تُستخدم مصطلحات "القضبان الرقيقة" أو "القضبان المكسورة" عادةً للدلالة على أعطال محركات الدوار المصنوعة من الألومنيوم المصبوب. يشير كلٌّ من "القضبان الرقيقة" و"القضبان المكسورة" إلى قضبان الدوار. نظريًا، بمجرد تحديد شكل فتحة التثقيب في الدوار، وطول الحديد، وميل الفتحة، تُحدَّد قضبان الدوار بشكل منتظم للغاية. ومع ذلك، في عملية التصنيع الفعلية، غالبًا ما تتسبب أسباب مختلفة في التواء وتشوه قضبان الدوار النهائية، بل وظهور ثقوب انكماش داخل القضبان. في الحالات الشديدة، قد تنكسر القضبان.
بما أن قلب الدوار مصنوع من ثقوب الدوار، فإن تحديد الوضع المحيطي يتم بواسطة قضبان مشقوقة مطابقة لثقوب الدوار أثناء عملية التصفيح. بعد الانتهاء، تُخرج القضبان المشقوقة وتُصب الألومنيوم بالقالب. إذا كانت القضبان المشقوقة والثقوب فضفاضة جدًا، فسيكون للثقوب درجات مختلفة من الإزاحة المحيطية أثناء عملية التصفيح، مما سيؤدي في النهاية إلى أسطح متموجة على قضبان الدوار، وظاهرة سن المنشار على فتحات قلب الدوار، وحتى كسر القضبان. بالإضافة إلى ذلك، فإن عملية صب الألومنيوم هي أيضًا عملية تصلب الألومنيوم السائل الذي يدخل فتحات الدوار. إذا اختلط الألومنيوم السائل بالغاز أثناء عملية الحقن ولم يتمكن من التفريغ جيدًا، فستتشكل مسام في جزء معين من القضبان. إذا كانت المسام كبيرة جدًا، فسيؤدي ذلك أيضًا إلى كسر قضيب الدوار.
توسيع المعرفة - الأخدود العميق والقفص المزدوجالمحركات غير المتزامنة
من خلال تحليل بداية تشغيل المحرك غير المتزامن ذي القفص، يتضح أن تيار البدء يكون كبيرًا جدًا عند التشغيل المباشر؛ وعند التشغيل بجهد منخفض، ينخفض عزم البدء مع انخفاض تيار البدء. ووفقًا للخصائص الميكانيكية الاصطناعية لمقاومة دوار المحرك غير المتزامن على التوالي، يتضح أن زيادة مقاومة الدوار ضمن نطاق معين يمكن أن تزيد من عزم البدء، كما أن زيادة مقاومة الدوار تقلل أيضًا من تيار البدء. وبالتالي، فإن زيادة مقاومة الدوار يمكن أن تُحسّن أداء التشغيل.
مع ذلك، عند تشغيل المحرك بشكل طبيعي، يُؤمل أن تكون مقاومة الدوار أقل، مما يُقلل من فقدان النحاس ويزيد من كفاءة المحرك. كيف يُمكن للمحرك غير المتزامن ذي القفص أن يتمتع بمقاومة دوار أكبر عند بدء التشغيل، بينما تنخفض مقاومته تلقائيًا أثناء التشغيل العادي؟ يُمكن للمحركات غير المتزامنة ذات الفتحة العميقة والقفص المزدوج تحقيق هذا الهدف.
فتحة عميقةمحرك غير متزامن
فتحة الدوار في المحرك غير المتزامن ذي الفتحة العميقة عميقة وضيقة، وعادةً ما تكون نسبة عمق الفتحة إلى عرضها من 10 إلى 12 أو أكثر. عند مرور التيار عبر قضبان الدوار، يكون تدفق التسرب المترابط مع قاع القضبان أكبر بكثير من تدفق التسرب المترابط مع فتحة الشق. لذلك، إذا اعتُبرت القضبان عددًا من الموصلات الصغيرة المقسمة على طول ارتفاع الفتحة والمتصلة على التوازي، فإن الموصلات الصغيرة الأقرب إلى قاع الفتحة لها مفاعلة تسرب أكبر، والموصلات الصغيرة الأقرب إلى فتحة الشق لها مفاعلة تسرب أصغر.
عند بدء تشغيل المحرك، وبسبب التردد العالي لتيار الدوار، تكون مفاعلة التسرب لقضبان الدوار كبيرة، وبالتالي فإن توزيع التيار في كل موصل صغير سيتم تحديده بشكل أساسي من خلال مفاعلة التسرب. كلما زادت مفاعلة التسرب، قل التيار. وبهذه الطريقة، تحت نفس القوة الدافعة الكهربائية المستحثة بواسطة التدفق المغناطيسي الرئيسي للفجوة الهوائية، ستكون كثافة التيار بالقرب من أسفل الشق في الموصل صغيرة جدًا، وكلما اقتربت من الشق، زادت. تسمى هذه الظاهرة بتأثير الجلد للتيار. وهو يعادل التيار الذي يتم ضغطه على الشق، لذلك يطلق عليه أيضًا تأثير الضغط. يعادل تأثير تأثير الجلد تقليل ارتفاع ومقطع قضيب الموصل، وزيادة مقاومة الدوار، وبالتالي تلبية متطلبات البدء.
عند اكتمال بدء التشغيل وتشغيل المحرك بشكل طبيعي، يكون تردد تيار الدوار منخفضًا جدًا، ويتراوح عادةً بين 1 و3 هرتز، وتكون مفاعلة التسرب لقضبان الدوار أصغر بكثير من مقاومته. لذلك، يعتمد توزيع التيار في الموصلات الصغيرة المذكورة أعلاه بشكل أساسي على المقاومة. ونظرًا لتساوي مقاومة كل موصل صغير، فسيتم توزيع التيار في القضبان بالتساوي، ويختفي تأثير السطح بشكل أساسي، فتعود مقاومة قضيب الدوار إلى مقاومتها الحالية للتيار المستمر. ويمكن ملاحظة أنه أثناء التشغيل العادي، يمكن أن تنخفض مقاومة دوار المحرك غير المتزامن ذي الفتحة العميقة تلقائيًا، مما يلبي متطلبات تقليل فقد نحاس الدوار وتحسين كفاءة المحرك.
محرك غير متزامن ذو قفص مزدوج
يوجد قفصان على دوار المحرك غير المتزامن ثنائي القفص، وهما القفص العلوي والقفص السفلي. قضبان القفص العلوي ذات مساحة مقطع عرضي أصغر، وهي مصنوعة من مواد ذات مقاومة كهربائية أعلى، مثل النحاس الأصفر أو البرونز والألومنيوم، وتتميز بمقاومة أكبر؛ أما قضبان القفص السفلي، فهي ذات مساحة مقطع عرضي أكبر، وهي مصنوعة من النحاس ذي مقاومة كهربائية أقل، وتتميز بمقاومة أقل. غالبًا ما تستخدم محركات القفصين دوارات من الألومنيوم المصبوب؛ ومن الواضح أن تدفق التسرب في القفص السفلي أكبر بكثير من تدفق التسرب في القفص العلوي، وبالتالي فإن مفاعلة التسرب في القفص السفلي أكبر بكثير أيضًا من مفاعلة التسرب في القفص العلوي.