موتور الکتریکی یا الکتروموتور دارای انواع مختلفی از جمله الکتروموتور ضد انفجار، معمولی و موتور کولری است. الکتروموتورها از نظر برق مصرفی نیز به دو دسته تک فاز و سه فاز تقسیم می شوند.
اصول میدان مغناطیسی دوار توسط نیکولا تسلا در سال ۱۸۸۲ بنیان گذاری شد. این مسئله باعث شد شرایط فراهم شود تا از میدان دوار به عنوان نیروی مکانیکی استفاده گردد. سپس در سال ۱۸۸۳ نیکولا به جهت طراحی نمودن یک موتور القایی دو فاز، این اصول را مورد استفاده قرار داد. به دنبال نیکولا، «گالیلئو فراریس» در سال ۱۸۸۵ در این رابطه به طور مستقل آغاز به یک‌سری تحقیقات نمود. گالیله فراریس Galileo Ferraris در قالب یک مقاله نتایج پژوهش های خود را در تورین ایتالیا به آکادمی سلطنتی علوم ارائه نمود.
در سال ۱۸۸۸ نیکولا تسلا اقدام به حرکتی نمود که برخی این حرکت را تحت عنوان (انقلاب صنعتی دوم) می نامند. دلیل این امر آن است که حرکت نیکولا تسلا منجر شد که در طول مسافت های طولانی، امکان انتقال انرژی الکتریکی فراهم شود؛ همچنین باعث شد که انرژی الکتریکی آسان‌تر تولید گردد.
پیش از اینکه توسط تسلا، موتور جریان متناوب اختراع گردد، موتورها توسط حرکت مداوم یک هادی در میدان ثابت مغناطیسی حرکت می کردند. نیکولا تسلا این مسئله را مطرح نمود که امکان حذف کلکتورهای موتور وجود دارد. به نحوی که موتور توسط یک میدان دوار حرکت کند. نیکولا تسلا پس از تلاش های مستمر خود به این موفقیت دست یافت که برای موتوری که اختراع نموده بود، حق امتیاز شماره ۰٫۴۱۶٫۱۹۴ ایالات متحده را اخذ نماید. در بسیاری از عکس های او تصویر این موتور موجود است. موتور اختراع شده توسط تسلا، یک نوع از موتورهای القایی محسوب می شد.
میخائیل آسیب ویچ در سال ۱۸۹۰یک اختراعی تحت عنوان موتور سه فاز روتور قفسی داشت. امروزه این موتور دارای کاربردهای مختلفی است.
انواع مختلف الکتروموتور
در صنعت می توان گفت در هر جایی که حرکتی باشد، حتما الکتروموتور نیز وجود دارد که باعث این حرکت شده است. همه افراد جامعه حتی اگر متوجه این مسئله نباشند، حتما با الکتروموتور، دینام یا همان موتور الکتریکی برخورد داشته‌اند.
موتورها انواع مختلفی دارند. برخی از انواع موتور عبارتند از:
- موتور خود تحریک
- موتور کمپوند
- موتور AC
- موتور DC
- موتور موازی
- موتور القایی
- موتور رلوکتانسی
- موتور مغناطیس دائم (PMDC)
- موتورهای خاص
- موتور پله ای
- موتور هیسترزیسی
- موتور DC بدون جاروبک
- موتور سنکرون
- موتور سری
- موتور پونیورسال
تعریف الکتروموتور
الکتروموتور ماشینی است که تبدیل کننده انرژی الکتریکی به حرکت مکانیکی می باشد. با تحت اثر یک میدان مغناطیسی قرار گرفتن یک هادی که حامل جریان الکتریکی می باشد، از سمت این میدان یک نیرو بر آن هادی وارد می گردد. موتورهای الکتریکی معمولا دوار هستند؛ ولی موتورهای خطی نیز موجود می باشند.
الکتروموتور دوار دارای دو بخش ثابت و متحرک می باشد. نام دیگر قسمت متحرک، روتور می باشد. ایستانه یا استاتور نیز نام دیگر بخش ثابت است. معمولا ایستانه داخل موتور قرار دارد.
در یک الکتروموتور، به دلیل گشتاوری که از نیرویی که توسط میدان مغناطیسی ایجاد شده است، روتور در اطراف محور خود می چرخد. بر طبق ساختاری که هر موتور الکتریکی دارد، تغذیه آن به وسیله برق جریان متناوب AC یا جریان مستقیم DC می باشد.
الکتروموتور جریان مستقیم یا الکتروموتور DC
موتور جریان مستقیم DC آرمیچری از آهنربای الکتریکی دارد. جهت جریان الکتریکی توسط کموتاتور که یک سوییچ گردشی می باشد، در هر سیکلی دو نوبت برعکس می گردد. این فرآیند باعث می شود که آهنرباهای الکتریکی در آرمیچر به وجود آیند تا در بیرون از آرمیچر آهنربای دائمی را جذب و دفع کنند. سرعت دوران موتور جریان مستقیم DC، بستگی به گشتاور ترمزی دارد. در واقع این سرعت وابسته به گشتاور جریان ورودی و ولتاژ ورودی است.
انواع الکتروموتور جریان متناوب AC و مزایا
الکتروموتورهای القایی AC، رایج‌ترین موتور الکتریکی هستند که در صنعت و موارد خانگی مورد استفاده قرار می گیرند. استفاده از این الکتروموتورها مزایای بسیاری دارد. برخی از این مزایا عبارتند از:
• قیمت مناسب این موتور الکتریکی
• مستحکم بودن و طراحی ساده آن
• پایین بودن هزینه نگهداری
• اتصال کامل و راحت الکتروموتور AC به منبع تغذیه
الکتروموتور ACدر صنعت دارای انواع مختلفی است که هر کدام از این موتورها مناسب برای کاری هستند. با وجود اینکه طراحی موتور الکتریکی AC در مقایسه با موتور الکتریکی DC آسان‌تر می باشد، اما برای کنترل نمودن گشتاور و سرعت در موتورهای AC باید از طراحی و مشخصات این موتور درک مناسبی داشت.
انواع الکتروموتور AC عبارتند از:
- الکتروموتور AC آسنکرون (Asynchronous)
- الکتروموتور AC سنکرون (Synchronous)
روتور و استاتور در موتور الکتریکی سنکرون، سیم پیچی می شوند. زمان اتصال استاتور به منبع برق در موتور، میدانی گردان ایجاد می گردد که چرخش آن با سرعت سنکرون است. تغذیه روتور به وسیله منبع DC می باشد. زمانی که به روتور، جریان DC متصل شود، روتور آغاز به گردش با میدان استاتور می نماید.
به جهت راه اندازی الکتروموتور سنکرون، پس از اینکه محرک اولیه قطع شد، موتور الکتریکی با سرعت سنکرون می چرخد.
الکتروموتور سنکرون و مزایا
الکتروموتور سنکرون به منظور اصلاح ضریب توان مورد استفاده قرار می گیرد. در این حالت عملکرد الکتروموتور بدون بار است و بر محور آن باری قرار نمی گیرد که به این موتور در این حالت، خازن سنکرون نیز گفته می شود و در کارخانه های مختلفی مورد استفاده قرار می گیرد. این موتور به عنوان ژنراتور سنکرون نیز مورد استفاده واقع می شود.
موتور الکتریکی سنکرون در تجهیزاتی که نیاز به دور ثابت دارند مانند ساعت الکتریکی، مورد استفاده قرار می گیرد.
از جمله مزایای موتور الکتریکی سنکرون عبارتند از:
• بازدهی این موتور بسیار زیاد است.
• ضریب قدرت الکتروموتور سنکرون، مناسب است و همچنین قابل تنظیم می باشد.
• حساسیتی در برابر نوسان ولتاژ ندارد.
• توانایی کار با ولتاژ زیاد دارد.
این موتور الکتریکی در کنار مزایایی که دارد، دارای یک‌سری نقاط ضعف نیز می باشد. به عنوان مثال قادر به تحمل بار اضافه نیست. سرعت آن ثابت می باشد. لذا برای سرعت های کمتر و بیشتر قابل تنظیم نیست. نیاز به وسیله ای راه انداز دارد. علاوه بر اینکه برای سیم پیچ استاتور، نیاز به جریان متناوب است، برای قطب های آن نیز نیاز به جریان دائم می باشد. به همین علت قیمت آن افزایش پیدا می کند.
الکتروموتور قفسه سنجابی مزایا
روتور موجود در الکتروموتور قفس سنجابی به شکل استوانه است. میله هایی که دارای جنس مس یا آلومینیوم هستند داخل شیارهای فولادی یا آهنی قرار دارند و ساخت آن به دو شکل می باشد. شکل اول تشکیل شده از میله های گرد است. حالت دوم تشکیل شده از میله های مستطیلی یا دو دایره جدا از هم یا متصل، می باشد. به منظور جلوگیری از قفل شدن یا لرزش در زمان استارت و برای ایجاد همپوشانی در تاثیر میدان های استاتور به روتور، میله های روتور به شکل مورب طراحی می شوند.
این نوع از الکتروموتور دارای مزایای بسیاری می باشد. در ادامه به برخی از این مزایا اشاره می کنیم.
مزایای الکتروموتور قفسه سنجابی
• تغییر بار در الکتروموتور قفس سنجابی باعث نمی‌شود که این موتور از حرکت بایستد.
• الکتروموتور قفس سنجابی در مقایسه با الکتروموتورهای سیم پیچی شده، ضریب قدرت بالاتری دارند.
• در بارهای مختلف، سرعت گردش آن ثابت است.
• این موتور الکتریکی دارای طراحی ساده و قیمت مناسب می باشد. همین امر باعث شده که در صنایع مختلف جایگزین سایر موتورها گردد.
الکتروموتور آسنکرون قفس سنجابی در کنار مزایایی که دارد، یک‌سری نقاط ضعف نیز دارد که عبارتند از:
- گشتاور پایین آن
- در هنگام کار کم، ضریب قدرت آن کاهش پیدا می کند.
- با روش کاهش ولتاژ، امکان تغییر دور آن وجود ندارد. برای این منظور، نیاز به دستگاه (AC Drive) دارد.
- نسبت به تغییرات ولتاژ دارای حساسیت است.
- زمانی که ولتاژ کم می شود، جریان آن نیز افزایش می یابد.
- این موتور در زمان استارت، حدود 3 تا 7 برابر جریان نامی را از شبکه می گیرد.
ساخت الکتروموتور AC نوع آسنکرون روتور سیم پیچ
مقاومت بسیار پایین روتور، یکی از مشکلات الکتروموتور قفسه سنجابی می باشد. به وسیله حلقه ای، میله های روتور در ابتدا و انتهای روتور اتصال کوتاه شده‌اند. همین مورد باعث شده است که در زمان استارت که روتور مغناطیسی نیست، برای مغناطیسی شدن، شار زیادی را به خود جذب کند. (منظور از شار، خطوط میدان الکتریکی است که در سطح عمود بر مسیر گذر می کنند.) در نهایت جریان موتور الکتریکی افزایش می یابد. همین افزایش جریان موتور، از شبکه جریان بسیاری را می گیرد و گشتاور نیز کاهش می یابد.
الکتروموتورهای روتور سیم پیچی شده به منظور حل این مشکل، طراحی و ساخته شده‌اند. به کمک این الکتروموتور مشکل ذکر شده تا حد زیادی رفع شد.
در این الکتروموتور به جای استفاده از میله در روتور، آن را سیم پیچی می نمایند. انتهای سیم پیچ ها نیز به یک‌سری حلقه لغزنده وصل می گردد. این حلقه ها به وسیله جاروبک ها به خارج از موتور انتقال پیدا می کنند. به کمک قرار دادن استارتر به عنوان بانک مقاومتی، در راه این سیم پیچ ها، می توان نسبت به کم و زیاد نمودن مقاومت روتور اقدام نمود و به دلخواه جریان‌کشی آن را تغییر داد.
الکتروموتور نوع AC
الکتروموتور AC نیز مانند سایر موتورها یک روتور دارد که داخل آن می چرخد و یک قسمت خارجی نیز به نام استاتور دارد. موتور الکتریکی برای چرخش روتور به طور مجازی، از میدان مغناطیسی دوار استفاده می کند.
تنها نوعی که به خاطر ویژگی تغذیه‌گر به وسیله استاتور در آن میدان مغناطیسی تولید می شود، الکتروموتور سه فاز AC است. در موتورهای DC برای تولید میدان دوار نیاز به وسیله ای مکانیکی یا الکتریکی می باشد. به جهت راه اندازی الکتروموتور تک فاز AC، به یک وسیله الکتریکی خارجی به منظور تولید میدان مغناطیسی چرخشی نیاز است. داخل موتورهای AC دو سری از آهنرباهای مغناطیسی قرار داده شده است.
ما در گل الکتریک پارت همواره پاسخگوی شما هستیم.
ارسال نظر