ما هي السرعة التزامنية؟
السرعة التزامنية هي سرعة دوران المجال المغناطيسي المتولّد من ملفات العضو الثابت (الستاتور) في آلة التيار المتردد، مثل المحرّك الحثّي أو المحرّك التزامني أو المولّد. وهي السرعة النظرية التي يدور بها هذا المجال، وتُعتمد كمرجع لقياس السرعة الفعلية للعضو الدوّار (الروتور). في المحرّك الحثّي يدور الروتور دائمًا بسرعة أقل قليلًا من السرعة التزامنية، ويُسمّى هذا الفارق بـ«الانزلاق» (Slip).
كيفية استخدام الحاسبة
أدخِل تردد المصدر بالهرتز (Hz) — وهو عادةً 60 هرتز في أمريكا الشمالية و50 هرتز في معظم دول أوروبا وآسيا وأفريقيا (بما فيها العالم العربي) — ثم أدخِل عدد الأقطاب المغناطيسية في الآلة، وهو دائمًا عدد زوجي (2، 4، 6، 8، ...). تُظهر لك الحاسبة السرعة التزامنية بوحدة الدورة في الدقيقة (RPM) وأيضًا بالدورة في الثانية.
شرح المعادلة
المعادلة الأساسية هي $$N_s = \frac{120 \times f}{P}$$ حيث \(N_s\) هي السرعة التزامنية بالدورة في الدقيقة، و\(f\) تردد المصدر بالهرتز، و\(P\) إجمالي عدد الأقطاب. أما العامل 120 فيحوّل التردد الكهربائي المُقاس في الثانية إلى دورات ميكانيكية في الدقيقة مع مراعاة أزواج الأقطاب (\(120 = 60\) ثانية/دقيقة \(\times\) قطبان لكل زوج قطبي).
مثال محلول
لنأخذ محرّكًا حثّيًا بأربعة أقطاب موصولًا بمصدر تردده 60 هرتز. تكون $$N_s = \frac{120 \times 60}{4} = \frac{7200}{4} = 1800 \text{ دورة/دقيقة}$$ وبالدورة في الثانية فإن ذلك يساوي \(1800 / 60 = 30\) دورة/ثانية. أما الروتور الفعلي تحت الحِمل فقد يدور بنحو 1750 دورة/دقيقة، أي بانزلاق يقارب 2.8%.
الأسئلة الشائعة
لماذا يجب أن يكون عدد الأقطاب زوجيًا؟ تأتي الأقطاب المغناطيسية دائمًا على هيئة أزواج شمالي–جنوبي، لذا يكون العدد الإجمالي للأقطاب زوجيًا دائمًا.
هل يدور الروتور بالسرعة التزامنية؟ نعم في المحرّك التزامني بحكم تصميمه. أما المحرّك الحثّي فيدور بسرعة أقل قليلًا، لأن العزم لا يتولّد إلا عند وجود حركة نسبية (انزلاق) بين المجال والروتور.
ماذا يتغيّر مع مصدر تردده 50 هرتز؟ نفس المحرّك ذي الأقطاب الأربعة عند 50 هرتز يعطي \(N_s = \frac{120 \times 50}{4} = 1500\) دورة/دقيقة، ولهذا تدور آلات الـ50 هرتز أبطأ من آلات الـ60 هرتز ذات عدد الأقطاب نفسه.
