خانه / الکتروموتور

آبان پمپ یکی از بزرگترین واردکننده های انواع الکتروموتور در کشور می باشد.

الکتروموتور چیست؟

الکتروموتور یا موتور الکتریکی، الکتریسیته را به حرکت مکانیکی تبدیل می کند. عمل عکس آن که تبدیل حرکت مکانیکی به الکتریسیته است توسط ژنراتور انجام می شود. این دو وسیله بجز در عملکرد، مشابه یکدیگر هستند. اکثر موتورهای الکتریکی توسط الکترومغناطیس کار می کنند، اما موتورهایی که بر اساس پدیده های دیگری نظیر نیروی الکترواستاتیک و اثر پیزوالکتریک هم کار می کنند وجود دارند.

ایده کلی این است که وقتی یک ماده حامل جریان الکتریسیته تحت اثر یک میدان مغناطیسی قرار می گیرد، نیرویی بر آن ماده از سوی میدان اعمال می شود. در یک موتور استوانه ای روتور به علت گشتاوردی که ناشی از نیرویی است که به فاصله ای معین از محور روتور به روتور اعمال می شود، می گردد.

اغلب موتورهای الکتریکی دوارند، اما موتور خطی هم وجود دارد. در یک موتور دوار بخش متحرک (که معمولا درون موتور است) روتور و بخش ثابت استاتور خوانده می شود. موتور شامل آهن رباهای الکتریکی است که روی قاب سیم پیچی شده است، گرچه این قاب اغلب آرمیچر خوانده می شود، اما این واژه عموما به غلط به کار برده می شود. در واقع آرمیچر آن بخش از موتور است که به آن ولتاژ ورودی اعمال می شود یا آن بخش از ژنراتور است که در آن ولتاژ خروجی ایجاد می شود. با توجه به طراحی ماشین، هر کدام از بخش های روتور یا استاتور می توانند به عنوان آرمیچر باشند.

انواع الکتروموتور

موتورهای DC

اگر نگوییم اولین، ولی یکی از اولین موتورهای دوار توسط مایکل فارادی در سال ۱۸۲۱ میلادی ساخته شده بود و شامل یک سیم آویخته شده آزاد که در یک ظرف جیوه غوطه ور بود، میشد. یک آهنربای دائم در وسط ظرف قرار داده شده بود. وقتی که جریان از سیم عبور می کرد سیم حول آهنربا به گردش در می آمدو نشان میدا که جریان منجر به افزایش یک میدان مغناطیسی دایره ای اطراف سیم می شود.

موتور کلاسیک DC دارای آرمیچری از آهنربای الکتریکی است. یک سوییچ گردشی به نام کموتاتور جهت جریان الکتریکی را در هر سیکل دوبار برعکس می کند تا در آرمیچر جریان یابد و آهنربای الکتریکی آهنربای دائمی را در بیرون موتور جذب و دفع کنند. سرعت موتور DC به مجموعه ای از ولتاژ و جریان عبوری از سیم پیچ های موتور و بار موتور یا گشتاور ترمزی بستگی دارد. سرعت موتور DC وابسته به ولتاژ و گشتاور آن وابسته به جریان است.

• موتورهای میدان سیم پیچی شده

آهنربای دائم در (استاتور) بیرونی یک موتور DC را می توان با آهنرباهای الکتریکی تعویض کرد. با تغییر جریان میدان (سیم پیچی روی آهنربای الکتریکی) می توانیم نسبت سرعت-گشتاور موتور را تغییر دهیم. اگر سیم پیچی میدان به صورت سری با سیم پیچی آرمیچر قرار داده شود، یک موتور گشتاور بالای کم سرعت و اگر به صورت موازی قرار داده شود، یک موتور سرعت بالا با گشتاور کم خواهیم داشت. میتوانیم برای به دست آوردن حتی سرعت بیشتر اما با گشتاور به همان میزان کمتر، جریان میدان را کمتر هم کنیم. این تکنیک برای تراکنش الکتریکی و بسیاری از کاربردهای مشابه آن ایده آل است و کاربرد این تکنیک می تواند منجر به حذف تجهیزات یک جعبه دنده متغیر مکانیکی شود.

• موتور یونیورسال

یکی از انواع موتورهای DC سیم پیچی شده موتور ینیورسال است. اسم این موتورها از این واقعیت گرفته شده است که این موتورها را می‌توان هم باجریان DC وهم AC بکار برد، اگر چه که اغلب عملاً این موتورها باتغذیه AC کارمی‌کنند. اصول کار این موتورها بر این اساس است که وقتی یک موتور DC میدان سیم پیچی شده به جریان متناوب وصل می‌شود، جریان هم در سیم پیچی میدان وهم درسیم پیچی آرمیچر همزمان تغییر می‌کندو بنابراین نیروی مکانیکی ایجاد شده همواره بدون تغییر خواهد بود. درعمل موتور بایستی به صورت خاصی طراحی شود تا با جریان AC سازگاری داشته باشد (امپدانس-راکتانس بایستی مدنظر قرار گیرند) وموتور نهایی عموماً دارای کارایی کمتری نسبت به یک موتور معادل DC خالص خواهد بود.
مزیت این موتورها این است که می‌توان تغذیه AC را روی موتورهایی که دارای مشخصه‌های نوعی موتورهای DC هستند بکار برد، خصوصاً اینکه این موتورها دارای گشتاور راه اندازی بسیار بالا و طراحی بسیار جمع وجور در سرعتهای بالا هستند. جنبه منفی این موتورها تعمیرونگهداری و مشکل قابلیت اطمینان آنهاست که به علت وجود کموتاتور ایجاد می‌شودو در نتیجه این موتورها به ندرت درصنایع مشاهده می‌شوند، اما عمومی‌ترین موتورهای AC در دستگاههایی نظیر مخلوط کن و ابزارهای برقی که گاهاً استفاده می‌شوند، هستند.

موتورهای AC

• موتورهای AC تک فاز

معمولترین موتور تک فاز موتور سنکرون قطب چاکدار است، که اغلب در دستگاه هایی بکار می رود که گشتاور پایین نیاز دارند، نظیر پنک های برقی، اجاق های مایکروویو ودیگر لوازم خانگی کوچک. نوع دیگر موتور AC تک فاز موتور القایی است، که اغلب در لوازم بزرگ نظیر: ماشین لباس شویی و خشک کن آن کار می‌رود. عموماً این موتورها می‌توانند گشتاور راه اندازی بزرگتری رابا استفاده ازیک سیم پیچ راه انداز به همراه یک خازن راه انداز و یک کلید گریزازمرکز ایجاد کنند.
هنگام راه اندازی، خازن و سیم پیچ راه اندازی از طریق یک دسته از کنتاکتهای تحت فشار فنر روی کلید گریزازمرکز دوار، به منبع برق متصل می‌شوند. خازن به افزایش گشتاور راه اندازی موتور کمک می‌کند. هنگامی که موتور به سرعت نامی رسید، کلید گریزازمرکز فعال شده، دسته کنتاکتها فعال می‌شود، خازن و سیم پیچ راه انداز سری شده را از منبع برق جدا می‌سازد، در این هنگام موتور تنها با سیم پیچ اصلی عمل می‌کند.

• موتورهای AC سه فاز

برای کاربردهای نیازمندبه توان بالاتر، از موتورهای القایی سه فاز AC (یا چندفاز) استفاده می‌شود. این موتورها از اختلاف فاز موجود بین فازهای تغذیه چند فازالکتریکی برای ایجاد یک میدان الکترومغناطیسی دوار درونشان، استفاده می‌کنند. اغلب، روتور شامل تعدادی هادی های مسی است که درفولاد قرار داده شده‌اند. از طریق القای الکترومغناطیسی میدان مغناطیسی دوار در این هادیها القای جریان می‌کند، که در نتیجه منجر به ایجاد یک میدان مغناطیسی متعادل کننده شده و موجب می‌شود که موتور در جهت گردش میدان به حرکت در آید.

این نوع از موتور با نام موتور القایی معروف است. برای اینکه این موتور به حرکت درآید بایستی همواره موتور با سرعتی کمتراز فرکانس منبع تغذیه اعمالی به موتور، بچرخد، چرا که در غیر این صورت میدان متعادل کننده‌های در روتور ایجاد نخواهد شد. استفاده از این نوع موتور در کاربردهای ترکشن نظیر لوکوموتیوها، که در آن به موتور ترکشن آسنکرون معروف است، روز به روز در حال افزایش است. به سیم پیچهای روتور جریان میدان جدایی اعمال می‌شود تا یک میدان مغناطیسی پیوسته ایجاد شود، که در موتور سنکرون وجود دارد، موتور به صورت همزمان با میدان مغناطیسی دوار ناشی از برق AC سه فاز، به گردش در می‌آید. موتورهای سنکرون را می‌توانیم به عنوان مولد جریان هم بکار برد.
سرعت موتور AC در ابتدا به فرکانس تغذیه بستگی دارد ومقدار لغزش، یا اختلاف در سرعت چرخش بین روتور و میدان استاتور، گشتاور تولیدی موتور را تعیین می‌کند. تغییر سرعت دراین نوع از موتورها را می‌توان با داشتن دسته سیم پیچها یا قطبهایی درموتور که با روشن و خاموش کردنشان سرعت میدان دوار مغناطیسی تغییر می‌کند، ممکن ساخت. به هر حال با پیشرفت الکترونیک قدرت می توانیم با تغییر دادن فرکانس منبع تغذیه، کنترل یکنواخت تری برروی سرعت موتورها داشته باشیم.

• موتورهای پله ای

نوع دیگری از موتورهای الکتریکی موتور پله ای است، که در آن یک روتور درونی، شامل آهنرباهای دائمی توسط یک دسته از آهنرباهای خارجی که به صورت الکترونیکی روشن وخاموش می‌شوند، کنترل می‌شود. یک موتور پله‌ای ترکیبی از یک موتور الکتریکی DC ویک سلونوئید است. موتورهای پله‌ای ساده توسط بخشی از یک سیستم دنده‌ای در حالتهای موقعیتی معینی قرار می‌گیرند، اما موتورهای پله‌ای نسبتا کنترل شده، می‌توانند بسیار آرام بچرخند. موتورهای پله‌ای کنترل شده با کامپیوتر یکی ازفرمهای سیستمهای تنظیم موقعیت است، به ویژه وقتی که بخشی ازیک سیستم دیجیتال دارای کنترل فرمان یار باشند.

• موتورهای خطی

یک موتور خطی اساساً یک موتور الکتریکی است که از حالت دوار در آمده تا بجای اینکه یک گشتاور (چرخش) گردشی تولید کند، یک نیروی خطی توسط ایجاد یک میدان الکترومغناطیسی سیار در طولش، به وجود آورد. موتورهای خطی اغلب موتورهای القایی یا پله‌ای هستند. می‌توانید یک موتور خطی را در یک قطار سریع السیر ماگلیو مشاهده کنیدکه در آن قطار روی زمین به پرواز در آمده است.

منبع: دانشنامه رشد