نحوه کارکرد الکتروموتور

در زمان کار با الکتروموتورها ابتدا باید بدانید که آنها بر چه اساسی کار میکنند و به عبارتی نحوه کارکرد الکتروموتور چگونه است. به طور کلی در مورد همه موتور های الکتریکی میتوان گفت:

همه موتورهای الکتریکی یا همان الکتروموتورها، انرژی الکتریکی را با استفاده از اصول و قوانین مربوط به الکترومغناطیس، نیروی حرکتی تولید میکنند.

استعلام قیمت و خرید انواع الکتروموتور

در ادامه این مطلب شرکت تکنو تاو ابتدا انواع مختلف موتورهای الکتریکی را خدمت شما معرفی میکند و سپس سراغ توضیح نحوه کارکرد الکتروموتورهای مختلف می‌رود.

انواع مختلف الکتروموتورها

انواع مختلف الکتروموتور‌ها بر اساس قانون ساده جذب قطب های همنام و دفع قطب های ناهمنام در مغناطیس؛ نیروی الکتریکی را با نیروی حرکتی تبدیل میکنند.

انواع مختلف الکتروموتورها موارد و نحوه تولید الکتروموتورها استفاده مختلفی دارند و همچنین شرایط کاری آنها نیز با هم تفاوت دارد و به این صورت باید در نظر داشته باشید که اگر قصد فعالیت در زمینه موتورهای الکتریکی را دارید باید نحوه کارکرد الکتروموتور های مختلف را متوجه شوید و به زبان ساده بدانید که هر کدام از موتورها چطور و در چه شرایطی کار میکند.

به طور کلی الکتروموتورها را در دسته‌های مختلفی قرار میدهند که برخی از این موتورها موارد استفاده بیشتری دارند و بعضی از آن‌ها کمتر از بقیه مورد استفاده قرار میگیرد. در ادامه این موارد را خدمت شما معرفی کرده و توضیحات کوتاهی را در مورد هر کدام در اختیارتان می‌گذاریم.

الکتروموتورهای DC یا جریان مستقیم

الکتروموتورهای DC یا جریان مستقیم امروز کمتر مورد استفاده قرار میگیرند، اما از آنجایی که شما می توانید در این موتورها سرعت را به راحتی و با دقت بالا تنظیم کنید؛ هنوز هم در موارد مختلفی از آنها استفاده می شود. این موتورها بیشتر در مواردی کاربرد دارند که نیاز است دور و گشتاور تولید موتور با دقت بالا و در محدوده وسیعی کنترل شود.

یکی از نکات منفی در خصوص این موتورها، استهلاک بالای آنهاست. همچنین استفاده گسترده و در دسترس بودن برق AC یا متناوب باعث شده است که امروزه این موتورها به حاشیه رانده شوند. نحوه کارکرد الکتروموتور DC به این صورت است که استاتور به عنوان آهنربای ثابت در بدنه موتور و در میان آن یک آرمیچر سیم پیچی شده قرار دارد که برق لازم برای سیم پیچی‌های آن از طریق جاروبک‌ها تامین می‌شود.

میدان مغناطیسی ایجاد شده در آرمیچر باید با میدان مغناطیسی که در استاتور وجود دارد متناسب باشد تا ما شاهد چرخش آرمیچر باشیم. انواع موتورهای DC عبارتند از: “موتورهای تحریک مستقل، موتورهای جریان مستقیم سری، موتورهای جریان مستقیم شنت، موتورهای جریان مستقیم کمپوند یا ترکیبی”

الکتروموتور یونیورسال

 الکتروموتور یونیورسال در اصل یکی از موتورهای جریان مستقیم سری می‌باشد. این موتورها که با جریان متناوب و مستقیم می‌توانند کار کنند، در موارد خاصی موارد استفاده قرار می‌گیرند.

نحوه کارکرد الکتروموتور یونیورسال به این صورت است که اگر یک موتور سری جریان مستقیم را به جریان متناوب وصل کنیم، از آنجایی که آرمیچر و سیم پیچ میدان با هم سری هستند جریان یکسان از درون آنها عبور می کند و می توان گفت که گشتاور خالص و ثابتی در انواع الکتروموتور یونیورسال تولید می شود.

البته این مورد بسیار مهم را به یاد داشته باشید که به هیچ وجه نمی‌توان گفت موتورهای یونیورسال AC  همان موتورهای جریان مستقیم سری هستند که به منبع تغذیه متناوب وصل شده‌اند.

نمونه‌های پرمصرف موتورهای یونیورسال که در همه خانواده‌ها پیدا می‌شوند می‌توانند مخلوط کن، جاروبرقی ابزار آلاتی مانند دریل باشند که برای ساخت این موتورها و استفاده از جریان متناوب برای راه اندازی آن‌ها باید تغییراتی در ساختار موتورهای سری جریان مستقیم ایجاد کنند.

موتورهای جریان متناوب یا AC

موتورهای جریان متناوب یا AC می توان گفت پرکاربرد ترین موتورها در مصارف خانگی و صنعتی هستند. استحکام بالا، طراحی ساده، وجود منابع جریان متناوب به صورت گسترده، اتصال آسان و هزینه نگهداری پایین ویژگی‌های اصلی یک موتور جریان متناوب هستند. این موتورها به نام موتورهای القایی AC نیز شناخته می‌شوند، به طور کلی به دو دسته موتورهای القایی تکفاز و سه فاز تقسیم میشوند و در ادامه ما نحوه کارکرد الکتروموتور های این دو دسته را در اختیار شما قرار می‌دهیم.

• موتورهای القایی تک فاز

این الکتروموتور‌ها بیشتر در موارد غیر صنعتی کاربرد دارند و می توان گفت به صورت گسترده مورد استفاده قرار می گیرند، چرا که قیمت آنها پایین است و همچنین هزینه نگهداری کمی هم دارند.

نحوه کارکرد الکتروموتور القایی تک فاز به این صورت است که ابتدا باید توسط یک نیروی محرک که در مواردی با استفاده از خازن و یا سیم پیچ های کمکی تامین میشود، موتور راه اندازی شود و باعث ایجاد یک لرزش بسیار کم در روتور گردد.

در بیشتر موارد این نیروی محرکه کمکی توسط یک سیم پیچ اضافه در استاتور انجام می شود که میدان مغناطیسی تولید شده توسط آن با میدان مغناطیسی درون روتور مخالفت می‌کند و همین باعث به حرکت در آمدن موتور شما می‌گردد.

البته نمونه‌های دیگری از سیستم‌های راه اندازی الکتروموتورهای تکفاز وجود دارد که عبارتند از: “موتورهای القایی تکفاز قطب چاکدار یا سایه‌دار، موتورهای القایی با خازن استارتر، موتورهای القایی با خازن دائم اسپلیت، موتور القایی تکفاز با فاز شکسته.”

نکته‌ای که باید در مورد انواع این الکتروموتورها بدانید این است که تمام قسمت های کاری آنها شبیه به هم است ولی فقط مرحله اول راه اندازی موتور میباشد متفاوت خواهد بود.

• موتورهای القایی سه فاز

موتورهای القایی سه فاز جریان متناوب در مواردی کاربرد دارند که نیاز به توان بالاتری داریم. می‌توان گفت نحوه کارکرد الکتروموتور سه فاز ساده‌تر از سایر نمونه‌های موتور الکتریکی می‌باشد.

اساس کار این موتور القایی به این صورت است که در قسمت استاتور سه سیم پیچ مجزا مربوط به سه‌فاز مختلف وجود دارند. این سیم پیچ‌ها هر کدام با هم ۱۲۰ درجه اختلاف فاز دارند.

این اختلاف‌فاز و اختلاف در محل قرار گیری سیم پیچ‌ها باعث به وجود آمدن یک میدان مغناطیسی دوار درون استاتور می‌شود. از آنجایی که درون روتور این موتورها، از هادی‌های مسی استفاده شده، ما شاهد این هستیم که میدان الکترومغناطیسی دوار ایجاد شده در استاتور بر روی روتور تاثیر می‌گذارد و به این صورت شاهد گردش موتور الکتریکی سه فاز خواهیم بود.

در صورتی که سرعت میدان مغناطیسی دوار با سرعت گردش روتور (که می توان گفت سرعت واقعی موتور میباشد) برابر باشد به این موتورها سنکرون یا همزمان گفته می‌شود. همچنین در صورتی که سرعت میدان مغناطیسی در استاتور و سرعت روتور با هم برابر نباشند به این موتورها آسنکرون یا غیر همزمان می‌گویند.

اصول پایه و مبانی عملکرد موتورهای الکتریکی

نحوه کار موتور الکتریکی بر اساس اصل تبدیل انرژی الکتریکی به انرژی مکانیکی است. این تبدیل از طریق میدان مغناطیسی صورت می‌گیرد که توسط جریان الکتریکی در سیم‌پیچ‌های استاتور (قسمت ثابت) ایجاد می‌شود. وقتی جریان الکتریکی از سیم‌پیچ‌ها عبور می‌کند، یک میدان مغناطیسی دوار تولید می‌شود که با روتور (قسمت گردنده) تعامل می‌کند.

اساس کار موتور الکتریکی بر پایه قانون فارادی و قانون لورنتس است. طبق این قوانین، وقتی یک هادی حامل جریان در میدان مغناطیسی قرار می‌گیرد، نیرویی به آن وارد می‌شود که باعث حرکت روتور می‌گردد. این حرکت دورانی روتور به محور خروجی موتور منتقل شده و می‌تواند برای به حرکت درآوردن تجهیزات مختلف مورد استفاده قرار گیرد. در صورت مشکل در عملکرد متخصصین این حوزه میتوانند عیب های الکتروموترها را بررسی و رفع کنند.

موتورهای القایی و کاربردهای صنعتی

موتورهای القایی، که به موتورهای آسنکرون نیز معروف هستند، پرکاربردترین نوع موتورهای الکتریکی در صنعت می‌باشند. طرز کار موتور القایی بر اساس القای الکترومغناطیسی است. در این موتورها، جریان روتور از طریق القای الکترومغناطیسی از استاتور به روتور الکتروموتور منتقل می‌شود و نیازی به اتصال الکتریکی مستقیم به روتور نیست. این ویژگی باعث می‌شود که موتورهای القایی ساختار ساده‌تر، هزینه نگهداری کمتر و قابلیت اطمینان بالاتری داشته باشند. موتور قطب چاکدار نمونه‌ای از موتورهای القایی تک فاز است که برای راه‌اندازی از حلقه اتصال کوتاه استفاده می‌کند.یکی از موارد مهم در کارکرد الکتروموتورها استفاده از الکترومور ترمزدار است.

فناوری‌های نوین در صنعت موتورهای الکتریکی

پیشرفت‌های اخیر در صنعت ساخت الکتروموتور و موتورهای صنعتی شامل توسعه مواد مغناطیسی پیشرفته، استفاده از آهنرباهای دائمی نئودیمیوم با قدرت بالا، و بهره‌گیری از فناوری‌های هوشمند در کنترل و مانیتورینگ موتورها می‌شود. سیستم‌های کنترلی مبتنی بر هوش مصنوعی و اینترنت اشیاء (IoT) امکان نظارت بلادرنگ بر عملکرد موتور، پیش‌بینی خرابی‌ها و بهینه‌سازی مصرف انرژی را فراهم کرده‌اند. همچنین، استفاده از مواد ابررسانا در ساخت سیم‌پیچ‌ها، طراحی توپولوژی‌های جدید موتور با استفاده از تحلیل‌های المان محدود، و توسعه درایوهای الکترونیک قدرت با راندمان بالا، باعث افزایش چشمگیر کارایی و عملکرد موتورهای الکتریکی شده است. همچنین طرز کار موتور الکتریکی ساده را می‌توان در موتورهای DC کوچک مشاهده کرد.

کاربرد الکتروموتور

کاربرد الکتروموتور های مختلف مانند الکترو موتورهای چینی، الکتروموتور ABB و … متفاوت است. نحوه کارکرد موتور در کاربردهای صنعتی پیچیده‌تر است. الکترموتورهای صنعتی معمولا از نوع سه فاز هستند و در خطوط تولید و تجهیزات سنگین استفاده می‌شوند.

نگهداری و بهینه‌سازی عملکرد

برای عملکرد بهینه موتورهای الکتریکی، رعایت اصول نگهداری ضروری است:

• بازرسی منظم یاتاقان‌ها
• تمیزکاری دوره‌ای
• بررسی اتصالات الکتریکی
• روانکاری مناسب قطعات متحرک

آینده موتورهای الکتریکی

آینده صنعت موتور جریان مستقیم به سمت توسعه موتورهای کاملا یکپارچه با سیستم‌های دیجیتال و هوشمند پیش می‌رود. پیش‌بینی می‌شود که موتورهای آینده قابلیت خودتشخیصی و خودتعمیری داشته باشند و با استفاده از فناوری‌های نانو و مواد هوشمند، توانایی تطبیق خود با شرایط محیطی و عملیاتی مختلف را داشته باشند. همچنین، توسعه موتورهای با چگالی توان بالاتر و وزن کمتر، به خصوص برای کاربردهای حمل و نقل الکتریکی و رباتیک، یکی از محورهای اصلی تحقیق و توسعه در این حوزه خواهد بود.

ملاحظات زیست محیطی

امروزه، توجه به مسائل زیست محیطی در طراحی و ساخت موتورهای الکتریکی اهمیت زیادی دارد. استفاده از مواد سازگار با محیط زیست ، استفاده از الکترو موتورهای ضد انفجار و بهینه‌سازی مصرف انرژی از اولویت‌های اصلی سازندگان است.

هوشمندسازی و کنترل دیجیتال

پیشرفت در فناوری‌های دیجیتال، امکان کنترل دقیق‌تر و هوشمندتر موتورهای الکتریکی را فراهم کرده است. سیستم‌های مانیتورینگ آنلاین و تشخیص خودکار عیب، باعث افزایش قابلیت اطمینان و کاهش هزینه‌های نگهداری شده‌اند.

استعلام قیمت و خرید انواع الکتروموتور

مواردی که شرکت تکنو تاو در این مطلب برای شما بازگو کرد. در اصل نحوه کارکرد الکتروموتور‌هایی بود که بیشترین کاربرد را دارند. البته شما باید این موضوع را مد نظر داشته باشید که انواع موتورهای الکتریکی وجود دارند که در شرایط مختلف از آنها استفاده می‌شود و قطعا نمی توان همه آنها را درون یک مقاله جا داد.