بدون وجود موتور الکتریکی تجهیزات الکتریکی کار نکرده و عملکردی نخواهند داشت. نبود موتور الکتریکی سبب نقصان در صنعت و زندگی روزمره می شود. موتورهای الکتریکی متفاوتی تولید شده و بر حسب ملاک های مختلفی دسته بندی می شوند. یکی از مهمترین پارامترها در دسته بندی موتورهای الکتریکی جریان الکتریکی این موتورها است که به عنوان مولد در این موتورهای الکتریکی به شمار می رود. در حالت کلی می توان موتور الکتریکی را به موتور الکتریکی AC، DC و یونیورسال تقسیم کرد.
موتور الکتریکی یا الکتروموتور تجهیزی است که انرژی الکتریکی را به انرژی مکانیکی تبدیل می کند. تجهیزی که انرژی مکانیکی را به الکتریکی تبدیل می کند، ژنراتور است. در فرایند تبدیل انرژی الکتریکی به مکانیکی بخشی از انرژی به صورت گرما از دست خواهد رفت. علت داغ شدن موتور الکتریکی نیز همین گرمایی است که هدر می رود.
عملکرد موتور الکتریکی چگونه است؟
وقتی ماده ای حامل جریان الکتریکی تحت تاثیر میدان مغناطیسی قرار میگیرند، نیرویی بر آن ماده از سوی میدان مغناطیسی وارد می شود. موتور الکتریکی دو بخش دارد که یکی ثابت و دیگری متحرک است، بخش ثابت را استاتور و بخش متحرک را روتور می گویند.
اجزا تشکیل دهنده موتور الکتریکی چیست؟
موتورهای الکتریکی انواع مختلفی دارند اما از اجزای عمومی و نسبتا ثابت در تمامی موتورهای الکتریکی می توان به اجزا زیر اشاره کرد:
استاتور:
بخش ثابت موتور الکتریکی استاتور است که به آن ایستانه نیز می گویند. می توان در برخی از موتورهای الکتریکی استاتور را آهن ربای دائمی و در برخی دیگر استاتور را سیم پیچی در نظر گرفت که با عبور جریان الکتریکی خاصیت مغناطیسی پیدا کرده و به آهن ربا بدل می شوند.این بخش ثابت از موتور الکتریکی در موتورهای الکتریکی جریان مستقیم سیم پیچ هستند و در موتور الکتریکی جریان متناوب استاتور از القاگر یا آرمیچر استفاده می کند.
روتور:
قسمت متحرک موتور الکتریکی را روتور یا چرخانه می گویند. روتور در واقع سیم پیچ و هسته مغناطیسی است که محور موتور الکتریکی به آن متصل است. هسته مغناطیسی اغلب از جنس فولاد است. روتور انرژی مکانیکی ایجاد شده را به محور منتقل کرده و سبب چرخش می شود.
کموتاتور:
جابجاگر یا کموتاتور جهت جریان روتور را معکوس می کند تا نیروی دافعه ایجاد گردد.روتور تمامی موتورهای الکتریکی DC به کموتاتور نیاز دارند اما موتور الکتریکی AC به کموتاتور نیاز ندارند.
یاتاقان:
یاتاقان سبب چرخش روتور می شود. هوای میان روتور و یاتاقان به منظور جلوگیری از ایجاد اصطکاک ضروری است.
محفظه موتور:
محفظه از آلومینیوم ساخته شده و از اجزای موتور الکتریکی محافظت می کند.
جاروبک:
جاروبک زغال یا گرانیتی است که به روتور متصل بوده و برق را به آن منتقل می کنند. جاروبک با استفاده از فنری به کموتاتور متصل هستند تا جریان برق همواره از جاروبک به روتور منتقل شود.
ترمینال ها:
به نقطه اتصال کابل به موتور الکتریکی پایانه یا ترمینال می گویند.
انواع موتورهای الکتریکی کدامند؟
انواع موتور الکتریکی را بر حسب منبع تغذیه به سه دسته تقسیم می کنند.
موتور الکتریکی جریان متناوب یا AC:
برق ورودی در این الکتروموتورها ، جریان متناوب است. جریان AC جریانی است که جهت و دامنه آن با گذشت زمان و بطور تناوبی تغییر می کند. این موتورها خود به سه دسته خطی، تک فاز و سه فاز تقسیم می شوند. اگر روتور و استاتور در موتور AC خطی باشد، نیروی ایجاد شده نیز خطی و در طول استاتور خواهد بود و حرکت مکانیکی ناشی از این الکتروموتور نیز خطی است. موتور AC تک فاز خود به دو دسته سنکرون و آسنکرون تقسیم می شوند. در موتورهای سنکرون سرعت میدان در استاتور و روتور برابر است اما در موتورهای آسنکرون این دو سرعت یکسان نیستند. موتورهای تک فاز آسنکرون خود به انواع مختلفی چون موتور با فاز شکسته، خازن راه انداز، خازن دائم، دو خازنه، قطب چاک دار و … تقسیم می شوند.
موتور الکتریکی جریان مستقیم یا DC:
موتور الکتریکی جریان مستقیم با جریان مستقیم کار می کنند. روتور، استاتور، کموتاتور و براش ها از اصلی ترین اجزا تشکیل دهنده الکتروموتور جریان مستقیم هستند. موتور DC خود به انواع مختلفی چون تحریک کامپوند، مستقل، تحریک سری، آهنربای دائم و تحریک موازی تقسیم می شوند.
موتور الکتریکی یونیورسال:
موتور الکتریکی یونیورسال موتورهایی هستند که با جریان DC یا با جریان AC کار می کنند. این موتوره در سرعت های بالایی در حد 3500 دور در دقیقه کار می کنند. در ولتاژی یکسان، سرعت موتور یونیورسال که با منبع جریان مستقیم کار می کند از سرعت موتور با جریان متناوب بیشتر خواهد بود. سرعت بسیار بالا، ابعاد و وزن کم، گشتاور زیاد از مهمترین مزایای موتور الکتریکی یونیورسال است.
کاربرد موتور الکتریکی AC
موتور الکتریکی AC یا جریان متناوب دارای مزایای زیر خواهند بود:
- راه اندازی موتور با برق کمتر
- کنترل شتاب ایجاد شده
- قابل تنظیم بودن سرعت عملیاتی
- تعمیر و نگهداری ارزان تر
- اتصالات آسان
- کم بودن اختلالات در مدار
با توجه به مزایای بالا از موتور الکتریکی AC در خطوط مونتاژ، نوار نقاله، ماشین های بسته بندی، سیستم های تهویه مطبوع، صنایع نفت و گاز، توربین های آبی و بادی و … استفاده می شود.
کاربرد موتور الکتریکی DC
موتور الکتریکی DC یا جریان مستقیم دارای مزایای زیر خواهند بود:
- نصب راحت
- کنترل سرعت بیشتر
- گشتاور بالاتر
- راه اندازی راحت تر
با توجه به مزایای بالا از موتور الکتریکی DC در نوار نقاله، جرثقیل، بالابرها، پمپ ها و کمپرسورها، ماشین آلات نساجی، چاپ، بسته بندی، اتوماسیون، رباتیک صنعتی، اسباب بازی ها و … استفاده می شود.
کاربرد موتور الکتریکی یونیورسال
موتور الکتریکی یونیورسال دارای مزایای زیر خواهند بود:
- گشتاور راه اندازی بالا
- سرعت بالاتر در مقایسه با دیگر موتورهای الکتریکی
- بالاتر بودن نسبت قدرت به وزن
- سبک بودن
- کنترل سرعت راحت تر
با توجه به مزایای بالا از موتور الکتریکی یونیورسال در دریل های دستی، جاروبرقی ها، ماشین لباسشویی، مخلوط کن و … استفاده می شود.