الکتروموتور
الکتروموتور یا موتورهای الکتریکی، یکی از پر کاربردترین موتورها در کاربردهای صنعتی می باشد. تقریبا تمام الکتروموتورها با سرعتی ثابت کار می کنند. سرعت الکتروموتورها به فرکانس تغذیه بستگی دارد و از این رو نمی توان سرعت این موتورها را به راحتی کنترل کرد. الکتروموتورها از نظر ساختاری ساده می باشند، هزینه کمتری دارند، نگهداری آسان تری دارند و در نهایت می توانند در صنایع مختلفی استفاده شوند.
الکتروموتور چیست؟
الکتروموتور، موتوری است که از جریان متناوب (AC) استفاده می کند که توسط یک میدان مغناطیسی درحال چرخش، رانده می شود. آن ها از یک روتور، استاتور و سیم پیچ هایی تشکیل شده اند که انرژی الکتریکی را با استفاده از القای الکترومغناطیسی به انرژی مکانیکی تبدیل می کنند. الکتروموتور ها بسیار کارآمد و انعطاف پذیر هستند و از نظر طراحی نسبتا ساده هستند که به آن ها این امکان را می دهد که تقریبا با هر کاربرد الکتریکی مطابقت داشته باشند.
استاتور، یک محفظه بیرونی و غیر متحرک است که روتور در آن می چرخد. حلقه ای الکترومغناطیسی به شکل یک استوانه برای تولید یک میدان مغناطیسی دوار درون الکتروموتور طراحی شده است. سیم مسی که در سرتاسر آن پیچیده شده است، قطب های مغناطیسی ایجاد می کند که از هر آهنربا، یک قطب رو به سمت مرکز است. هنگامی که جریان متناوب از این سیم پیچ ها عبور می کند، آن ها یک جفت قطب متناوب را تشکیل می دهند. قطب های متناوب، یک میدان مغناطیسی متناوب ایجاد می کنند که با یک قدرت یکپارچه می چرخد.
روتور همچنین از گروهی از آهنربا های الکتریکی تشکیل شده است که در اطراف یک استوانه قرار گرفته اند و در داخل استاتور قرار می گیرند. میدان های آهنربایی فعال شده در روتور به میدان مغناطیسی تولید شده توسط استاتور جذب می شوند. از این رو، میدان مغناطیسی القا شده در استاتور باعث القای میدان مغناطیسی موجود در روتور می شود.
چه کسی الکتروموتور را اختراع کرد؟
گفته می شود که نیکولا تسلا، موتور القایی که بیش از 100 سال قدمت دارد را اختراع کرد. او تنها 21 سال داشت که متوجه شد باید راه بهتری برای ایجاد موتورهای کارآمدتر و قابل اعتمادتر وجود داشته باشد، زیرا موتورهای موجود پرهزینه و نه چندان قدرتمند بودند. آیا می دانستید که ژنراتورهای برق در آبشار نیاگارا کاملاً بر اساس اختراع تسلا هستند؟ و تا به امروز، سیستم موتور AC ثبت شده تسلا هنوز در اکثر موتورهای الکتریکی استفاده می شود.
سرعت سنکرون
سرعت سنکرون، سرعت چرخش میدان مغناطیسی در یک ماشین دوار است و به فرکانس و قطب های دستگاه بستگی دارد. الکتروموتور همیشه با سرعت کمتر از سرعت سنکرون خود کار می کند. میدان مغناطیسی دوار تولید شده در استاتور باعث ایجاد شار در روتور می شود و از این رو باعث چرخش روتور می شود. به دلیل تاخیر بین جریان شار در روتور و در استاتور، روتور هرگز به سرعت میدان مغناطیسی چرخشی خود، (یعنی سرعت سنکرون) نمی رسد. الکتروموتور ها بر اساس منبع ورودی به دو دسته تک فاز و سه فاز تقسیم می شوند. الکتروموتور های تک فاز قابلیت خود راه اندازی ندارند، درحالی که الکتروموتور های سه فاز از این قابلیت بهره می برند.
انواع الکتروموتور
بسته به نوع منبع ورودی، الکتروموتور ها به دو نوع زیر طبقه بندی می شوند:
الکتروموتور تک فاز
الکتروموتوری که با منبع AC تک فاز کار می کند، الکتروموتور تک فاز نامیده می شود.
نقاط قوت
- سایز کوچک
- سبک وزن
- راندمان بالا
- قیمت مناسب
- نیاز کم به تعمیر و نگهداری
- طول عمر بالا
کاربرد ها
- ماشین آلات حفاری
- میکسر ها
- پمپ ها
- کمپرسور ها
- فن های کوچک
- وکیوم های پر سرعت
الکتروموتور سه فاز
الکتروموتوری که برای کار کردن، به یک منبع AC سه فاز نیاز دارد، الکتروموتور سه فاز نامیده می شود.
نقاط قوت
- طراحی و ساختار ساده
- ساختار مستحکم
- نیاز کمتر به تعمیر و نگهداری نسبت به دیگر الکتروموتور ها
- دارای قابلیت خود راه اندازی
- ضریب قدرت نسبتا خوب
- اقتصادی بودن الکتروموتور های سه فاز
- راندمان بالا
کاربرد ها
- الکتروموتور های سه فاز نوع قفس سنجابی برای کار با دمنده ها، فن ها، پمپ های گریز از مرکز و… مناسب هستند.
- الکتروموتور های سه فاز نیز برای کار در صنایع مختلف مانند کمپرسور ها، آسیاب ها، پمپ های رفت و برگشتی و… استفاده می شوند.
- الکتروموتور های سه فاز می توانند در صنایعی که نیاز به گشتاور بالا دارند استفاده شوند مانند آسیاب ها، جرثقیل ها، آسانسور ها، بالابر ها و…
نقاط قوت الکتروموتور
- ساختار ساده و مستحکمی دارند.
- نسبتا ارزان تر هستند.
- دارای راندمان بالایی هستند.
- نیاز به تعمیر و نگهداری کمی دارند.
نقاط ضعف الکتروموتور
- سرعت الکتروموتور ها را نمی توان به راحتی تغییر داد، زیرا اساساً الکتروموتور ها دارای سرعت ثابت هستند.
- الکتروموتور ها همیشه با ضریب توان تاخیری کار می کنند.
- الکتروموتور های تک فاز دارای قابلیت خود راه انداز نیستند.
کاربرد های الکتروموتور
الکتروموتور به دلیل استحکام و کارایی بالا در کاربردهای متعددی مورد استفاده قرار می گیرند. در اینجا برخی از کاربردهای رایج آورده شده است:
- درایوهای صنعتی: الکتروموتور ها به پمپ ها، کمپرسورها و سایر ماشین آلات صنعتی نیرو می دهند.
- سیستم های HVAC: در سیستم های گرمایش، تهویه برای هدایت فن ها و دمنده ها استفاده می شود.
- لوازم خانگی: ماشین لباسشویی، یخچال، سیستم تهویه و سایر لوازم خانگی اغلب از الکتروموتور های تک فاز استفاده می کنند.
- وسایل نقلیه الکتریکی: موتورهای القایی به طور فزاینده ای در وسایل نقلیه الکتریکی برای کارایی و قابلیت اطمینان بودن استفاده می شوند.
کلام آخر
الکتروموتور ها با ساختار ساده و عملکرد قابل اعتماد خود، هم در مصارف صنعتی و هم در مصارف خانگی ضروری هستند. درک نحوه کار با الکتروموتور ها، انواع آنها و جنبه های مختلف مانند روش های راه اندازی و کنترل سرعت می تواند به انتخاب موتور مناسب برای نیازهای خاص و اطمینان از عملکرد بهینه سیستم شما کمک کند. با پیشرفت تکنولوژی، الکتروموتور ها به تکامل خود ادامه می دهند و کارآمدتر و همه کاره تر می شوند و نقش خود را به عنوان سنگ بنای مهندسی برق مدرن تثبیت می کنند.
برای یافتن بهترین الکتروموتور در انواع مختلف، به بهداد صنعت مراجعه کنید.
