You are currently viewing موتور الکتریکی چیست؟ و انواع موتورهای الکتریکی

موتور الکتریکی چیست؟ و انواع موتورهای الکتریکی

5
(1)

قطعات موتور منبع متداول برق موتور جریان DC از باتری است. از آنجایی که DC در یک جهت جریان دارد، موتورهای DC برای رساندن برق به سیم پیچ روتور، به کموتاتورهای حلقه شیاردار متکی هستند. حلقه های کموتاتور شیاردار فلزی هستند، روی محور نصب شده و  عایق محور هستند. جریان را از باتری گرفته و توسط دو برس به حلقه ها و در نتیجه به سیم پیچ روتور می رساند. در ادامه با نیرو موتور همراه باشید تا به بررسی انواع موتور الکتریکی بپردازیم.

موتور الکتریکی چیست؟

 طبق تعریف ترمودینامیکی که وجود دارد موتور الکتریکی دستگاهی است که انرژی الکتریکی را به انرژی حرکتی چرخشی تبدیل می کند تا کار را انجام دهد . از موتورهای برقی برای تأمین برق چندین ماشین الکتریکی و تجهیزات مکانیکی مانند ماشین لباسشویی، تهویه هوا، جاروبرقی ، سشوار ، ماشین خیاطی ، دریل برقی و اره استفاده می شود. این موتور همچنین در انواع موتورها در قطارها ، متروها و اتوبوس های برقی حمل و نقل عمومی (Trolleybus) مورده استفاده قرار میگیرد و همچنین در ماشین آلات و روبات های کارخانه ای بکار برده میشود.

نحوه اختراع موتور الکتریکی

توسعه موتورهای الکتریکی در آغاز قرن نوزدهم با کشف آهنربای الکتریکی آغاز شد. در سال ۱۸۲۰، هانس کریستین اورستد، فیزیکدان دانمارکی، کشف کرد که سیمی که جریان الکتریکی از آن عبور می کند، میدان مغناطیسی در اطراف آن ایجاد می کند. هنگامی که جریان از یک سیم حلقوی (که به شکل یک حلقه تشکیل شده است) عبور می کند، میدان مغناطیسی ایجاد شده در داخل حلقه شدیدتر است و جهت میدان عمود بر صفحه حلقه است. در اواخر دهه ۱۸۲۰، جوزف هنری، فیزیکدان آمریکایی نشان داد که می توان با پیچاندن چندین دور سیم عایق دور یک قطعه آهن، آهنربای الکتریکی قوی تری ایجاد کرد، یعنی مانند یک آهنربا عمل کرد.

در سال ۱۸۲۱، مایکل فارادی، فیزیکدان انگلیسی، یک سیم مسی را آویزان کرد و آن را در ظرفی از جیوه فرو برد، و در جیوه یک میله مغناطیسی قرار داشت. وقتی فارادی جریان الکتریکی را در سیم عبور داد، متوجه شد که این سیم به دور میدان مغناطیسی جیوه شروع به چرخش کرد. فارادی دریافت که جریان الکتریکی باعث تشکیل یک میدان مغناطیسی دایره ای در اطراف سیم می شود. این آزمایش برای نشان دادن نحوه عملکرد موتور الکتریکی برای دانش‌آموزان در مدارس با جایگزینی جیوه با آبی که نمک در آن حل شده است برای رسانایی استفاده می‌شود، زیرا جیوه یک ماده سمی و بخار آن نیز سمی است.

موتور الکتریکی
موتور الکتریکی


در سال ۱۸۲۷، فیزیکدان مجارستانی “Anius Yadlik” آزمایشی را با استفاده از سیم پیچ ها انجام داد. او آزمایش را طوری اصلاح کرد که موتور از سه جزء برای یک موتور DC تشکیل شده است: یک استاتور ، یک روتور و یک مبدل الکتریکی . این دستگاه از آهنربای خود استفاده نمی کرد، بلکه دو میدان مغناطیسی را از دو جریان الکتریکی عبوری از سیم پیچ های استاتور و سیم پیچ های روتور تولید می کرد. در سال ۱۸۷۳، اولین موتور DC موفق تجاری روانه بازار شد.
در سال ۱۸۸۸ یک مهندس صرب به نام نیکلاس تسلا موتور جریان متناوب را اختراع کرد. در آغاز قرن بیستم پس از میلاد، بسیاری از موتورهای الکتریکی پیشرفته ساخته شدند.

در دهه اول قرن بیستم، بسیاری از مهندسان و مخترعان با محرک های خطی الکتریکی آزمایش کردند. چنین موتورهایی به جای چرخش، یک موج الکترومغناطیسی تولید می کنند که می تواند مستقیماً یک وسیله نقلیه را به حرکت درآورد. استفاده از محرک خطی به لطف کار پیشگام مهندس برق Eric Lithwaite در دهه های 1950 و 1960 رایج تر شد.

موتور الکتریکی
موتور الکتریکی

اندازه موتورهای الکتریکی بسیار متفاوت هستند. این می تواند یک وسیله کوچک باشد که در یک ساعت مچی کار می کند یا یک موتور عظیم که حرکت سنگین را برای یک وسیله بزرگ فراهم می کند. میکسرها و اکثر وسایل آشپزخانه دیگر به موتورهای برقی کوچک احتیاج دارند زیرا فقط به یک ظرفیت الکتریکی ساده احتیاج دارند ، قطارها نیاز به استفاده از موتورهای بزرگتر و پیشرفته تر دارند ، زیرا موتور قطار برقی در مدت زمان کوتاهی انرژی الکتریکی بزرگی را برای تولید حرکت می کند. بسته به نوع برق مورد استفاده در موتورهای الکتریکی دارد که دو نوع اصلی موتور وجود دارد:

  کاربرد الکتروپمپ در صنعت

1- موتورهای DC 
2- موتورهای AC

۱موتور DC 

 موتورهای DC به یک مبدل الکتریکی نیاز دارند که جهت جریان را معکوس کند. سه نوع موتور DC وجود دارد که عبارتند از: سری، موازی و موتورهای مرکب. تفاوت اصلی آنها در آرایش مدار بین روتور و استاتور است.

در موتورهای سری، روتور و آهنربای میدان به صورت سری به یکدیگر متصل می شوند. جریان از طریق آهنربای میدان و سپس از طریق سیم پیچ های روتور جریان می یابد. هنگامی که جریان به این ترتیب از ساختار عبور می کند، قدرت آهنرباها افزایش می یابد. موتورهای سری، حتی اگر با بار سنگین کار کنند، به سرعت روشن می شوند، اگرچه این بار باعث کاهش سرعت موتور می شود.

در موتورهای موازی، آهنربا و روتور به صورت موازی به هم متصل می شوند. بخشی از جریان از طریق آهنربای الکتریکی جریان می یابد، در حالی که بخشی دیگر از طریق سیم پیچ روتور جریان می یابد. یک سیم نازک و عایق چندین بار دور یک آهنربای میدان پیچیده می شود تا خاصیت مغناطیسی آن افزایش یابد. ایجاد میدان مغناطیسی در این روش به دلیل مقاومت در برابر جریان است. بر این اساس، قدرت جریان و درجه مغناطیس به مقاومت سیم بستگی دارد تا بار موتور.

موتور موازی بدون توجه به بار با سرعت ثابت کار می کند، اما اگر بار خیلی زیاد باشد، هنگام راه اندازی برای موتور مشکلاتی ایجاد می شود. یک موتور کامپوزیت دارای دو میدان مغناطیسی متصل به روتور است، یکی به صورت سری و دیگری به صورت موازی. موتورهای مرکب دارای مزایای موتور سری و موازی هستند، زیرا به راحتی با بار زیاد راه اندازی می شوند و حتی اگر بار به طور ناگهانی افزایش یابد، سرعت نسبتاً ثابتی را حفظ می کنند.

جریان متناوب جهت جریان خود را پنجاه یا شصت بار در ثانیه بین منفی و مثبت معکوس می کند . این جریان فعلی است که در خانه ها استفاده می شود. موتورهای DC همچنین معمولاً در بسیاری از دستگاهها مانند دستگاه اسفیگمانو متر و دستگاههای باطری استفاده می شوند. DC تنها در یک جهت اجرا می شود و منبع آن باتری است . موتورهای AC معمولاً برای کار با تجهیزات مکانیکی در کارخانه ها استفاده می شوند. همچنین به عنوان یک اصل شروع در موتورهای احتراق داخلی استفاده می شود ..

همچنین می توان جریان متناوب را به جریان مداوم تبدیل کرد ، این فرایند “صاف کننده” نامیده می شود و توسط یکسو کننده ها انجام می شود . در مقابل DC را می توان با وسیله مشابه ترانسفورماتور الکتریکی کوچک و بزرگ به AC تبدیل کرد .
فناوری برق و موتورهای برقی برای شهر مدرن ما ضروری است و غیرقابل جبران هستند. موتور DC از سه بخش تشکیل شده است: یک عضو الکتریکی ثابت که یک میدان الکتریکی را تولید می کند و یک عضو چرخشی متشکل از چندین سیم پیچ سیم که یک میدان مغناطیسی را در مقابل میدان مغناطیسی تولید شده توسط عضو ثابت تولید می کنند باعث حرکت عنصر چرخان می شود و قسمت سوم مبدل برقی است که جریان را عبور می دهد در چرخش عنصر چرخان و “تعویض” یا “چرخش” سیم پیچ ها در دریافت جریان الکتریکی ، چرخش آنها همچنان ادامه خواهد یافت

موتور الکتریکی

۲موتور AC 

انواع مختلفی از موتورهای جریان متناوب وجود دارد که برخی از آنها با جریان متناوب معمولی کار می کنند و انواع بزرگی که با جریان سه فاز کار می کنند.

اکثر موتورهای AC کموتاتور ندارند، زیرا جریان در روتور به صورت القایی تولید می شود. موتور القایی یا موتور ناهمزمان موتوری با جریان متناوب است که روتور آن جریانی را که از القای میدان مغناطیسی سیم‌پیچ‌های استاتور ایجاد می‌کند و باعث چرخش آن می‌شود. بنابراین، موتور القایی به مبدل نیاز ندارد و نیازی به تحریک (مغناطیسی) ندارد، همانطور که برای موتورهای DC، موتورهای عمومی یا موتور سنکرون وجود دارد. روتور به عنوان یکی از دو نوع پیکربندی شکل می گیرد: روتور قفس سنجابی یا موتور القایی روتور سیم پیچ شده.

در یک موتور AC سه فاز متداول وجود دارد که روتور آن از یک روتور قفس سنجابی تشکیل شده است. به دلیل دوام، اقتصادی و پایداری به طور گسترده در صنعت های مختلف استفاده می شود.
 در مورد موتور جریان متناوب معمولی – جریان متناوب تک فاز – با توان کمتری کار می کند و در ماشین های ساده مانند موتورهای یخچال یا در فن ها و ماشین های لباسشویی برقی استفاده می شود. آنها اغلب توسط یک درایو با فرکانس متغیر تغذیه می شوند. و شیفتر فرکانس برای کاهش مصرف انرژی و اجازه دادن به موتور در سرعت های مختلف کار می کند. موتورهای قفس سنجابی اغلب در سرعت های ثابت و همچنین برای سرعت های متغیر با استفاده از مبدل فرکانس استفاده می شوند. 

  پمپ آب خانگی با مخزن انبساط یا منبع تحت فشار

سیم پیچ دوار در یک موتور AC معمولاً روتور نامیده می شود. استاتور متشکل از آهنرباهای میدان (یا سیم پیچ های میدان) میباشد. ساخت موتورهای AC آسان است، استفاده از آنها راحت است و برخی از آنها نیازی به تعویض ندارند. اکثر آنها با پریزهای برق در خانه ها کار می کنند.

مجموعه نیروموتور، در زمینه فروش و تعمیر انواع بالابر مصالح بر و بالابر ساختمانی، موتور الکتریکی، الکتروموتور ترمزدار، الکتروموتور چینی، ترمز الکتروموتور، لنت ترمز الکتروموتور، مگنت ترمز الکتروموتور، سیم پیچی مگنت الکتروموتور، پمپ آب خانگی، بوستر پمپ آبرسانی، بوستر پمپ آتش نشانی، بالابر کارگاهی، تعمیر بالابر کارگاهی، بالابر هیدرولیک، بالابر مغازه، گیربکس، تعمیر گیربکس، گیربکس صنعتی، گیربکس پایه دار، گیربکس شافت مستقیم، کلاچ مغناطیسی، الکتروگیربکس صنعتی، تعمیر الکتروگیربکس صنعتی، و تعمیر گیربکس صنعتی نیز فعالیت دارد.

انواع موتور الکتریکی و کاربرد انها

موتور الکتریکی طبق تعریف ترمودینامیکی، ماشینی است که انرژی الکتریکی را برای انجام کار به انرژی جنبشی دورانی تبدیل می کند . موتورهای الکتریکی برای تامین انرژی بسیاری از ماشین های الکتریکی و تجهیزات مکانیکی مانند ماشین لباسشویی، جاروبرقی، سشوار، چرخ خیاطی، مته برقی، بالابر و آسانسورها بکار میبرند.

۱) موتور ناهمزمان AC

برای اینکه یک موتور AC تک فاز بچرخد، نیاز به یک میدان مغناطیسی دوار دارد تا توسط میدان اولیه تولید شود، اما برای آن تغییر فاز داده می شود. این به وسیله یک خازن یا بوسیله سیم پیچی که مستقیماً به منبع جریان متصل است، به دست می آید.
در هر دو حالت می توان از جریان کمکی پس از شروع حرکت، به صورت دستی یا با استفاده از پیوند زمانی، کلید مغناطیسی یا موارد دیگر جلوگیری کرد و در صورت رسیدن سرعت چرخش موتور به مقدار مورد نیاز، از سرعت عبور جریان از خازن جلوگیری می کند.

موتور دارای خازن

برای موتور دارای خازن، سیم پیچ اولیه به منبع برق (مانند منبع برق در خانه ها) و یک سیم پیچ کمکی از طریق یک خازن به صورت سری با منبع متصل می شود. یک میدان مغناطیسی دوار بیضی شکل ایجاد می‌شود که روتور را می‌چرخاند، اما به حرکت یکنواخت کمک نمی‌کند. برای یک ظرفیت بالا، شروع با اتصال یک خازن الکترولیتی (بزرگ) است که یک کلید مغناطیسی به هنگام رسیدن به سرعت چرخش مورد نیاز، از عبور جریان از آن جلوگیری می کند. یک ماشین جریان سه فاز همچنین می تواند با اتصال آن به خازن ها توسط جریان متناوب تک فاز تغذیه شود.

انواع موتورهای AC

او انواع مختلفی از موتورهای AC وجود دارد که کاربردهای مختلفی دارند، مانند مصارف خانگی مانند جارو برقی، سشوار، موتورهای ماشین لباس‌ شویی الکتریکی، فن‌ها، و غیره .
از موتورهای بزرگ هم برای ماشین آلات بزرگ کارخانه یا برای بحرکت در آوردن واگن های متروهای حمل و نقل عمومی و قطارهای برقی استفاده می شود که سرعت آنها به 350 کیلومتر در ساعت می رسد . موتورهای بزرگی که در متروها و قطارها استفاده می شوند ، موتورهای کششی نامیده می شوند و در ولتاژهای بسیار بالاتر تا 3000 ولت کار می کنند. انواع مختلفی از موتورهای AC را برای اهداف مختلف وجود دارد. انواع عبارتند از:

• موتور AC معمولی
• موتور جریان سه فاز
• موتور سنکرون
• موتور القایی که به آن موتور آسنکرون نیز می گویند .
رایج ترین موتورهای AC موتورهای القایی و موتورهای سنکرون هستند.

روتور به عنوان یکی از دو نوع تنظیمات شکل می گیرد: روتور قفس سنجاب SCIM یا روتور سیم پیچ WRIM.
یک موتور AC سه فاز متداول وجود دارد که عضو چرخش آن از روتور قفس سنجاب تشکیل شده است. از آن به دلیل دوام ، اقتصاد و پایداری آن در صنعت بسیار مورد استفاده قرار می گیرد. در مورد موتور AC معمولی – AC تک فاز – با ظرفیت کمتری کار می کند و در ماشین های ساده ای مانند موتور پمپ یخچال یا فن ها و واشرهای برقی استفاده می شود. معمولاً با یک درایو با فرکانس متغیر کار می کند و تعویض فرکانس برای کاهش مصرف انرژی کار می کند و به موتور اجازه می دهد با سرعت های مختلف کار کند – این همان چیزی است که یک ویژگی درایو “ناهمزمان” می دهد. موتورهای دارای روتور قفس سنجاب غالباً در سرعت های ثابت و همچنین برای سرعت های متغیر با استفاده از مبدل فرکانس استفاده می شوند.
سیم پیچ روتور در موتور جریان متناوب معمولاً روتور نامیده می شود. در مورد قسمت استاتیکی که حاوی آهنربای میدان (یا سیم پیچهای میدانی) است به عنوان عضو ثابت گفته می شود.ساخت موتورهای AC آسان ، قابل استفاده و بعضی از آنها نیازی به سوئیچ ندارند.

انواع موتور الکتریکی


روتور چیست؟

روتور یک موتور القایی از یک روتور قفس سنجابی تشکیل شده است که از یک هسته آهنی استوانه ای با شکاف هایی در کناره آن به صورت طولی تشکیل شده است . میله های آلومینیومی یا مسی در این شکاف ها نصب می شود و به دو حلقه مسی ضخیم که روی پایه های استوانه ثابت شده اند متصل می شوند تا شکل آنها شبیه قفس باشد.

  عمل کلاچ ترمز مغناطیسی با فرمان الکتریکی صورت می گیرد

روتور مستقیماً به منبع خارجی برق متصل نیست. یک جریان متناوب از منبع در سیم پیچ های میدان استاتور جریان می یابد و یک میدان مغناطیسی دوار ایجاد می کند. این میدان یک جریان القایی در روتور ایجاد می کند که منجر به میدان مغناطیسی دیگری می شود. میدان مغناطیسی ناشی از روتور با میدان مغناطیسی تولید شده توسط استاتور برهمکنش می کند و باعث حرکت روتور می شود.
استاتور یک موتور سنکرون یک میدان مغناطیسی دوار تولید می کند. اما روتور به جای تکیه بر میدان مغناطیسی منشأ از استاتور برای تولید جریان الکتریکی، جریان را مستقیماً از یک منبع الکتریکی خارجی دریافت می کند. روتور با سرعت ثابت همزمان با میدان چرخش استاتور حرکت می کند. سرعت متناسب با فرکانس است که جریان متناوب ناشی از استاتور منعکس می شود. 

از آنجایی که فرکانس همیشه ثابت است، موتورهای سنکرون، مانند موتورهای جریان مرکب، حتی در حضور بار متغیر، سرعت ثابتی دارند. این درایوها همچنین انرژی کمتری مصرف می‌کنند و برای ساعت‌ها و تلسکوپ‌هایی که نیاز به زمان‌بندی دقیق و چرخش بی‌صدا دارند، ایده‌آل هستند.
موتورهای جنرال برای کار با جریان مستقیم یا متناوب ساخته می شوند. موتور عمومی از یک کموتاتور استفاده می کند و پیکربندی اولیه آن شبیه به موتورهای سری DC است. در مورد DC، به عنوان یک موتور DC به صورت سری عمل می کند. در صورت استفاده از جریان متناوب، قطب های مغناطیسی آرمیچر و سیم پیچ میدان معکوس می شوند و فرکانس جریان معکوس می شود. موتورهای جنرال به دلیل انعطاف پذیری معمولاً در لوازم خانگی استفاده می شوند.


کار موتور الکتریکی 
موتور الکتریکی عمدتاً از یک آهنربای ثابت و یک هادی متحرک به نام یک عضو چرخان تشکیل شده است . خطوط برق بین الکترودهای آهنربا شکل می گیرد. دو میدان مغناطیسی یکدیگر را دفع می کنند و این دافع باعث چرخش عضو چرخان می شود.

بهره برداری از موتور الکتریکی بر اساس سه اصل اصلی است:


1- جریان الکتریکی یک میدان مغناطیسی را در قسمت ثابت ایجاد می کند ،
2- جریان الکتریکی دیگر یک میدان مغناطیسی را در کویل های روتور ایجاد می کند. جریان الکتریکی دوم با استفاده از مبدل مقطعی که DC را توزیع می کند ، به سیم پیچ های روتور می رسد .
3- دو میدان مغناطیسی یکدیگر را جذب یا دفع می کنند ، بنابراین حرکت اندام چرخان رخ می دهد.


یک راه برای توضیح رابطه بین جهت جریان در یک سیم و جهت میدان مغناطیسی در حال ظهور ، پایه دست راست است .

موتور کندانسور

اتصالات احتمالی موتور و خازن، که از آنها یک میدان مغناطیسی دوار ایجاد می شود. برای موتور با خازن ، سیم پیچ اصلی به منبع الکتریکی (مانند منبع برق در خانه ها) وصل می شود و یک سیم پیچ کمکی به ترتیب توسط یک خازن به منبع وصل می شود. یک میدان مغناطیسی چرخش بیضوی ایجاد می شود که روتور را می چرخاند ، اما با حرکت منظم کمکی نمی کند. برای داشتن ظرفیت بالا ، شروع از طریق اتصال یک خازن (بزرگ) است. یک سوئیچ مغناطیسی هنگامی که به سرعت چرخش موردنیاز برسد جریان را مسدود می کند.یک دستگاه جریان سه فاز همچنین می تواند با اتصال آن به خازن ها از یک جریان متناوب تک فاز تغذیه شود….

چقدر از این مقاله راضی بودید؟

به این مقاله رای دهید!

میانگین آرا 5 / 5. تعداد آرا: 1

تا کنون امتیازی داده نشده است.

دیدگاهتان را بنویسید

این سایت توسط reCAPTCHA و گوگل محافظت می‌شود حریم خصوصی و شرایط استفاده از خدمات اعمال.