کد خبر: ۲۳۵۲۲
تاریخ انتشار : ۰۹:۰۴ - ۲۰ تير ۱۳۹۶
الکتروموتور یک دستگاه الکترومکانیکی است که نیروی الکتریسیته را به نیروی مکانیکی تبدیل می‌کند. عمل عکس الکتروموتور یعنی تبدیل نیروی مکانیکی به نیروی الکتریسیته توسط ژنراتور انجام می‌گیرد. اکثر موتور‌های الکتریکی توسط الکترومغناطیس کار میکنند.
سرویس آموزش و آزمون برق نیوز: الکتروموتور یک دستگاه الکترومکانیکی است که نیروی الکتریسیته را به نیروی مکانیکی تبدیل می‌کند. عمل عکس الکتروموتور یعنی تبدیل نیروی مکانیکی به نیروی الکتریسیته توسط ژنراتور انجام می‌گیرد. اکثر موتور‌های الکتریکی توسط الکترومغناطیس کار میکنند.
همه‌ی الکتروموتور‌ها از یک اصل برای تولید حرکت استفاده می‌کنند و آن اصل مغناطیس می‌باشد (قطب‌های هم نام آهنربا یکدیگر را دفع می‌کنند و قطب‌های غیر هم نام یکدیگر را می‌ربایند).
قاعده کلی این است که وقتی یک ماده حامل جریان الکتریکی تحت اثر یک میدان مغناطیسی قرار می‌گیرد، نیرویی بر روی آن ماده از سوی میدان اعمال م. میدان اعمال می‌گردد. بیشتر موتور‌های الکتریکی دوار هستند. در یک الکتروموتور بخش دوار که معمولا داخل الکتروموتور است، روتور و بخش ثابت، استاتور نام دارد.
برخی از الکتروموتور‌ها را می‌توان بعنوان ژنراتور مورد استفاده قرار داد. به الکتروموتور و ژنراتور ماشین الکتریکی گفته می‌شود.
الکتروموتور‌ها در صنایع کاربرد فراوان دارند. از الکتروموتور در صنایع دریایی، صنایع هیدرولیک، صنعت سیمان، صنعت فولاد، فن‌های صنعتی، دمنده، ابزار‌های برقی، وسایل خانگی، ابزار‌های قدرت و دیسک درایو‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد.

الکتروموتورهای AC و الکتروموتور‌های DC:

الکتروموتور DC یا جریان مستقیم:
موتور الکتریکی جریان مستقیم به سه نوع الکتروموتور DC سری (Series)؛ الکتروموتور DC شانت (Shunt) و الکتروموتور DC مرکب (Compound) تقسیم می‌شوند. هر یک از انواع این الکتروموتور‌ها دارای خصوصیات خاص خود می‌باشند که با توجه با کاربرد هر یک از آن‌ها را می‌توان مورد استفاده قرار داد.
الکتروموتور DC سری:
الکتروموتور DC سری دارای گشتاور راه انداز بالا بوده و از این رو در صنایعی که به گشتاور راه اندازی بالا نیاز است مانند پرس‌های ضربه‌ای جرثقیل‌ها؛ بالابر هیدرولیک؛ آسانسور مورد استفاده قرار می‌گیرد. همچنین از این نوع الکتروموتور در لوکوموتیوهای شهری (مترو و تراموا) استفاده می‌شود که به آن اصطلاحا موتور کششی یا اصطکاکی (Traction Motor) نیز گفته می‌شود.

الکتروموتور DC شنت:
الکتروموتور DC شانت یا موازی دارای گشتاور حرکتی حداکثر در دور نامی می‌باشد. به همین خاطر در کاربرد هایی، چون هواکش‌های صنعتی و دمنده‌ها و … مورد استفاده قرار می‌گیرد. این نوع موتور‌ها نباید در زیر بار سنگین راه اندازی شوند، چون جریان آرمیچر آن‌ها بیش از حد بالا رفته و به موتور صدمه وارد می‌شود.

الکتروموتور DC کمپوند:

الکتروموتور یا موتور الکتریکی کمپوند خصوصیات هر دو الکتروموتور سری والکتروموتور شانت را دارد. این نوع الکتروموتور به دو دسته زیر تقسیم می‌شود:

الکتروموتور DC کمپوند اضافی:
این نوع الکتروموتور در مواردی به کار می‌رود که خصوصیات موتور سری لازم باشد، ولی با برداشتن بار، موتور غیر قابل مهار نشود و دور آن خیلی بالا نرود. مانند دستگاه‌های تراش که در هر دوره کاری بی بار شده و سپس در بار کامل قرار می‌گیرد.

الکتروموتور DC کمپوند نقصانی:

این نوع الکتروموتور در مواردی به کار می‌رود که به سرعت تقریبا ثابت نیاز باشد (در بارهای کمتر از بار نامی) لذا معمولا از این نوع موتور در آزمایشگاه‌ها برای تامین دور ثابت استفاده می‌شود.

در صنایع مختلف معمولا به جای استفاده از الکتروموتور سری از الکتروموتور موتور کمپوند اضافی (که خیلی شبیه سری طراحی شده باشد) استفاده می‌شود.

الکتروموتور AC (جریان متناوب):
الکتروموتورهای القایی AC عمومی‌ترین الکتروموتورهایی هستند که بعنوان محرکهای مکانیکی صنعتی و خانگی استفاده می‌شوند. طراحی ساده و مستحکم، قیمت مناسب، هزینه نگهداری پایین و اتصال آسان و کامل به یک منبع تغذیه جریان متناوب AC از امتیازات اصلی یک الکتروموتور القایی AC است. انواع متنوعی از الکتروموتورهای القایی AC در بازار موجود است. الکتروموتورهای مختلف برای کارهای مختلف مناسب اند. با اینکه طراحی الکتروموتورهای القایی AC آسانتر از الکتروموتورهای DC است، ولی کنترل سرعت و گشتاور در انواع مختلف الکتروموتورهای القایی AC نیازمند درکی عمیقتر در طراحی و مشخصات در این نوع الکتروموتورهاست.

الکتروموتور‌های الکتریکی AC به انواع الکتروموتور سنکرون (Synchronous) و الکتروموتور آسنکرون (Asynchronous) تقسیم می‌شوند؛ که این‌ها نیز دارای انواع می‌باشند:

الکتروموتور AC سنکرون:
در الکترو موتورهای سنکرون هم استاتور و هم روتور سیم پیچی شده است. زمانی که استاتور را به شبکه وصل می‌کنیم، میدان گردان در الکتروموتور بوجود می‌آید که با سرعت سنکرون می‌چرخد. روتور نیز سیم پیچی شده است که توسط منبع DC تغذیه می‌شود. با اتصال جریان DC به روتور؛ روتور مغناطیس ثابت شده و شروع به گردش با میدان دوار استاتور می‌کند. برای راه اندازی الکتروموتور سنکرون، ابتدا روتور را به سرعت سنکرون می‌رسانیم و بعد جریان استاتور را وصل می‌کنیم. در این صورت، قفل مغناطیسی به وجود می‌آید و الکتروموتورموتور پس از قطع محرک اولیه، با سرعت سنکرون می‌چرخد.
نکته ۱: ماشین سنکرون، ماشینی است که هم بعنوان ژنراتور سنکرون و هم بعنوان الکتروموتور سنکرون می‌تواند به کار رود.
نکته ۲: از این الکتروموتور برای اصلاح ضریب قدرت در کارخانه‌ها استفاده می‌شود.
به خاطر راه اندازی مشکل الکتروموتور سنکرون موارد استفاده آن محدود است.
چون الکتروموتور سنکرون دور ثابتی دارد در وسایل دقیق که این خصوصیت مورد نیاز است استفاده می‌شود. مانند ساعتهای الکتریکی و گرام و …
کاربرد مهم الکتروموتور سنکرون، برای اصلاح ضریب توان (Cosφ) می‌باشد. در این حالت بر روی محور الکتروموتور سنکرون باری قرار نمی‌گیرد یعنی الکتروموتور بدون بار کار میکند. در این حالت الکتروموتور سنکرون را خازن سنکرون گویند.

مزایای الکتروموتور سنکرون:

– این نوع الکتروموتور دارای ضریب قدرت مناسب و قابل تنظیم است.

– این الکتروموتور بازده بسیار بالایی دارد.

– این الکتروموتور در مقابل نوسان ولتاژ حساسیت ندارد.

– امکان بکار بردن این الکتروموتور به طور مستقیم با ولتاژ زیاد وجود دارد.

– با تحریک مناسب هیچگونه قدرت راکتیو مصرف نمیکند و فقط قدرت اکتیو مناسب می‌گیرد.

– از این الکتروموتور میتوان به عنوان مولد قدرت راکتیو برای بالا بردن ضریب قدرت خط استفاده کرد.
 

معایب الکتروموتور سنکرون:

– یک وسیله راه اندازی اولیه که موتور کمکی و ... می‌باشد احتیاج دارد.

– علاوه بر جریان متناوب برای سیم پیچ استاتور، جریان دائم برای قطبهای این الکتروموتور نیز مورد نیاز است در نتیجه قیمت این الکتروموتور را نسبت به موارد مشابه خود بالا می‌برد.

– سرعت ابن الکتروموتور ثابت است در نتیجه قابل تنظیم نیست.

– این الکتروموتور قابلیت تحمل بار اضافه را ندارد (در صورتیکه خیلی زیادتر از حد مجاز به آن بار دهند می‌ایستد و دوباره بایستی آنرا راه اندازی کرد).
الکتروموتور AC آسنکرون (Asynchronous):
الکتروموتورهای آسنکرون خود به دو دسته‌ی قفسه سنجابی و روتور سیم پیچی شده (Slip Ring) تقسیم می‌شود:

الکتروموتور AC آسنکرون قفسه سنجابی:
الکتروموتور قفسه سنجابی روتوری استوانه‌ای شکل دارد که میله هایی از جنس مس و یا آلومینیوم درون شیارهای محیطی آهنی و یا فولادی قرار دارد که بر دو نوع است که نوع اول از میله های گرد تشکیل شده است و نوع دوم از میله‌های مستطیلی و یا به شکل دو دایره که به هم متصل و یا جدا از هم هستند تشکیل می‌شود. میله‌های روتور الکتروموتور را به این دلیل مورب طراحی می‌کنند که در تاثیر میدان‌های استاتور بر روی روتور نوعی هم پوشانی به وجود آید و از لرزش و یا قفل شدن در لحظه‌ی استارت جلو گیری به عمل آید.
الکتروموتور آسنکرون به خاطر سادگی در طراحی و قیمت مناسب در خیلی از صنایع جایگزین موتورهای دیگر شده است.
موتور آسنکرون به خاطر سادگی در طراحی و قیمت مناسب در خیلی از صنایع جایگزین موتورهای دیگر شده است.

مزایای الکتروموتور آسنکرون قفس سنجابی:
– این الکتروموتور دارای ساختمان ساده‌ای است.

– سرعت گردش این الکتروموتور در بارهای مختلف تقریبا ثابت است

– تغییر بار باعث از حرکت ایستادن این نوع الکتروموتور نمی‌شود.

– نسبت به الکتروموتورهای روتور سیم پیچی شده (Slip Ring) دارای ضریب قدرت بهتری هستند.
​معایب الکتروموتور آسنکرون قفس سنجابی:

– در موقع استارت این الکتروموتور جریان زیادی (۳ تا ۷ برابر جریان نامی) را از شبکه می‌گیرند.

– این الکتروموتور‌ها گشتاور استارت پایینی دارند.

– این الکتروموتور زمانی که با بار کم در حال کار است؛ ضریب قدرتش کاهش می‌یابد.

– این نوع الکتروموتور به تغییرات ولتاژ حساس است و در صورت کم شدن ولتاژ جریان آن به همان نسبت افزایش می‌یابد.

– تغییر دور این الکتروموتور با روش کاهش ولتاژ غیر ممکن بوده و نیاز به دستگاهی (AC Drive) برای این کار دارد.


الکتروموتور AC آسنکرون روتور سیم پیچی شده:

الکتروموتورموتورهای قفسه سنجابی در لحظه‌ی استارت جریان زیادی را از شبکه می‌گرفتند و دارای گشتاور شروع کمی بودند. برای رفع این مشکل الکتروموتورهای روتور سیم پیچی شده طراحی و ساخته شدند که این عیب را تا حد زیادی مرتفع می‌کردند.
ایراد الکتروموتورموتورهای قفسه سنجابی مقاومت بسیار پایین روتور آن است و میله‌های روتور توسط حلقه‌ای در ابتدا و انتهای آن اتصال کوتاه شده اند. این امر باعث می‌شود که در لحظه‌ی استارت که روتور مغناطیس نیست شار زیادی را برای مغناطیس شدن به خود جذب کرده و باعث بالا رفتن جریان الکتروموتور شود.

در الکتروموتورهای روتور سیم پیچی شده (Slip Ring) به جای وجود میله در روتور؛ روتور را سیم پیچی کردند و انتهای این سیم پیچ‌ها را به حلقه‌های لغزنده که خود توسط جاروبک هایی به بیرون موتور هدایت می‌شوند؛ وصل کردند. خوبی این کار این است که می‌شود با قرار دادن بانک‌های مقاومتی در سر راه این سیم پیچ‌ها، مقاوت روتور را کم و زیاد کرده و جریان کشی الکتروموتور را به دلخواه تغییر دهیم.

به این بانک مقاومتی، استارتر یا راه انداز می‌گویند. راه انداز دارای سه پله تا رساندن الکتروموتور به دور نامی می‌باشد. پله‌ی اول از بانک مقاومتی با رسیدن الکتروموتور به ۳۰ % دور نامی توسط کنتاکتور مربوطه از مدار خارج شده و الکتروموتور به دور گیری خود ادامه می‌دهد. پله‌های بعدی، در دور‌های ۵۰ % و ۷۵ % دور نامی می‌باشد. بعد از این دور استارتر کلا از مدار خارج شده و موتور مستقیما به شبکه متصل شده و به دور نامی می‌رسد.
از الکتروموتورهای روتور سیم پیچی شده در آسیاب‌ها؛ سنگ شکن‌ها؛ جرثقیل‌ها و … استفاده می‌شود.

مزایای الکتروموتور روتور سیم پیچی شده:

– این الکتروموتور دارای گشتاور حداکثر در لحظه‌ی استارت می‌باشد.

– جریان استارت الکتروموتور قابل تنظیم است.

– این الکتروموتور قابلیت استارت‌های پیاپی و زیر بار را دارد.

– گرمای تولید شده بیرون الکتروموتور و در استارتر اتفاق می‌افتد.

– می‌توان با انتخاب استارتری که ظرفیت گرمایی بیشتری دارد تعداد شروع‌های مجدد الکتروموتور را افزایش داد.

معایب الکتروموتور روتور سیم پیچی شده:

– به خاطر وجود ذغال در جاربک‌ها و ساییدگی آن‌ها، الکتروموتورموتور نیاز به تعمیر و نگهداری بیشتری دارد.

– بقایای ذغال‌های ساییده شده در الکتروموتور جمع شده و باید هنگام تعمیر کلی (Overhaul) و یا فواصل ۲ تا ۵ سال این بقایا پاکسازی شود.

– قیمت بالاتری نسبت به الکتروموتورهای قفسه سنجابی دارند.

اساس کار الکتروموتور‌های القایی:

مانند بیشتر الکتروموتورها، الکتروموتور القایی AC، یک قسمت ثابت بیرونی به نام استاتور و یک قسمت متحرک که در داخل آن می‌چرخد به نام روتور دارد، که میان ایندو یک فاصله هوایی دقیق و کارشناسی شده وجود دارد. به طور مجازی همه الکتروموتور‌ها از میدان مغناطیسی دوار برای گرداندن روتورشان استفاده می‌کنند. یک الکتروموتور سه فاز القایی AC تن‌ها نوعی است که در آن میدان مغناطیسی دوار به طور طبیعی بوسیله استاتور به علت خاصیت سه فاز بودن منبع تغذیه آن تولید می‌شود. در حالی که الکتروموتورهای DC به وسیله‌ای الکتریکی یا مکانیکی برای تولید این میدان دوار نیاز دارند. یک الکتروموتور القایی AC تک فاز به یک وسیله الکتریکی خارجی برای تولید این میدان مغناطیسی دوار احتیاج دارد. در درون هر موتور الکتریکی دو سری آهنربای مغناطیسی تعبیه شده‌است. در یک الکتروموتور القایی AC یک سری از مغناطیس شونده‌ها به خاطراینکه تغذیه AC به سیم پیچهای استاتور متصل است در استاتور تعبیه شده‌اند.
 
بخاطر طبیعت متناوب تغذیه ولتاژ AC در الکتروموتور بر اساس قانون لنز نیرویی الکترومغناطیسی به روتور وارد می‌شود (درست شبیه ولتاژی که در ثانویه ترانسفورماتور القا می‌شود). بنابر این سری دیگر از مغناطیس شونده‌ها خاصیت مغناطیسی پیدا می‌کنند. -نام الکتروموتور القایی از اینجاست-. تعامل میان این مگنت‌ها انرژی چرخیدن یا گشتاور را فراهم می‌آورد. در نتیجه محور الکتروموتور در جهت گشتاو بوجود آمده چرخش می‌کند.

استاتور:
استاتور از چندین لایه ورق نازک از آلیاژ آهن و سیلیسیم ساخته شده. این قطعات بصورت یک سیلندر تو خالی به هم منگنه و محکم شده اند (هسته استاتور) با شیارهایی که موازی یکدیگر ایجاد شده اند. سیم پیچهایی از سیم روکش دار در این شیار‌ها جاسازی شده‌اند. هر گروه از کلاف‌ها با هسته‌ای که آن را فرا گرفته یک آهنربای مغناطیسی (با دو پل) را برای کار کردن با تغذیه AC شکل می‌دهد. تعداد قطبهای یک الکتروموتور القایی AC بستگی دارد به اتصال درونی کلافهای. کلافهای استاتور مستقیماً به منبع انرژی الکتریکی متصل شده اند. آن‌ها به صورتی متصل شده اند که با برقراری تغذیه AC یک میدان مغناطیسی چرخنده تولید می‌کنند.

روتور:
روتور از چندین ورق نازک فولادی که میانشان میله‌هایی از مس یا آلومینیم تعبیه شده ساخته شده‌است. در رایجترین نوع روتور (روتور قفس سنجابی) این میله‌ها در انتهای خود به صورت الکتریکی و مکانیکی بوسیله حلقه‌هایی به هم متصل شده‌اند. تقریباً ۹۰ درصد از الکتروموتورهای القایی دارای روتور قفس سنجابی می‌باشند به این دلیل که این نوع روتور ساختاری مستحکم و ساده دارد. این روتور از هسته‌ای چند تکه استوانه‌ای با محوری که شکافهای موازی برای جای دادن میله‌های رسانا درون آن دارد تشکیل شده‌است. هر شکاف یک میله مسی یا آلومنیومی یا آلیاژی را شامل می‌شود. در این میله‌ها به طور دائمی بوسیله حلقه‌های انتهایی آن‌ها یک مدار اتصال کوتاه برقرار است. چون این نوع مونتاژ درست شبیه قفس سنجاب است، این نام برای آن انتخاب شده‌است. میله‌های روتور دقیقاً با محور موازی نیستند. در عوض به دو دلیل مهم قدری اریب نصب می‌شوند. دلیل اول آنکه الکتروموتور با کاهش صدای مغناطیسی (برای آنکه از هارمونیک‌ها در شکاف‌ها کاسته میشود)، بدون صدا کارکرده و دلیل دوم آن است که گرایش روتور به قفل کردن کمتر شود. دندانه‌های روتور به خاطر جذب مغناطیسی مستقیم تلاش می‌کنند که در مقابل دندانه‌های استاتور باقی بمانند.
 
این اتفاق هنگامی می‌افتد که تعداد دندانه‌های روتور و استاتور برابر باشند. روتور بوسیله یاتاقان هایی در دو انتهای محور روتور نصب میشود که یک انتهای محور در حالت طبیعی برای انتقال نیرو بلندتر از طرف دیگر گرفته می‌شود. ممکن است بعضی الکتروموتور‌ها محوری فرعی در طرف دیگر (غیر از طرف منتقل کننده نیرو) برای اتصال دستگاههای حسگر وضعیت محور و سرعت داشته باشند. بین استاتور و روتور شکافی هوایی موجود است. بعلت القای مغناطیسی انرژی از استاتور به روتور منتقل می‌شود. گشتاور تولید شده به روتور نیرو داده و سپس برای چرخیدن به آن نیرو وارد می‌کند. صرف نظر از روتور استفاده شده قواعد کلی برای دوران یکی است.
 
 

ارسال نظر قوانین ارسال نظر
لطفا از نوشتن با حروف لاتین (فینگلیش) خودداری نمایید.
از ارسال دیدگاه های نا مرتبط با متن خبر، تکرار نظر دیگران، توهین به سایر کاربران و ارسال متن های طولانی خودداری نمایید.
لطفا نظرات بدون بی احترامی، افترا و توهین به مسئولان، اقلیت ها، قومیت ها و ... باشد و به طور کلی مغایرتی با اصول اخلاقی و قوانین کشور نداشته باشد.
در غیر این صورت، «برق نیوز» مطلب مورد نظر را رد یا بنا به تشخیص خود با ممیزی منتشر خواهد کرد.
نام:
ایمیل:
* نظر:
وضعیت انتشار و پاسخ به ایمیل شما اطلاع رسانی میشود.
پربازدیدها
برق در شبکه های اجتماعی
اخبار عمومی برق نیوز
عکس و فیلم
پربحث ترین ها
آخرین اخبار
پرطرفدارترین عناوین