انواع الکتروموتور از نظر کاربرد

برای معرفی انواع الکتروموتور صنعتی و کاربرد آن در صنعت می توانیم بگوییم که این وسیله نوعی ماشین به حساب می آید که برای تبدیل انرژی الکتریکی به انرژی مکانیکی از آن استفاده می شود. روش کار این ماشین ها به این گونه است که ابتدا توسط جریان الکتریکی و میدان مغناطیسی و سیم پیچ موتور نیرو تولید می شود که می تواند سبب چرخش شود و به این ترتیب این ماشین ها به کار می افتند. موتور های الکتریکی بر اساس موارد مختلف طبقه بندی می شوند به طور مثال منبع تغذیه و ساختمان و نوع کاربرد و … از انواع معیار های تقسیم بندی موتور های الکتریکی هستند.

 

ساخت الکتروموتور الکتریکی

همان طور که تا این جای مطالب متوجه شدیم موتورهای الکتریکی ابزار های مهمی هستند و از این رو به ساخت آن ها هم توجه ویژه ای می شود. برای ساخت موتور های الکتریکی می توان از وسیله هایی مانند روتور، یاتاقان، استاتور، شکاف هوا، سیم پیچ، کموتاتور و … استفاده کرد. برای آشنایی با انواع الکتروموتور و کاربرد آن در صنعت باید با اجزای این وسیله کاملا آشنا شویم پس در ادامه مطلب به توضیح بیشتری در مورد این وسیله ها خواهیم پرداخت.

روتور و یاتاقان

روتور در یک الکتروموتور الکتریکی قسمت متحرک است. وظیفه اصلی این وسیله چرخش شافت برای تولید نیروی مکانیکی است. در واقع روتور ها شامل هادی هایی هستند که توانایی آن را دارند که جریان را تنظیم کنند همچنین می توانند با میدان مغناطیسی که در استاتور وجود دارد ارتباط برقرار کند. کار اصلی یاتاقان ها در موتور این است که از روتور پشتیبانی می کنند که در نهایت سبب فعال شدن محور می شوند. شافت موتور با کمک یاتاقان ها به سمت بار موتور منبسط می شود. توجه کنید که از نیرو های بار در خارج از یاتاقان استفاده می شود.

استاتور و شکاف هوا

در موتور ها قسمت استاتور، قسمت غیر فعال مدار الکترومغناطیسی است. این قسمت شامل آهن ربا و سیم پیچ دائمی است. استاتور ها با ورقه های مختلفی ساخته می شوند که همگی آنها نازک و از جنس فلز هستند در واقع این نوع ورقه ها با نام لمینیت شناخته می شوند. یکی از مزایای استاتور ها این است که سبب کاهش اتلاف انرژی می شوند. شکاف هوا بخشی در موتور ها به فضای بین استاتور و روتور گفته می شود. تاثیر شکاف هوا به اندازه عمق شکاف تاثیر دارد. هرچقدر که فاصله ی هوا بین استاتور و روتور بیشتر باشد جریان مغناطیسی هم افزایش پیدا می کند. در واقع بهتر است که فاصله هوا کم تر باشد.

سیم پیچ و کموتاتور

در موتور ها، سیم پیچ به سیم هایی گفته می شود که در داخل  سیم پیچ قرار می گیرند و معمولا در اطراف یک هسته مغناطیسی انعطاف پذیر پوشانده می شوند. برای ساختن سیم پیچ موتور ها از جنس های زیادی استفاده می شود اما پر کاربردترین جنس، مس است. البته به جز مس فلز های دیگری هم برای ساختن سیم پیچ موتور ها استفاده می شود به طور مثال فلزی که بعد از مس مورد برای ساخت سیم پیچ به کار برده می شود، آلومینیوم است. کموتاتور جز دیگری از الکتروموتور ها است، در واقع کموتاتور ها یک نیم حلقه هستند که از مس ساخته میشوند. وظیفه اصلی آن ها اتصال به سیم پیچ است. از حلقه های کموتاتور به منظور اطمینان پیدا کردن از معکوس شدن جهت جریان در داخل سیم پیچ استفاده می شود.

کار موتور الکتریکی

اساسا بیشتر الکتروموتور های الکتریکی با استفاده از اصل القای الکترومغناطیسی کار می کنند. اما برخی دیگر از موتور ها از روش های دیگری استفاده می کنند که به آن روش الکترومکانیکی گفته می شود یعنی اثر پیزو الکتریک و نیروی الکترو استاتیک. در واقع می توان گفت که اساس کار موتور های الکترومغناطیسی به انرژی مکانیکی بستگی دارد که با استفاده از جریان الکتریکی روی هادی کار می کند و و در میدان مغناطیسی قرار می گیرد. همواره جهت نیروی مکانیکی به سمت میدان مغناطیسی است.

سیم پیچ میدان در موتورهای الکتریکی جریان الکتریکی را برای تولید یک میدان مغناطیسی ثابت، فراهم می کند که سیم پیچ آرماتور از آن برای تولید گشتاور چرخشی در شافت موتور استفاده می کند. تمایز بین انواع مختلف موتورهای الکتریکی به عملکرد منحصر به فرد، ولتاژ و نیازهای آن ها مربوط می شود. حداقل ده نوع مختلف موتور الکتریکی وجود دارد، اما دو طبقه بندی اصلی:

• موتورهای جریان متناوب (AC)
• موتورهای جریان مستقیم (DC)

این نوع از موتور ها به سه دسته تقسیم بندی می شوند. دسته اول موتور های القایی، دسته دوم موتور های سنکرون و در آخر موتور های خطی از انواع این نوع موتور ها هستند.

موتور های القایی خود به بخش های مختلفی تقسیم می شوند. در حقیقت این نوع مدار ها به دو نوع موتور های تک فاز و موتور های دو فاز طبقه بندی می شوند.

موتور های سنکرون هم به 2 طبقه مختلف تقسیم بندی می شود.

موتور DC:

این نوع از موتور ها خود به 2 دسته مختلف تقسیم بندی می شوند.

دسته اول موتور های خود برانگیخته و دسته دوم موتور های جداگانه تحریک شده

کاربرد های موتور الکتریکی در صنعت

کاربرد های موتور الکتریکی شامل موارد زیر است:

از موتور های الکتریکی معمولا در موارد زیر استفاده می شود: دمنده ها، فن ها، ابزار آلات، پمپ ها، توربین ها، ابزار های برقی، دینام، کمپرسور ها، دستگاه های نورد، کشتی ها، انتقال دهنده ها و کارخانه های کاغذ سازی

موتور های الکتریکی در موارد زیر کاربرد دارند: تجهیزات تهویه و خنک کننده هوا، برخی از لوازم های خانگی و همین طور در وسیله های نقلیه.

مزایای الکتروموتور الکتریکی

موتور های الکتریکی دارای مزایای بسیار زیادی هستند که هنگام مقایسه آنها با دیگر ماشین ها به این مزایا پی می بریم.

هزینه اولیه این موتور ها در مقایسه با موتور های سوخت فسیلی کمتر است اما قدرت اسب بخار در هر دو مشابه است.

این نوع از موتور ها شامل قطعات متحرک هستند و بنابراین طول عمر این موتور ها بیش تر است.

این موتور ها از سوخت استفاده نمی کنند پس نیازیی به نگه داری روغن موتور و باتری و سرویس کردن آنها ندارند.

این موتور ها برای عملکرد هایی مانند شروع و توقف خودکار کارآمد هستند.

معایب موتور الکتریکی

موتور های الکتریکی دارای معایبی هم هستند که به توضیح آنها خواهیم پرداخت.

موتور های برقی بزرگ به راحتی قابل جا به جایی نیستند.

برای استفاده از این نوع از موتور ها باید ولتاژ و جریان دقیقی را در نظر گرفت.

در بعضی از شرایط ممکن است که قدرت الکتریکی در دسترس نباشد که در این شرایط نمی توان از اینالکتروموتورها (electric motors) یا موتورهای الکتریکی انرژی الکتریکی را به انرژی مکانیکی تبدیل می کنند. ماشین لباسشویی، پنکه، پمپ آب، کولر و بسیاری دیگر از دستگاه‌هایی که روزانه به طور دائم با آن‌ها سر و کار داریم، از الکتروموتور (موتورهای الکتریکی) درون خود بهره می‌برند. ممکن است برایتان سؤال پیش آید که الکتروموتور چیست و انواع الکتروموتور چه کاربردی دارند؟

در ادامه توضیح می دهیم که عملکرد الکتروموتورها چگونه است. هم‌چنین در این نوشته دلایل خرابی و نحوه حفاظت از الکتروموتورها را در اختیارتان قرار می دهیم تا با داشتن اطلاعات بیشتری، بتوانید آن ها را محافظت کنید.

انواع الکتروموتور

در ادامه به سه نوع از این الکتروموتورها که عموما در صنعت و همچنین نیازهای خانگی مورد استفاده قرار می گیرند می پردازیم:

این موتورهای الکتریکی با استفاده از منبع تغذیه DC کار می کنند. الکتروموتورهای DC به دو نوع بدون جاروبک Brucshless و با جاروبک Brushed گروه بندی می شوند. در حالیکه موتورهای DC دارای جاروبک تنها نیاز است که به یک منبع تغذیه DC متصل باشند اما موتورهای بدون جاروبک به سنسوری نیاز دارند تا جهت چرخش قطب های مغناطیسی روتورها و مدار درایو را تعیین کند تا اینکه بتواند جریان مناسب را تامین نماید.

1- عدم استفاده در الکتروموتورهای بیش از ۲ کیلو وات

2- الکتروموتور باید نشان ستاره یا مثلث و 220 ولت روی پلاک آن باشد.

استپر موتورها یا الکتروموتورهای پله ای با استفاده از یک تابع پله ثابت در هر لحظه به عنوان ورودی می چرخند. موتورهای پله ای با استفاده از ساختار روتورشان به زمین محکم می شوند. موتورهای مغناطیس ثابت یک آهنربا در روتور خود دارند، موتورهای رلوکتانس متغیر یک هسته فلزی دارند و موتورهای هیبریدی از هر دو استفاده می کنند.

مقایسه انواع الکتروموتور

جدول زیر مقایسه ی از انواع مختلف الکتروموتورها به همراه ویژگی های اصلی آنهاست:

دسته بندی	زیر دسته بندی	ساختار	مکانیزم حرکت
روتور	استاتور
موتورهای DC	موتور DC با جاروبک	کموتاتور سیم پیچی	جاروبک های مغناطیس ثابت	حرکت به صورت اتصال مستقیم به منبع تغذیه
موتور DC بدون جاروبک	مغناطیس ثابت	سنسور موقعیت سیم پیچی	مدار درایو منبع تغذیه DC
موتورهای AC	خازن تک فازی موتور القایی قفسه سنجابی	هسته فلز	سیم پیچی	حرکت به وسیله تک فاز نیاز به خازن دارد
تک فاز قطب سایه دار القایی موتور قفسه سنجابی	هسته فلز	سیم پیچی سیم پیچی سایه دار	حرکت به وسیله تک فاز نیاز به خازن دارد
موتور قفسه سنجابی سه فاز	هسته فلز	سیم پیچی سه فاز	حرکت به وسیله تک فاز
موتورهای پله ای	موتور پله ای مغناطیس ثابت	مغناطیس ثابت	سیم پیچی	منبع تغذیه DC و مدار درایو
موتور پله ای رلوکتانس متغیر	هسته	سیم پیچی	منبع تغذیه DC و مدار درایو
موتور پله ای ترکیبی	هسته مغناطیس ثابت	سیم پیچی	منبع تغذیه DC و مدار درایو

انواع دیگری از الکتروموتورها علاوه بر لیست بالا وجود دارد:

نوع	ویژگی
موتور خطی	موتوری که در یک جهت خطی می لغزد
موتور اولتراسونیک	موتوری که به وسیله ارتعاشات اولتراسونیک حرکت می کند
موتور بدون هسته	موتور DC جاروبک دار با روتور فاقد هسته آهنی یا موتور بدون جاروبک با استاتور فاقد هسته آهنی
موتور یونیورسال	موتوری با روتور و استاتور که هم با جریان متناوب و هم با جریان مستقیم کار می کند
موتور هیسترزیس	یک موتور AC که از ماده ای در روتور استفاده می کند که دارای چرخه هیسترزیس است و با استفاده از گشتاور هیسترزیس می چرخد
موتور SR	یک موتور پله ای VR (رلوکتانس متغیر) که دارای عملکردی برای تشخیص موقعیت روتور است که به آن امکان می دهد تا سنکرون بماند

 

سخن پایانی

موتورهای الکتریکی یا الکتروموتورها بخش ضروری از نیازهای صنعتی و خانگی هستند که وظایف مهمی را به انجام می دهند. جدای از نوع و جریان مورد استفاده، باید نگهداری آن ها را یاد گرفت و عوامل خرابی را شناخت تا از عملکرد دائم و صحیح الکتروموتورها اطمینان حاصل کرد.

در این مطلب شرح دادیم کلا، الکتروموتور چیست، به منظور اینکه شما را با انواع الکتروموتور آشنا کنیم سپس و نحوه حفاظت از الکتروموتورها را شرح دادیم مقایسه‌ای میان انواع الکتروموتور انجام دادیم. در بخش بعدی نحوه تست و در انتهای مطلب هم کاربردهای گسترده الکتروموتورها  را شرح دادیم. امیدواریم با خواندن این مطلب آشنایی کافی با الکتروموتورها پیدا کرده باشید.

دستگاه ها استفاده کرد، اما اگر مجبور باشیم که در این شرایط از این ماشین ها استفاده کنیم باید شرایطی را فراهم بیاوریم که هزینه زیادی را می طلبد.