طبق تعریف ترمودینامیکی الکتروموتور ترمزدار ماشینی است که انرژی الکتریکی را برای انجام کار به انرژی جنبشی دورانی تبدیل می‌کند.
موتورهای الکتریکی برای تامین انرژی بسیاری از ماشین های الکتریکی و تجهیزات مکانیکی مانند ماشین لباسشویی، تهویه مطبوع، جاروبرقی، سشوار، چرخ خیاطی، مته برقی و اره استفاده می شود.
اندازه موتورهای الکتریکی بسیار متفاوت است. برخی مواقع الکتروموتور ترمزدار ممکن است یک وسیله کوچک باشد که کار خود را در یک ساعت انجام دهد، یا یک موتور بزرگ که یک لوکوموتیو سنگین را نیرو حرکت دهد. مخلوط‌کن‌ها و سایر لوازم آشپزخانه به موتورهای الکتریکی کوچک نیاز دارند زیرا فقط به یک نیروی الکتریکی ساده نیاز دارند، قطارها به استفاده از موتورهای بزرگتر و پیچیده‌تر نیاز دارند، زیرا موتور قطار برقی انرژی الکتریکی زیادی را در زمان کوتاهی برای تولید حرکت صرف می‌کند.

الکتروموتور ترمزدار چیست؟


بسته به نوع برق مصرفی، دو نوع موتور اصلی وجود دارد:


1- موتورهای AC
2- موتورهای DC


جریان متناوب بین منفی و مثبت پنجاه یا شصت بار در ثانیه معکوس می شود. جریانی است که در خانه ها استفاده می شود.
موتورهای DC معمولاً در بسیاری از ابزارها مانند فشارسنج ها و دستگاه های باتری دار استفاده می شوند. جریان مستقیم فقط در یک جهت جریان دارد (تزلزل نمی کند) و منبع آن یک باتری است.
موتورهای AC معمولاً برای تغذیه تجهیزات مکانیکی در کارخانه ها استفاده می شوند. همچنین به عنوان استارت در موتورهای احتراق داخلی استفاده می‌شود .
همچنین امکان تبدیل جریان متناوب به جریان مستقیم وجود دارد که به این فرآیند یکسوسازی جریان گفته می شود و توسط یکسو کننده های جریان انجام می شود. جریان مستقیم را می توان از طریق دستگاه مشابهی که ترانسفورماتور الکتریکی است و کوچک و بزرگ، به جریان متناوب تبدیل کرد.
فناوری الکتریسیته و موتورهای الکتریکی از اصول اولیه تمدن مدرن ما هستند و نمی توان آنها را کنار گذاشت.


الکتروموتور DC از سه قسمت تشکیل شده است:


• استاتور الکتریکی که میدان الکتریکی ایجاد می کند
• روتوری متشکل از چندین سیم پیچ سیمی که میدان مغناطیسی مخالف میدان مغناطیسی تولید شده توسط استاتور ایجاد می کند و باعث حرکت عنصر دوار می شود
• قسمت سوم یک مبدل الکتریکی است که جریان را عبور می دهد در سیم پیچ های یک روتور، "مبادله" یا "تناوب" سیم پیچ ها جریان الکتریکی دریافت می کند و به چرخش خود ادامه می دهد.


عملکرد الکتروموتور ترمزدار


یک موتور الکتریکی عمدتاً از یک آهنربای ثابت و یک هادی متحرک به نام روتور تشکیل شده است. خطوط نیرو بین قطب های آهنربا تشکیل می‌شود و هنگامی که جریان الکتریکی از هادی عبور می کند، هادی به آهنربای دیگری تبدیل می شود. دو میدان مغناطیسی یکدیگر را دفع می کنند و این دافعه باعث چرخش روتور می شود.


عملکرد موتور الکتریکی بر سه اصل اساسی استوار است:


• جریان الکتریکی یک میدان مغناطیسی در استاتور ایجاد می کند
• جریان الکتریکی دیگری یک میدان مغناطیسی در سیم پیچ های روتور ایجاد می کند. جریان الکتریکی دوم به وسیله یک مبدل الکتریکی تقسیم شده که جریان DC را توزیع می کند به سیم پیچ های روتور می رسد.
• دو میدان مغناطیسی یکدیگر را جذب یا دفع می کنند و باعث حرکت روتور می شوند.
یکی از راه هایی که رابطه بین جهت جریان در یک سیم و جهت میدان مغناطیسی ایجاد شده را نشان می دهد قانون دست راست است.

الکتروموتور ترمزدار


یک موتور الکتریکی ساده از یک هادی الکتریکی دوار ( روتور ) تشکیل شده است که بین قطب شمال و جنوب یک آهنربای نعل اسبی شکل ثابت قرار می گیرد. رسانا به روتور معروف است (گاهی اوقات به آن آرمیچر می گویند) در حالی که آهنربای استاتور به عنوان ساختار میدان ( استاتور ) شناخته می شود. همچنین یک مبدل الکتریکی وجود دارد که روی محور روتور نصب شده و جریان را به سیم پیچ روتور می رساند.
استاتور : ساختار میدان سیم پیچ های استاتور یک میدان مغناطیسی در داخل موتور ایجاد می کند، جایی که میدان مغناطیسی از خطوط نیرو بین قطب های آهنربای استاتور تشکیل شده است. ساختار میدان در یک موتور DC ساده از یک آهنربای دائمی به نام آهنربای میدان تشکیل شده است. در برخی از موتورهای بزرگتر و پیچیده تر، ساختار میدان از بیش از یک آهنربای الکتریکی تشکیل شده است که برق را از یک منبع خارجی تغذیه می کند. به اینگونه آهنرباهای الکتریکی، سیم پیچ میدان ساکن می گویند.
روتور یا آرمیچر: روتور یک سیم پیچ استوانه ای یا چند سیم پیچ است که به شکل کلی استوانه ای هستند و با عبور جریان از آنها یک آهنربای الکتریکی تشکیل می دهند. روتور بر اساس دو صندلی یاتاقان به یک محور متصل می شود و بار به این محور متصل می شود و بار می چرخد.

روتور در موتورهای DC


روتور در موتورهای DC کوچک و ساده بین قطب های یک آهنربا (یا آهنربای خودکار یا الکترومغناطیس) می چرخد، جایی که قطب مغناطیسی شمال روتور قطب جنوب استاتور را جذب می کند و در این بین قطب جنوب با شمال در قطب دیگر، سپس جهت جریان معکوس می شود تا قطب روتور شمالی تغییر کند تا قطب جنوب شود و دو قطب جنوب یکدیگر را دفع می کنند و نگهدارنده نیم چرخش را انجام می دهد.
جریان توسط یک مبدل الکتریکی معکوس می شود - یک حلقه فلزی که به چندین قسمت تقسیم شده است که هر یک از آنها دو برس رسانا را از بیرون لمس می کند. مبدل جریان را به سیم پیچ های عضو روتور هدایت می کند. با معکوس کردن جریان در روتور از طریق کموتاتور، قطب های آن مخالف قطب های مختلف میدان استاتور می شوند، بنابراین حرکت روتور کامل شده و یک دور کامل کامل می شود. با تغییر جهت جریان DC در سیم پیچ روتور، روتور به چرخش خود ادامه می دهد.
و هر بار جهت جریان معکوس شود (در عمل جریان از سمت راست وارد سیم پیچ می شود و به طور مداوم از سمت چپ خارج می شود، اما در طی آن مبدل با سیم پیچ مورد نظر نیم سیکل چرخیده است، بنابراین جهت جریان ورودی برخلاف جهت اول خود می شود، آرمیچر (روتور) نیم چرخه می چرخد. هنگامی که کیس می چرخد، خطوط نیروی مغناطیسی ایجاد شده توسط میدان استاتور را قطع می کند. یک ولتاژ الکتریکی در سیم پیچ تولید می شود. به این پتانسیل الکتریکی، نیروی الکتروموتور مخالف می گویند که سرعت چرخش آرمیچر را کاهش می دهد و جریانی را که حمل می کند نیز کاهش می دهد.
اگر موتور با بار کمی کار کند، آرمیچر با سرعت بالایی می چرخد و نیروی محرکه الکتریکی بیشتری ایجاد می کند. با افزایش بار، بدنه آهسته‌تر می‌چرخد و خطوط مغناطیسی کمتری را کاهش می‌دهد. بنابراین، موتوری که بار بیشتری را حمل می کند کارآمدتر کار می کند زیرا انرژی کمتری برای انجام کار مصرف می کند.

مبدل الکتریکی موتورهای DC


مبدل عمدتاً در موتورهای DC استفاده می شود، زیرا هنگام چرخش جهت جریان را در روتور معکوس می کند و جریان را بین منبع برق به سیم پیچ های روتور هدایت می کند. کموتاتور در یک موتور DC از یک حلقه تقسیم شده به حداقل دو قسمت تشکیل شده است که به شفت متصل به روتور ثابت می شود. انتهای هر سیم پیچ روتور به دو پارتیشن حلقه فلزی متصل است (آنها قطب های مخالف را تشکیل می دهند).
جریانی که از منبع خارجی می آید از طریق دو سیم و دو قطعه کوچک گرافیت به نام "برس" که دو بخش مخالف پارتیشن مبدل را لمس می کند به مبدل متصل می شود. جریان از یک برس به سیم پیچ وارد می شود و یک برس دیگر در طرف دیگر مبدل وجود دارد که از طریق آن جریان از سیم پیچ خارج شده و جریان به منبع برق باز می گردد. هنگامی که یکی از حلقه ها به اولین برس متصل می شود، جریان الکتریکی را از برس دریافت می کند و آن را از داخل کیس می فرستد و زمانی که قطب های مغناطیسی تشکیل شده روی کیس در برخی از قطب های مشابه آهنربای میدان قرار می گیرند، کیس نیم چرخه در یکی از شکاف های جداکننده حلقه ها می چرخد.
سپس حلقه دوم مبدل با برس اول وصل می شود و تبدیل به یک جریان حامل به محفظه می شود، بنابراین جهت جریان معکوس شده و موقعیت الکترودها در محفظه معکوس می شود. هنگامی که قطب های مشابه میدان های مغناطیسی استاتور و آرمیچر به هم می رسند، آرمیچر به دلیل دفع میدان های مغناطیسی آنها به چرخش خود ادامه می دهد.