امروزه از موتور الکتریکی در صنایع، کارخانجات و کارگاه های مختلف استفاده می شود. هر موتورالکتریکی با توجه به توان مورد نیاز، اندازه، نوع قطعات مورد استفاده، روش راه اندازی و …. در انواع مختلفی طراحی و ساخته می شوند. یکی از زمینه های اصلی استفاده از موتورهای الکتریکی، برق صنعتی است. در این مقاله ضمن تعریف الکتروموتور با انواع موتورهای مورد استفاده در برق صنعتی، ویژگی ها و کاربردهای آنها آشنا می شویم.
آموزشگاه فنی برق دوره آموزش برق صنعتی را به صورت تضمینی و با ارائه مدرک معتبر در کارگاه های مجهز برگزار می کند. در صورت تمایل به یادگیری برق صنعتی در دوره آموزش برق صنعتی شرکت کنید.
معرفی انواع موتور الکتریکی
موتور الکتریکی در واقع وسیله ای برای تبدیل انرژی الکتریکی به انرژی مکانیکی است که در زمینه های مختلف کاربرد دارد و در بسیاری از صنایع مورد استفاده قرار می گیرد. موتورهای الکتریکی به طور کلی به دو دسته دوار و خطی تقسیم می شوند. موتورهای اصلی مورد استفاده در صنعت برق موتورهای دوار هستند که از دو قسمت روتور و استاتور تشکیل شده است. روتور در واقع قسمت متحرک موتور الکتریکی است که حرکت آن بر اساس میدان مغناطیسی استاتور و گشتاور تولید شده توسط آن است. استاتور که در داخل موتور قرار دارد به استاتور نیز معروف است و قسمت ثابت موتور الکتریکی است.
موتورهای الکتریکی در برق صنعتی بر اساس ساختار و عملکرد به دو دسته موتورهای DC و موتورهای AC تقسیم می شوند.
موتور الکتریکی DC
یکی از انواع موتورهای مورد استفاده در برق صنعتی، موتورهای DC یا جریان مستقیم هستند که از یک آرمیچر ساخته شده از آهنربای الکتریکی تشکیل شده است. همچنین برای ایجاد میدان مغناطیسی در این موتورها از بخشی به نام کموتاتور برای چرخش جریان الکتریکی در هر مدار و تغییر جهت آن استفاده می شود. سرعت چرخش آرمیچر در موتورهای DC به ولتاژ ورودی و گشتاور جریان ورودی بستگی دارد. این موتورها به موتورهای DC معروف هستند.
با توجه به استفاده گسترده از موتورهای DC در برق صنعتی، انواع مختلفی از این موتورهای DC در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می گیرد.
انواع موتورهای DC در برق صنعتی عبارتند از:
موتور الکتریکی DC سری(Series)
در موتورهای سری DC میدان به صورت سری به آرمیچر متصل می شود. میدان با چندین دور سیم بزرگ پیچیده شده است تا کل جریان آرمیچر را حمل کند. یکی از ویژگی های موتورهای سری این است که موتور با گشتاور راه اندازی زیاد راه اندازی می شود. با این حال، سرعت به طور مداوم بین بار بیکار و بار کامل متفاوت است. هنگامی که به سرعت ثابت تحت بارهای مختلف نیاز است، نمی توان از موتور سری استفاده کرد.
علاوه بر این، دور آرام موتورهای سری می تواند به حدی افزایش یابد که باعث آسیب به موتور شود. برخی از بارها باید همیشه به صورت سری به یک موتور متصل شوند. به طور کلی، موتورهای متصل به سری برای استفاده در اکثر برنامه های درایو سرعت متغیر مناسب نیستند. معمولا موتورهای سری DC در جرثقیل ها، بالابرهای هیدرولیک، پرس ضربه ای و آسانسورها استفاده می شوند.
موتور DC الکتریکی شنت(Shunt)
در موتور شنت، میدان به صورت موازی به سیم پیچ آرمیچر متصل می شود. موتور شنت کنترل سرعت خوب را فراهم می کند. سیم پیچ میدان ممکن است به طور جداگانه تحریک شده یا به همان منبع آرمیچر متصل شود. مزیت تحریک میدان شنت مستقل، توانایی درایو سرعت متغیر برای ارائه آرمیچر مستقل و کنترل میدان است. استفاده از موتورهای DC موازی تحت بار سنگین توصیه نمی شود و عمدتاً در هواکش های صنعتی استفاده می شود.
موتورهای الکتریکی DC ترکیبی کمپوند (Compound)
موتور ترکیبی دارای میدانی است که به صورت سری به آرمیچر متصل است و یک میدان تحریک شنت جداگانه ای دارد. میدان سری گشتاور بهتر و میدان شنت تنظیم سرعت بهتری را فراهم می کند.
موتور DC مرکب در واقع ترکیبی از یک موتور DC سری و موازی است. سیم پیچ استاتور دارای دو سیم پیچ است که یکی به صورت سری و دیگری موازی است. یک موتور DC ترکیبی از هر دو موتور موازی و شنت به صورت جداگانه بهره می برد. به عنوان مثال استفاده از موتورهای سری منجر به استفاده از موتور ترکیبی DC در گشتاور بالا می شود و وجود موتور موازی باعث افزایش راندمان موتور ترکیبی در تنظیم سرعت می شود.
موتورهای ترکیبی عمدتاً در کارخانه های برش لوله سازی استفاده می شوند. انواع موتورهای ترکیبی DC شامل کومپوند مکمل و ناقص می باشد که تفاوت آن ها تقویت و ضعیف شدن میدان سیم پیچ سری ناشی از میدان سیم پیچ شنت است.
موتور DC تحریک جداگانه
نوع دیگری از موتورهای DC مورد استفاده در برق صنعتی، موتورهای DC با تحریک مجزا می باشد که دلیل نامگذاری آنها اتصال منبع تغذیه مجزا به استاتور و موتور است. در این موتورها می توان شنت را کنترل کرد و با اتصال منبع DC جداگانه به استاتور یک میدان تحریک ثابت ایجاد کرد. برای افزایش شار در موتورهای DC با تحریک جداگانه، از سیم پیچ آرمیچر استفاده می شود.
موتور DC آهنربای دائم
یک موتور DC آهنربای دائم شامل یک آهنربای دائمی در یک موتور الکتریکی است که برای کار دائمی استفاده می شود. سیم پیچ استاتور برای ایجاد میدان استاتور استفاده نمی شود و به جای الکترومغناطیسی بودن به دلیل استفاده از آهنربا کاملا مغناطیسی است. این موتورها به عنوان موتور DC آهنربای دائم یا به اختصار PMDC شناخته می شوند. کاربردهای موتور آهنربای دائم DC را می توان در برف پاک کن خودرو، پمپ شیشه شوی خودرو و بالابر شیشه خودرو مشاهده کرد.
مزایای موتورهای DC در برق صنعتی
موتورهای DC یکی از قدیمی ترین موتورهای مورد استفاده در برق صنعتی هستند که با توجه به خصوصیات مثبتی که دارند در کارخانجات و صنایع مختلف کاربرد فراوانی دارند. مزایای موتورهای DC در برق صنعتی عبارتند از:
• کنترل سریع گشتاور
• تنظیم سرعت چرخش موتور
• شتاب بالا
• سهولت استفاده
• کنترل سریع
• ساخت در سایزها و ابعاد مختلف
حتما مطالعه نمایید: آشنایی با کاربردهای چپگرد و راستگرد کردن موتور های سه فاز
معایب موتورهای DC در برق صنعتی
در کنار ویژگی های مثبت موتورهای DC در برق صنعتی باید به معایب و مشخصات منفی آنها نیز اشاره کرد. از معایب موتورهای DC در برق صنعتی می توان به موارد زیر اشاره کرد:
• سایش سریع کموتاتور
• نیاز به سرویس و نگهداری منظم
• قیمت خرید بالا
• نیاز به استفاده از رمزگذارها برای کنترل موقعیت و سرعت
• قابلیت اطمینان موتور پایین
• عدم استفاده در محیط های انفجاری
موتور AC
یکی از پرکاربردترین انواع موتورهای الکتریکی در صنایع مختلف به ویژه برق صنعتی، موتور جریان متناوب یا AC می باشد. موتورهای AC به دلیل گسترش شبکه های AC و جذب انرژی الکتریکی و تولید انرژی مکانیکی در بسیاری از کارخانه ها مورد استفاده قرار می گیرند. موتورهای جریان متناوب به عنوان جریان متناوب یا به اختصار AC نیز شناخته می شوند.
امروزه استفاده از موتورهای AC در کاربردهای مختلف گسترش یافته و به همین دلیل طرح ها و نمونه های تولیدی آن ها افزایش چشمگیری یافته است.
انواع موتورهای AC در برق صنعتی عبارتند از:
موتور AC تک فاز
موتورهای AC تک فاز از قطعات مختلفی مانند استاتور، روتور، یاتاقان ها و … تشکیل شده اند که از نظر ساختاری شباهت زیادی به موتورهای سه فاز و موتورهای قفسه ای دارند. تفاوت در تعداد سیم های استاتور آنها را متفاوت می کند. یک موتور AC تک فاز مانند اکثر موتورهای الکتریکی از دو بخش اصلی تشکیل شده است: روتور و استاتور. ایجاد گشتاور روتور با القای جریان در روتور از طریق میدان مغناطیسی دوار استاتور در موتورهای تک فاز انجام می شود و از فرمول های سیم پیچ موتور می توان برای محاسبه تعداد دور موتور، سرعت لغزش و غیره استفاده کرد.
یکی از پرکاربردترین موتورهای تک فاز، موتور سنکرون با قطب شکافی است که در لوازم خانگی کوچکی که نیاز به گشتاور پایین جهت راه اندازی دارند، مانند فن ها و اجاق های مایکروویو استفاده می شود. برای استفاده از موتور سنکرون قطب شکافدار در لوازم خانگی بزرگ مانند ماشین لباسشویی که جهت راه اندازی به گشتاور بالا نیاز دارند. یک سیم پیچ استارت، خازن استارت و آچار گریز از مرکز برای تامین گشتاور بالا مورد نیاز است.
حتما مطالعه نمایید: نحوه اتصال ستاره و مثلث در موتورهای سه فاز
2. موتور AC سه فاز
به جرات می توان گفت که موتورهای سه فاز AC یکی از اصلی ترین موتورهای AC هستند که در مواردی که نیاز به توان بالایی است استفاده می شود. برای ایجاد میدان مغناطیسی دوار در موتورهای سه فاز AC از اختلاف فاز بین فازهای تغذیه استفاده می شود.
انواع موتورهای AC سه فاز عبارتند از:
موتور AC سنکرون و موتور AC ناهمزمان:
• موتور سنکرون AC
موتور سنکرون AC سه فاز از یک روتور و یک استاتور سیم پیچی شده تشکیل شده است که با اتصال منبع جریان مستقیم به روتور و استاتور با میدان چرخشی ایجاد شده، شروع به چرخش می کند. در موتور علت نامگذاری این موتورها به سنکرون این است که تعداد دورهای سیم پیچ روتور و استاتور یکسان است که به موتورهای AC سنکرون نیز معروف هستند.
از مزایای استفاده از موتورهای سنکرون می توان به راندمان بالا، عدم حساسیت به ولتاژ بالا و ضریب توان قابل تنظیم و مناسب اشاره کرد. استفاده از موتور AC به دلیل پیچیدگی سازه، هزینه بالای نگهداری و سختی راه اندازی در موارد خاصی مورد استفاده قرار می گیرد. موتورهای AC سنکرون سه فاز در پمپ ها، کمپرسورها، تجهیزات رادار، درایوهای الکتریکی و ساعت های الکتریکی استفاده می شوند. استفاده از موتورهای AC سنکرون سه فاز در ژنراتورهای AC رایج شده است.
• موتور القایی AC
موتور القایی AC عملکرد معکوس دقیق موتور سنکرون را دارد و تعداد دورهای روتور همیشه کمتر از تعداد دورهای استاتور است. نام دیگر این موتورها موتور AC ناهمزمان است که از منبع جریان متناوب راه اندازی می شود و با اعمال ولتاژ متناوب به سیم پیچ های استاتور و عبور جریان از آنها، میدان مغناطیسی ایجاد می شود.
موتورهای آسنکرون به دلیل سادگی ساخت، امکان افزایش بار، راه اندازی آسان و هزینه های نگهداری کمتر، بیشتر از موتورهای سنکرون در کارخانه ها و برق صنعتی استفاده می شوند. موتورهای القایی AC به دو دسته تقسیم می شوند: موتورهای القایی آسنکرون قسه سنجابی و موتورهای القایی روتور سیم پیچی شده که در ادامه به معرفی آن ها می پردازیم.
موتور AC القایی
نوع دیگری از موتورهای AC در برق صنعتی، موتور AC القایی است که مانند سایر انواع الکتروموتور از دو قسمت روتور و استاتور تشکیل شده است. تولید گشتاور در روتور موتورهای ناهمزمان توسط القای الکترومغناطیسی و تولید جریان انجام می شود. نام دیگر موتور القایی است که به عنوان موتور انتقال نیز شناخته می شود. طراحی ساده و عملکرد پایدار این موتورها باعث محبوبیت موتورهای آسنکرون در برق صنعتی شد. موتورهای القایی AC بر اساس روش راه اندازی به دو فاز تک فاز و سه فاز تقسیم می شوند.
حتما مطالعه نمایید: آشنایی با روش های مختلف شبیه سازی مدار فرمان و قدرت
موتور AC دو سرعته
یکی از انواع موتورهای مورد استفاده در برق صنعتی، موتور دو سرعته AC بود که همانطور که از نامش پیداست دارای دو مدار است و سرعت عملکرد آن با توجه به تعداد قطب های استاتور متفاوت است. تغییر سرعت چرخش موتورهای دو سرعته با تغییر پیوند سر موتور انجام می شود. این ویژگی باعث شد تا به جای استفاده از درایوهای اینورتر گران قیمت از این موتورها استفاده شود و هزینه کمتری برای راه اندازی صرف شود.
یکی از انواع موتورهای AC دو سرعته، موتور دالاندر است که دارای شش ترمینال است و سرعت موتور به نسبت یک به دو تغییر می کند. در بسیاری از موارد از موتورهای دو سرعته استفاده می شد که نمونه ای از آن در زیر آورده شده است:
• جرثقیل سقفی، ریلی، دروازه ای
• دستگاه های موجود در شهر بازی
• نوار نقاله
• موتور کولر
• بارگیری و تخلیه بارانداز
• صنعت نساجی
مزایای موتورهای AC در برق صنعتی
موتورهای AC یکی از رایج ترین موتورهای مورد استفاده در برق صنعتی هستند و از مزایای استفاده از موتورهای AC می توان به موارد زیر اشاره کرد:
• طراحی ساده
• قدرت بدن
• اجزاء کم و ساختار مناسب
• قیمت قابل قبول
• هزینه نگهداری و تعمیر کم
• راه اندازی و اتصال آسان
• وزن کم
• حجم کم و فضای کم
•عمر طولانی
معایب موتورهای AC در برق صنعتی
استفاده از موتورهای AC در برق صنعتی دارای معایب محدودی است که در این قسمت به آن اشاره می کنیم.
• درجه پایین کنترل سرعت
• عدم کنترل موقعیت
• بدون گشتاور یکنواخت
• راندمان پایین
در این مطلب به صفر تا صد معرفی انواع موتور الکتریکی برق صنعتی شامل انواع موتور الکتریکی dc و ac پرداختیم و مزایا و معایب هر یک را برشمردیم.
مجتمع فنی برق برگزارکننده دوره های فنی مختلف مانند دوره آموزش تعمیر برد الکترونیکی، آموزش تعمیرات لوازم خانگی، آموزش نصب کولر گازی و غیره می باشد، تمامی دوره ها به صورت عملی، در کارگاه های مجهز و تحت نظر اساتید مجرب و متخصص برگزار می شود در صورت علاقه به فراگیری هر یک از شغل های فنی همین الان به مجتمع فنی برق مراجعه نمایید.
دیدگاه کاربران