محرك تيار متردد ذو سرعة متغيرة: ما الذي يجعله فريدًا؟

التحكم الديناميكي في السرعة: مطابقة الطلب بدقة

أفضل شيء في محرك تيار متردد ذو سرعة متغيرة هو أنه لا يتحول فقط بين 'تشغيل' و'إيقاف' بينما 'يُعدّل السرعة باستخدام نطاق مستمر.' بل إنه يستخدم أيضًا 'تقنية العاكس' المتطورة بما يكفي لتحويل التيار المتردد إلى تيار مستمر، ثم يتحكم في تردد التيار الذي يستهلكه المحرك، مما يؤدي إلى تغيير سرعة المحرك. يمكن التحكم في هذه السرعة وتعديلها من anywhere 20% إلى 100% من أقصى سرعة للمحرك.

مثال على محرك السرعة الثابتة التقليدي: عندما تكون درجة حرارة الغرفة أعلى من المستوى المرغوب، يُشغَل المحرك ذو السرعة الثابتة 'بقوة كاملة' ثم 'يُطفأ' عندما تنخفض درجة الحرارة دون ذلك المستوى. هذا لا يؤدي فقط إلى كفاءة طاقية منخفضة، بل يؤدي أيضًا إلى 'تقلبات' واسعة في درجة الحرارة. من ناحية أخرى، يعمل المحرك ذو السرعة المتغيرة 'بطريقة تدريجية إلى حد كبير'. إذا كانت هناك حاجة للتبريد في يوم عادي، يعمل المحرك بـ'سرعة بطيئة' ويمكن 'زيادة' سرعته خلال ذروة الحرارة في اليوم. لا يحتاج هذا المحرك إلى 'التشغيل والإيقاف المفاجئ' مما يمنع أي 'اهتزازات' في درجة الحرارة، ما يجعل المكان مريحًا.

كفاءة طاقية متفوقة: تقليل استهلاك الطاقة

مقارنةً بالمنافسين ذوي السرعة الثابتة، فإن المحركات الكهربائية التيار المتردد ذات السرعة المتغيرة توفر كفاءة طاقة أعلى بكثير، وبالتالي تكون الخيار الأول للمستخدمين المهتمين بالبيئة والمسؤولين مالياً. يمكن إرجاع هذه التحسينات في الكفاءة إلى عاملين رئيسيين. هما: تقليل هدر الطاقة أثناء عمليات البدء المتكررة، والتشغيل الأمثل عند السرعات المنخفضة.

إن التيار التشغيلي الابتدائي للمحركات ذات السرعة الثابتة يمكن أن يكون أعلى بثلاث إلى خمس مرات من المعدل المتوسط. ولديه القدرة على إحداث اضطراب في معدل التيار، وهو ما يترتب عليه تكلفة تشغيلية عند بدء تشغيل المحركات في معظم الأوقات. والتكلفة الناتجة عن هذه المحركات تكون أعلى على المدى الطويل. وبعبارة أخرى، فإن الوحدات ذات السرعة المنخفضة تعمل بدء التشغيل بشكل أفضل. فبدلاً من استخدام التيارات العالية بشكل مباشر، تقوم هذه الوحدات بزيادتها تدريجيًا. وميزة إضافية أخرى هي أن هذه الوحدات فعالة للغاية حتى عند الأحمال الجزئية. فعلى سبيل المثال، عند نصف السرعة، يستهلك المحرك حوالي 12.5% من الطاقة مقارنة بالسرعة القصوى. والنسبة مرتفعة للغاية لأنها تساوي مكعب السرعة. وهذا مفيد جدًا، لأن معظم أنظمة التكييف، وخاصة في المناخات المعتدلة، تعمل فقط تحت أحمال جزئية. وفي هذه الحالة، تكون هذه الوحدات مثالية، لأن الوحدات ذات السرعة الثابتة تستهلك قدرًا كبيرًا من الطاقة. وتشير بعض الدراسات إلى أن التيار المتردد المتغير أكثر كفاءة بنسبة تتراوح بين 30 إلى 50%، مما يوفر مبلغًا كبيرًا على المدى الطويل.

راحت محسّنة: درجات حرارة مستقرة وجودة هواء محسّنة

وراء الكفاءة، توفر محركات التيار المتردد ذات السرعة المتغيرة فوائد متفوقة من خلال تحسين جودة المناخ الداخلي وتوفير راحة أكبر عن طريق تحقيق درجات حرارة داخلية مستقرة. تأتي هذه الفوائد مباشرة من عمل المحركات باستمرار وبسرعات مختلفة.

إن تحسين ترشيح الهواء والدوران الذي توفره المحركات يزيد من الراحة أكثر. تعمل المحركات ذات السرعة المتغيرة بشكل متكرر أكثر، حتى عند السرعات المنخفضة، ويتم تدوير كمية أكبر من الهواء عبر مرشحات نظام التدفئة والتهوية وتكييف الهواء. كما يزيد هذا الحركة من قدرة الهواء الداخلي على التخلص من الغبار وحبوب اللقاح وجلد الحيوانات الأليفة والعوالق الهوائية الأخرى، وبالتالي تحسين جودة الهواء. تحتوي الأنظمة المتقدمة التي تحتوي على محركات سرعة متغيرة أيضًا على مروحة تعمل بسرعات منخفضة ومحددة في دورات متقطعة، مما يوفر دورانًا للهواء ويحسن الراحة دون استهلاك كبير للطاقة. لا يمكن للأنظمة التي تحتوي على محركات ثابتة توفير هذه الميزات والفوائد.

تشغيل هادئ: تقليل الإزعاج الناتج عن الضجيج

تقليل الضجيج هو ميزة أخرى فريدة تتمتع بها المحركات الكهربائية ذات السرعة المتغيرة مقارنة بالمحركات ذات السرعة الثابتة. على عكس المحركات ذات السرعة الثابتة، التي تُحدث ضجيجًا ملحوظًا أثناء مرحلة التشغيل الأولي، وبعند تشغيلها بسعة كاملة، ما قد يسبب إزعاجًا في غرف النوم والمكاتب المنزلية وحتى المكتبات، لا تعاني المحركات ذات السرعة المتغيرة من هذه المشكلة، لأنها تعمل في معظم الأوقات بسرعات منخفضة وتبدأ تدريجيًا.

في نطاقاتها المنخفضة من السرعة، يكون ضجيج المحرك والمروحة غالبًا أقل بنسبة 50–70% مقارنة بالمحركات ذات السرعة الثابتة عند أقصى قدرة لها. حتى عندما يقترب المحرك من المروحة ويغير السرعات في ظل متطلبات أعلى، فإنه يتفادى قفزات الضجيج المفاجئة المرتبطة بالزيادات المفاجئة في الطاقة الكهربائية في المحركات ذات السرعة الثابتة. تعمل معظم أجهزة التكييف ذات السرعة المتغيرة بصمت يقارب 50 ديسيبل أو أقل. للإشارة، هذا يعادل حديثًا خافتًا بين شخصين. ولذلك، تعتبر هذه الأجهزة مناسبة للغاية لجميع المنازل والمكاتب حيث يُعد تقليل الضجيج مصدر قلق رئيسي.

عمر افتراضي أطول: تقليل التآكل والتمزق

بسبب تقليل البلى في الأجزاء، فإن المحركات التيار المتردد ذات السرعة المتغيرة تدوم في كثير من الأحيان لفترة أطول من المحركات ذات السرعة الثابتة. فعندما يتم تشغيل المحركات ذات السرعة الثابتة وإيقافها، فإن الملفات والمحامل وبقية الأجزاء الميكانيكية تتعرض للإجهاد. وكلما اشتغل المحرك، فإنه يتعرض لإجهاد ميكانيكي و كهربائي، مما يؤدي إلى البلى و الشيخوخة بشكل أسرع، ويزيد في الوقت نفسه من احتمالات حدوث عطل.

بالمقارنة، فإن المحركات ذات السرعة المتغيرة تعمل بسرعات معقولة باستمرار، مما يؤدي إلى تقليل مرات البدء والإيقاف. إن البدء والتوقف التدريجي مع التسارع والتباطؤ السلس يقلل من الإجهاد الميكانيكي على الأجزاء التي كانت ستخضع لتحميل وسرعة مفاجئة. هناك أيضًا ميزة أخرى للمحركات ذات السرعة المتغيرة وهي أنها تأتي مع حماية حرارية من الضجيج إلى السرعة، حيث تراقب درجة الحرارة وتبطئ الأجزاء التي قد تسبب الضوضاء، مما يحسن أداء محركات التيار المتردد ذات السرعة المتغيرة. تميل محركات التيار المتردد ذات السرعة المتغيرة إلى أن تدوم من 15 إلى 20 عامًا متواصلة، بينما تدوم المحركات ذات السرعة الثابتة حوالي 10 إلى 15 عامًا. هذا التقليل في التآكل يقلل أيضًا من الاستبدال المبكر، مما يقلل من تكاليف الصيانة ويساعد البيئة.