتردد في مولد المغناطيس الدائم يخلق تيارًا مباشرًا في مولد التيار المتردد. المشكلة في هذا النوع من المحركات هي أن التيارات المستحثة تكون عالية جدًا بحيث لا تكون مريحة للأسلاك الموجودة في السيارة. ونتيجة لذلك، فإن العجلات لن تدور.

لحل هذه المشكلة، تم تطوير محرك ستيرلينغ، المعروف أيضًا باسم محرك التدفق الشعاعي، في عام 1950. يستخدم محرك التدفق الشعاعي مبدأ الكهرباء الضغطية: إذا تم إحداث تيار كهربائي في سائل معدني موصل عن طريق تمديد الجزء المعدني، فسيتم شحن الأجزاء. يتم بعد ذلك استخدام الطاقة الكهربائية التي ينتجها محرك ستيرلنغ لتشغيل محرك التيار المستمر، والذي يقوم بتشغيل مولد التيار المتردد. لقيادة محرك Stirling، كل ما تحتاجه هو مصدر تيار مستمر للموصلات؛ يتم تشغيل المحرك نفسه بواسطة دائرة التحكم الداخلية في المحرك.

يمكن جعل محرك Stirling صغيرًا بما يكفي ليناسب عجلة السيارة - ونتيجة لذلك، يتم استخدام Stirling Motors في القوارب والسيارات. السبب وراء كفاءتها العالية هو أن المحركات الشعاعية تحرك كل الطاقة عبر المجال المغناطيسي. عندما يتلامس مصدر التيار المتردد الممغنط مع جسم معدني موصل، يتدفق التيار الكهربائي عبر الجسم بدلاً من المرور عبر محرك المغناطيس الدائم. محرك Stirling هو في الأساس محرك ذو دولاب الموازنة. لكي يعمل محرك PM بشكل صحيح، يجب أن يعمل دائمًا بكامل طاقته - وعندما يحدث ذلك، يتم تشغيل محرك Stirling بالكامل في وقت واحد، مما يخلق كميات لا تصدق من عزم الدوران.

الفكرة وراء محرك ستيرلنغ ليست فكرة جديدة: فقد تم تصميمها لأول مرة في عام 1830 من قبل السير ريتشارد جيمس كليرك ماكسويل. من المهم أن نفهم أن مفهوم محرك Stirling ليس جديدًا. في الواقع، هذا المفهوم موجود منذ قرون! على الرغم من اسمها المشؤوم إلى حد ما، فإن مصطلح "المحركات ذات المغناطيس الدائم" يشير في الواقع إلى حقيقة أن هذه المحركات قادرة على القيادة إلى أجل غير مسمى بواسطة طاقتها الفطرية. وكما يشير الاسم، تحتوي هذه الأجهزة على مصدر مستمر للطاقة، على غرار الطريقة التي تعمل بها الآلة ذات الحركة الدائمة.

لسنوات عديدة، ظل الباحثون يحاولون كشف أسرار هذا الجهاز الغامض. ومؤخرًا، تم تحقيق تقدم كبير: تمكن الباحثون من تصغير حجم المحرك بالكامل. والآن، يمكن العثور على هذه الآلات في تصميمات المحركات الكهربائية الحديثة. وهذا يعني أنه بدلاً من الاضطرار إلى استخدام المغناطيسات الأرضية النادرة، يمكننا الآن الاستفادة من المعادن الثمينة الأكثر شيوعًا والمتاحة بسهولة. هذا النوع من النظام لديه القدرة على تشغيل كل شيء بدءًا من أجهزة الكمبيوتر إلى السيارات، وفي النهاية إلى منازلنا.