موتور الکتریکی چیست؟ و انواع آن
چکیده
موتور های الکتریکی یکی از قطعات مهم و پر استفاده در دنیایی امروز می‌باشند که در تمام ابزار برقی مورد استفاده قرار می‌گیرند. این موتور ها به دو بخش AC و DC تقسیم می‌شونتد که هر کدام مزایا و معایب خاص خود را دارند. موتور الکتریکی چیست و چگونه کار می‌کند؟
موتور های الکتریکی یکی از قطعات مهم و پر استفاده در دنیایی امروز می‌باشند که در تمام ابزار برقی مورد استفاده قرار می‌گیرند. این موتور ها به دو بخش AC و DC تقسیم می‌شوند که هر کدام مزایا و معایب خاص خود را دارند.
موتور الکتریکی چیست و چگونه کار می‌کند؟
موتور الکتریکی وسیله ای است که برای تامین نیروی چرخشی و فعالیت بسیاری از تجهیزات برقی استفاده می‌شود. مکانیزم الکترومکانیکی که در این تجهیزات وجود دارد باعث می‌شود تا بتوانند انرژی الکتریکی را به انرژی مکانیکی تبدیل کنند.
فعل و انفعالات میدان های مغناطیسی و الکتریکی برای عملکرد یک موتور الکتریکی به ویژه در دستگاههای بی سیم مانند دریل شارژی اهمیت فراوان دارد.
تکامل موتور الکتریکی توسط مایکل فارادی، فیزیکدان بریتانیایی انجام شد. او به عنوان یکی از مهم‌ترین دانشمندان قرن نوزدهم فعالیتهای زیادی در زمینه تکامل این نوع موتورها انجام داد. فارادی در سال 1821 با استفاده از آهنربا و میدان مغناطیسی که بوسیله جریان الکتریکی بوجود آمد توانست به چرخش موفق سیم دست پیدا کند.
در ادامه در سال 1872 موتورهای الکتریکی به شکل امروزی اختراع شدند، اولین بار در نمایشگاه جهانی وین، زمانی که یکی از ژنراتورهای برق به نمایش درآمد و ژنراتور دیگری شروع به چرخش خود به خود کرد، این موضوع مطرح شد که اصولی که برای ژنراتورها اعمال می‌شود می‌تواند برای موتورها نیز مورد استفاده قرار بگیرند. ژنراتورها در قرن بیستم در نتیجه افزایش سریع کاربردهای عملی به بخش مهمی از تجهیزات بیشتر صنایع تبدیل شدند.
ژنراتورها و موتورها و چگونگی فعالیت الکتروموتورها
ژنراتورها انرژی مکانیکی را به انرژی الکتریکی تبدیل می‌کنند، در حالی که موتورهای الکتریکی نمونه ای از ابزار برقی هستند که می‌توانند باعث تبدیل انرژی شوند، موتورهای الکتریکی انرژی الکتریکی را به حرکت چرخشی و انواع مختلف انرژی مکانیکی تبدیل می‌کنند.
موتورها و ژنراتورها با وجود وظایف متضاد خود، از نظر طراحی و عملکرد مشترکات زیادی دارند. در حقیقت، تنها چیزی که لازم است انجام یک آزمایش ساده است با دو موتور که مدل یکسان دارند تا بتواند نشان دهد که یک موتور الکتریکی ممکن است به عنوان یک ژنراتور نیز عمل کند. این دو نوع ماشین به شکل سنتی و به دلیل روش های متمایز استفاده از آنها، طراحی شده اند.
موتورهای الکتریکی چگونه کار می‌کنند؟ موتورهای الکتریکی نیروی مکانیکی چرخشی را در آرمیچر که در روتور یا استاتور در اطراف شفت درحال حرکت است با استفاده از جریان الکتریکی برای تولید میدان های مغناطیسی دیوار استفاده می‌کنند.
اجزای موتور های الکتریکی
موتورهای الکتریکی از نظر شکل و نوع متفاوت هستند، بسیاری از آنها شامل قطعات و مجموعه های زیر هستند.( این قطعات از مرکز شروع می‌شوند و به سمت بیرون کار می‌کنند):
- سیم پیچ
- شفت موتور مرکزی
- بلبرینگ و غلتک( برای کاهش اصطکاک و سایش)
- برس( در موتور های DC )
- پایانه ها ( قرار گرفته روی روتور، قسمت گردان یا استاتور که جزء ثابت است)
- کاربردهای صنعتی موتورهای الکتریکی
- قاب و سپرهای انتهایی
کاربرد موتور های الکتریکی
موتورهای الکتریکی در طیف وسیعی از کاربردها در صنعت استفاده می‌شوند. موارد زیر نمونه هایی از کاربردهای صنعتی رایج آنها هستند:
- ماشین آلات سنگین
- سیستم های تهویه مطبوع
- سنگ شکن
- پمپ ها
- ماشین تراش
- کمپرسور
- فن ها و دمنده ها
انواع موتورهای الکتریکی
موتورهای الکتریکی دارای نمونه های مختلفی هستند که ویژگی ها و عملکردهای متفاوتی دارند. تقسیم بندی کلی آنها به دو صورت می‌باشد:
1- جریان متناوبAC
2- جریان مستقیمDC
در حالی که منبع تغذیه قابل توجه ترین تمایز بین این دو نوع موتور است. هر کدام مجموعه ای از ویژگی ها و کاربردهای خاص خود را دارند. موتورهای AC می‌توانند تجهیزات پیچیده تر و ظریف تری را هدایت کنند. در حالی که موتورهای DC معمولا برای تامین انرژی تجهیزات بزرگتری استفاده می‌شوند که به نگهداری و کنترل کمتری نیاز دارند. از آنجایی که موتورهای AC می‌توانند گشتاور بیشتری تولید کنند، بسیاری از صنعتگران معتقدند که آنها از موتورهای DC قدرتمندتر هستند.
موتور الکتریکی AC
جریان متناوب توسط موتور AC به نیروی مکانیکی تبدیل می‌شود. موتورهای القایی، موتورهای سنکرون و موتورهای خطی سه نوع موتور هستند. موتورهای AC بیشترین استفاده را در تجارت دارند و از مزایای مختلفی برخوردار هستند. مثلا:
ساخت آنها ساده است.
به دلیل مصرف کمتر در راه اندازی، مقرون به صرفه تر هستند.
آنها همچنین محکم تر هستند و بنابراین به طور کلی طول عمر بیشتری دارند.
نیاز به نگهداری کمتری دارند.
ساخت آنها ساده است.
موتورهای AC تک فاز و سه فاز هستند. موتورهای تک فاز دارای مشخصات زیر هستند:
گشتاور توسط توان الکتریکی( بر حسب کیلو وات) تعیین می‌شود.
تعداد قطب ها سرعت چرخش را تعیین می‌کند.
روش اتصال: فلنج یا براکت است.
آنها را می‌توانیم به شبکه برق خانگی وصل کنیم.
معایب این نوع از موتور الکتریکی را می‌توانیم در موارد زیر خلاصه کنیم:
از استحکام کمتری برخوردار هستند و کمتر صنعتی هستند.
موتورهای سه فاز دارای مشخصات زیر هستند:
دارای طرحی است که می‌تواند انرژی الکتریکی بیشتری را نسبت به موتورهای ولتاژ تک فاز منتقل کند. کاربرد آنها در تنظیمات صنعتی حدود 80 درصد است. کاربرد آنها در زیر ساخت ها و تجهیزاتی که نیاز به برق زیادی دارند بسیار مورد توجه است.
موتور الکتریکیDC
موتور DC مکانیزمی است که توان الکتریکی DC را به نیروی مکانیکی تبدیل می‌کند. عملکرد آن بر این ایده استوار است که وقتی هادی حامل جریان در میدان مغناطیسی قرار می‌گیرد، نیرویی به آن وارد می‌شود و گشتاور ایجاد می‌شود. موتورهای DC همچنین در تنظیمات صنعتی بسیار رایج هستند زیرا بسته به فرمت و شکل طراحی خود مزایای قابل توجهی ارائه می‌دهند:
دقیق و سریع هستند.
با تغییر ولتاژ تغذیه می‌توان سرعت آنها را تنظیم کرد.
نصب آنها حتی در سیستم های متحرک ساده است.
گشتاور استارت عالی است.
این نوع از ماشین ها شروع به حرکت می‌کنند، متوقف می‌شوند و شتاب می‌گیرند و به سرعت معکوس می‌شوند.
مزایای موتورهای AC در مقابل DC بر کسی پوشیده نیست و هر مجموعه ای مزایای مخصوص به خود را دارد. برای مثال موتور AC همه کاره و ساده است.
موتورهای DC مزایای خاصی دارند از جمله:
نصب و نگهداری آسان دارند.
قدرت شروع و گشتاور بالا دارند.
زمان واکنش سریع، راه اندازی، توقف و شتاب دارند.
در انواع ولتاژهای استاندارد موجود هستند.
موتورالکتریکیAC ,DCکدام نمونه قدرتمندتر است؟
موتورهای AC معمولا قدرتمندتر از موتورهای DC هستند زیرا می‌توانند گشتاور بیشتری را با جریان بالاتر ایجاد کنند. از طرف دیگر موتورهای DC کارایی بیشتری دارند و از انرژی ورودی خود بیشتر استفاده می‌کنند. موتورهای AC,DC در اندازه ها و قدرت های مختلف برای برآوردن نیاز برق در هر کسب و کاری استفاده می‌شوند.
در آخر موتور های الکتریکی یکی از مهم‌ترین موتور ها و قطعات مورد استفاده در دنیایی امروزی هستند که می‌توانند انرژی الکتریکی را به مکانیکی تبدیل کنند. موتور های الکتریکی به دو بخش DC و AC تقسیم بندی می‌شوند که هر کدام دارای مزایا و معایب خاص خود نیز هستند.