الکتروموتور چیست ؟
الکتروموتور Electromotor در واقع یک ماشین الکتریکی است که انرژی الکتریکی را به انرژی مکانیکی تبدیل می کند. عملکرد الکتروموتور برخلاف ژنراتور برق ( که انرژی مکانیکی را به انرژی الکتریکی تبدیل می کند )، می باشد.
اکثر الکتروموتور ها توسط نیروی مغناطیسی ایجاد شده توسط جریان برق ، مولد نیرو هستند. جریان الکتروموتور می تواند به شکل جریان مستقیم ( DC ) تولید شده توسط باتری یا موتور ماشین نقلیه ، یا جریان متناوب ( AC ) تولید شده از منابعی مانند برق شهری ، اینورتر یا ژنراتور برق باشد.
لیست عناوین :
برخی از محصولات
معمولا” الکتروموتور با ابعاد مختلف جهت استفاده در مصارف صنعتی کاربرد دارد. بزرگترین الکتروموتور های موجود در صنعت ، در مواردی مانند کشتی سازی، خطوط لوله تحت فشار و … کاربرد دارند که تا 100 مگاوات ممکن است برسند. البته علاوه بر این همه روزه آثار استفاده از الکتروموتور را می توان در زندگی روزمره مشاهده کرده. معروف ترین الکتروموتور که مطمئنا همه با آن آشنایی دارند، الکتروموتور کولر یا دینام کولر است. دینام کولر با استفاده از انرژی الکتریکی و تبدیل آن به گشتاور ، شفت متصل به پره ها را چرخانه و از این طریق هوای خنک به درون کانال فرستاده می شود. کاربرد عمومی دیگر الکتروموتور پمپ آب است. پمپ آب که به اصطلاح تخصصی تر از آن به عنون الکتروپمپ یاد می شود متشکل از الکتروموتور به همراه پمپ آب ( پروانه و کلگی ) است و الکتروموتور وظیفه ایجاد گشتاور مورد نیاز جهت چرخش پروانه پمپ را داراست.
الکتروموتور ها دارای نیروی خروجی به شکل خطی یا گردشی ( گشتاور ) می باشند و در دسته بندی جداگانه ای نسبت به سلونوئید مغناطیسی ( مانند آنچه در شیر برقی کاربرد دارد ) یا بلندگو ها قرار میگیرند که علیرغم تبدیل انرژی الکتریکی به انرژی جنبشی فاقد انرژی مکانیکی قابل استفاده می باشند. این محصولات در دسته بندی اکچوئیتور ها و ترنسیدیوسر ها قرار می گیرند.
الکتروموتور ها به وفور در فن هواساز ، بلوئر ، پمپ آب ، ماشین ابزار ، دیسک درایو ها، بالابر و جرثقیل و … یافت می شوند. موتور های کوچک نیز در ساعت مچی استفاده می شوند.
تاریخچه الکتروموتور :
نخستین الکتروموتور دستگاهی الکترو استاتیک مورد استفاده در آزمایش های آندره گوردن و محقق نام آشنا ، بنجامین فرانکلین در سال های 1740 میلادی بود. اصول تئوری پس زمینه آن بر اساس قانون آمپر در سال 1820 توسط آندره آمپر کشف شد. این قانون که به قانون آمپر معروف شد توصیف کننده نحوه تولید انرژی مکانیکی توسط انرژی الکتریکی و یک میدان مغناطیسی ایجاد شده ، می باشد. نحوه تبدیل انرژی الکتریکی به انرژی مکانیکی توسط الکترومغناطیس، یک سال بعد در سال 1821 توسط مایکل فارادی ارائه گردید.
انواع الکتروموتر :
موتور جریان مستقیم DC : این نوع الکتروموتور توسط جریان برق مستقیم مانند منبع باتری ، موتور ماشین و … عمل می کند.
موتور جریان متناوب AC : این نوع موتور توسط جریان برق متناوب از منبعی برق شهری یا ژنراتور عمل می کند.
اجزاء تشکیل دهنده الکتروموتور :
روتور ( چرخنده ) :
در الکتروموتور بخشی که چرخش در آن صورت می گیرد، روتور نام دارد که وظیفه آن چرخاندن شفت و تولید انرژی مکانیکی می باشد. معمولا” روتور شامل کنداکتور دارای برق می باشد که در تقابل با میدان مغناطیسی استاتور نیروی محرک شفت را ایجاد می کند. همچنین برخی روتور ها دارای آهنربای دائمی بوده و در آن ها کنداکتور درون استاتور قرار داده شده است.
بیرینگ یا یاتاقان:
روتور در داخل بیرینگ قرار دارد که به آن اجازه چرخش حول محور را می دهد. بیرینگ ها درون موتور قرار گرفته اند.
استاتور :
استاتور در واقع بخش ثابت مدار الکترومغناطیس موتور بوده و غالبا” شامل سیم پیچ یا آهنربای دائمی است. هسته استاتور شامل تعدادی صفحه فلزی نازک به نام لمینت است. لمینت ها به منظور کاهش هدر رفت انرژی هنگام استفاده از هسته جامد استفاده می شوند.
فاصله یا گپ هوا :
فاصله بین استاتور و روتور را گپ هوا می نامند. گپ هوا تاثیر بسیار مهمی داشته و معمولا” تا حد ممکن کوچک است چرا که فاصله زیاد روی عملکرد موتور تاثیر منفی دارد. البته گپ بسیار کم نیز ممکن است موجب مشکلات مکانیکی صدای زیاد و هدر رفت شود.
سیم پیچ :
سیم پیچ مجموعه ای از سیم های درون کویل است که معمولا” به دور ورقه آهن نرم با هسته مغناطیسی پیچیده شده اند و در هنگام برق دار شدن قطب مغناطیسی ایجاد می کنند.
تفاوت سیم پیچ آلومینیوم و مس در الکتروموتور :
الکتروموتور با استفاده از نیروی القایی متاثر از جریان برق موجود در سیم پیچ سبب گردش شفت می شود. یکی از مواردی که اکثر متقاضیان خرید الکتروموتور سوال می پرسند، تفاوت بین سیم پیچ مس و سیم پیچ آلومینیوم است. در مقاله زیر به بررسی این مورد می پردازیم.
معمولا از مس جهت سیم پیچ درون الکتروموتور استفاده می شود. از نظر کیفیت سیم پیچ مسی بهتر بوده و معمولا" دوام بیشتری دارد. از آلومینیوم نیز جهت سیم پیچ استفاده می شود اما به شکل استاندارد باید ضخات آن بیشتر باشد تا توان عبور جریان کافی را داشته باشد. در مجموع می توان گفت موتور های با سیم پیچ مسی را می توان جهت الکتروموتور های با سایز کوچکتر نیز مورد استفاده قرار داد.
سوختگی الکتروموتور چگونه است ؟
سوالی که برای خیلی از کاربران مطرح است دلیل سوختن الکتروموتور است. اگر الکتروموتور برای مدت طولانی و با بار بیش از آنچه قابلیت آن را دارد ، کار کند ، دچار سوختگی می شود. اصطلاح سوختن یعنی دمای بالا سبب می شود سیم پیچ در قسمت هایی دچار قطعی شده یا ذوب شود. علاوه بر این در صورتی که ولتاژ قرار گرفته روی موتور بیش از مقدار طراحی شده مناسب آن باشد نیز سوختگی صورت می گیرد؛ در این حالت سیم پیچ در ضعیف ترین قسمت ذوب می شود و اتصال از بین می رود. جهت تست موتور جهت سوختگی می توان از یک اهم متر استفاده کرده یا به دنبال لکه های سیاه روی سیم پیچ بگردید.
یکی از موارد پر کاربرد الکتروموتور استفاده از آن به همراه پمپ آب یا به اصطلاح فنی الکتروپمپ است. ( هرچند به شکل عام اکثر افراد به آن پمپ آب می گویند. ) در واقع الکتروموتور ، گشتاور لازم جهت چرخش پروانه پمپ را بوسیله شفت قرار گرفته در آن ، ایجاد می کند. در خصوص پمپ آب هر دو نوع سیم پیچ آلومینیومی و مسی مورد استفاده قرار می گیرد که توصیه می شود در صورت تهیه پمپ با سیم پیچ آلومینیوم ، آن را زیر بار فشار بیش از حد قرار ندهید.
الکتروموتور 2 پل، 4 پل و 6 پل به چه معناست ؟
اگر اقدام به خرید الکتروموتور کرده باشید ممکن است فروشنده از شما بپرسد الکترموتور چند پل می خواهید؟ پل اصطلاحی است که برای مشخص کردن دور موتور الکتروموتور کاربرد دارد. نحوه تقسیم بندی آن به شکل زیر است ؟
- الکتروموتور 2 پل : محدوده چرخش شفت در موتور بین 2800 تا 3000 دور بر دقیقه است.
- الکتروموتور 4 پل : محدوده چرخش شفت بین 1400 تا 1500 دور برق دقیقه است.
- الکتروموتور 6 پل : محدوده چرخش شفت بین 900 تا 1000 دور بر دقیقه است.
نکته : تعداد پل هیچ ارتباطی با توان الکتروموتور ندارد. یعنی یک الکتروموتور 2 پل می تواند از 0.5 اسب بخار تا 200 اسب بخار توان توان داشته باشد.
الکترموتور DC یا جریان مستقیم :
نخستین موتور الکتریکی جریان برق مستقیم DC توسط دانشمند بریتانیایی -ویلیام استرجن- در سال 1832 ابداع شد. سپس در سال 1837 در ادامه کار دانشمند آمریکایی -توماس داونپورت- آن را ارتقاء و به ثبت رسانید.موتور های اولیه با دور حدود 600 بار در دقیقه کار می کردند. از آنجایی که جریان برق مستقیم در آن زمان تنها توسط باتری تامین می شد و مصرف برق این موتور ها بسیار زیاد بود لذا به لحاظ هزینه مقرون به صرفه نبوده و به همین جهت در اقتصاد جایی نگرفت.
مزیت جالبی که موتور های جریان مستقیم داشتند این بود که به شکل اتفاقی کشف شد که این دستگاه ها قابلیت عملکرد برعکس نیز داشته و می توانند در صورتی که شفت آنها به نوعی بچرخد به شکل ژنراتور برق نیز عمل کنند.
انواع الکتروموتور DC :
- سری
- شانت
- کامپاوند
- مغناطیس دائم ( PMDC )
به طور کلی موتور های با جریان برق مستقیم از گشتاور بسیار بالایی برخوردار بوده و به همین جهت در صنایع سنگین کاربرد دارند.
الکتروموتور DC سری
در موتور های دی سی سیم پیچ به شکل سری بسته شده است. عملکرد این موتور ها بر اساس قانون ساده مغناطیس است که میدان مغناطیسی درون سیم پیچ توسط جریان برق دور کنداکتور بوجود آمده و باعث چرخش روتور می شود. این موتور ها به وفور در صنایع ماشین سازی به عنوان استارت موتور و یا در آسانسور ها استفاده می شوند.
الکتروموتور شانت (موازی) :
نوع اتصال در این الکتروموتور همانند آرمیچر به شکل موازی است.
الکتروموتور از نوع PMDC :
عبارت PMDC کوتاه شده Permanent Magnet DC motor و به معنی موتور DC مغناطیس دائم است. این موتور ها امکان ارائه مغناطیس دائم را دارا می باشند.
الکتروموتور کامپاوند :
این موتور ترکیبی از موتور DC موازی و سری است و هر دو میدان آن وجود دارد. به این صورت که روتور و استاتور می توانند به شکل سری و موازی به هم متصل شوند.
الکتروموتور AC :
این موتور ها بیشتر به شکل سنکرون، آسنکرون و القایی وجود دارند.
موتور سنکرونیک ( سنکرون ) :
عملکرد این موتور ها غالباً به شکل سه فاز است. در این موتور ها استاتور وظیفه ایجاد میدان مغناطیسی را بر عهده دارد و سرعت چرخش روتور با سرعت چرخش میدان درون استاتور برابر بوده و به همین جهت در صنایع بسیاری مانند اتوماسیون، رباتیک و ... کاربرد دارند. آنچه در خصوص این موتور ها اهمیت دارد قدرت بالای گشتاور و بازدهی مناسب تر آن است.
موتور القایی :
موتور هایی که به شکل آسنکرون هستند به نام موتور القایی نیز شناخته می شوند. این موتور ها از میدان مغناطیسی جهت تبدیل انرژی الکتریکی به انرژی مکانیکی استفاده می کنند. نکته مهم در خصوص این موتور ها این است که سرعت چرخش روتور از استاتور بیشتر است. همین امر باعث می شود که گشتاور آن کمتر باشد.
الکتروموتور های خاص :
الکتروموتور های خاص غالباً شامل سرووموتور، موتور استپر و موتور های القایی خطی می باشند.
1) استپ موتور ( یا موتور پله ای )
همانطور که از نام آن ها پیداست این موتور ها به شکل پله ای حرکت می کنند که اگر شفت آن را با دست حرکت دهید نیز این موضوع را درخواهید یافت. این موضوع را پیش از این می دانیم که در الکتروموتور های معمولی دور کامل یا روولوشن 180 درجه است. اما در موتور های پله ای یا استپ موتور این دور می تواند به مقادیر پایین تر یعنی 10 درجه نیز تقلیل یابد. یعنی برای چرخش 180 درجه ای شفت در این مدل باید 18 روولوشن در آن صورت گیرد. این قضیه کمک بسیاری در کنترل دقیق میزان چرخش به کاربر ارائه می دهد. این موتور های از نظر عملکرد تا حدودی شبیه به سرو موتور هستند.
2) موتور هیسترزیس
عملکرد موتور هیسترزیس بسیار خاص و جالب است. روتور این موتور می تواند توسط جریان القایی به شکل گردابی مورد تحریک قرار گیرد. این موتور ها می توانند توسط جریان تکفاز و سه فاز فعالیت کنند. عملکرد نرم موتور به همراه سرعت ثابت آن بسیار شبیه موتور های سنکرون است. قابلیت دیگر آن صدای بسیار کم موتور بوده که در سیستم های پخش و ضبط صدا کاربرد دارند.
3) موتور یونیورسال
موتور یونیورسال نوع خاصی از موتور است که هم توسط جریان برق AC و هم DC می تواند فعالیت کند. نوع سیم پیچ در آن به شکل سری بوده و به شکل مستقیم از استاتور به روتور متصل شده است. به همین جهت این موتور ها بسیار نزدیک به موتور های جریان مستقیم هستند و اتفاقاً همانند آنها از گشتاور استارت بالایی برخوردارند. موتور های یونیورسال به منظور سرعت بالا ( بالاتر از 3500 دور بر دقیقه ) طراحی شده اند. از این موتور ها به وفور در کارواش خانگی استفاده می شود.
الکتروموتور افقی و عمودی
در بازار ایران نیز الکتروموتور ها در دسته های مختلف نام برده و از یکدیگر تمیز داده می شوند. برخی موارد مانند نوع ولتاژ ( تکفاز و سه فاز ) را در بالا ذکر کردیم. همچنین نوع برق DC و AC نیز یکی دگیر از مشخصه های آن است اما مهم ترین دسته بندی الکتروموتور ها در بازار ایران عمودی یا افقی بودن آن هاست.
الکتروموتور افقی :
الکتروموتور های افقی انواع معمول مورد استفاده زیاد در بازار ایران است. این الکتروموتور ها کاربرد بسیار گسترده ای در صنعت داشته و از 0.5 اسب بخار تا 275 اسب بخار را می توان در بازار ایران یافت. الکتروموتور های افقی در انواع تکفاز و سه فاز، 2 پل، 4 پل و 6 پل موجود می باشند.
الکتروموتور عمودی :
الکتروموتور های عمودی از آن دست الکتروموتور هایی هستند که اگرچه در زندگی روزمره به آن شکل یافت نمی شوند اما کاربرد بسیار گسترده ای در صنعت دارند. این الکتروموتور ها توان بسیار بالایی داشته و شروع آن از 25 اسب بخار است که تا 300 اسب نیز در بازار ایران موجود است. نوع عملکرد و سیستم این الکتروموتور ها با مدل های افقی فرق دارد.
استاندارد ایمنی موتور و نحوه شناسایی هریک
استاندارد های ایمنی موتور های الکتریکی با دو حرف انگلیسی IP شروع شده و دو رقم پس از آن هریک نشان دهنده درصدی از حفاظت را نشان می دهد. هرچه اعداد بالاتر باشند درجه حفاظت بیشتر است. در استاندارد ایمنی موتور الکتریکی به عنوان مثال IP-XY عدد X نشان دهنده درجه حفاظت جانی و عدد دوم نشان دهنده درجه حفاظت موتور در مقابل رطوبت است. لیست اعداد و معنی هریک در جدول زیر نشان داده شده است :
درجه حفاظت فیزیکی الکتروموتور ( X ) :
رقم اول | سطح ایمنی | موقعیت تست |
---|---|---|
0 | بدون حفاظت | بدون حفاظت |
1 | محافظت دست | اجسام فیزیکی با قطر حداقل 50 میلیمتر وارد نمی شوند. |
2 | محافظت انگشتان دست | اجسام فیزیکی با قطر حداقل 12 میلیمتر وارد نمی شوند. |
3 | محافظت ابزار کوچک | اجسام فیزیکی با قطر حداقل 2.5 میلیمتر وارد نمی شوند. |
4 | محافظت در برابر سیم برق | اجسام فیزیکی با قطر حداقل 1 میلیمتر وارد نمی شوند. |
5 | محافظت در برابر پودر و غبار | ذرات غبار که ممکن اس عملکرد موتور را با اختلال مواجه کنند وارد نمی شوند. |
6 | محافظت کامل در مقابل گرد و غبار | به هیچ شکلی گرد و غبار وارد آن نمی شود. |
درجه حفاظت الکتروموتور در مقابل رطوبت ( Y ) :
رقم اول | سطح ایمنی | موقعیت تست |
---|---|---|
0 | بدون حفاظت | بدون حفاظت |
1 | محافظت در مقابل چکه آب به شکل عمودی | چکیدن آب از 3 تا 5 میلیمتر بر دقیقه به مدت 10 دقیقه از ارتفاع 20 سانتی متر |
2 | محافظت در مقابل چکه آب تا 15 درجه انحراف از خط قائم | چکیدن آب از 3 تا 5 میلیمتر بر دقیقه به مدت 10 دقیقه از ارتفاع 20 سانتی متر و با زاویه 15 درجه |
3 | محافظت در مقابل چکه آب تا 60 درجه انحراف از خط قائم | پاشیدن آب 10 میلیمتر بر دقیقه به مدت 10 دقیقه از ارتفاع 20 سانتی متر و با زاویه 60 درجه |
4 | محافظت در مقابل پاشش آب از هر جهت | پاشیدن آب 10 میلیمتر بر دقیقه به مدت 10 دقیقه از ارتفاع 30 تا 50 سانتی متر و با هر زوایه ای |
5 | محافظت در مقابل پاشیدن آب پر فشار از هر جهت | پاشش آب توسط پمپ آب تا 30 کیلو پاسکال با نرخ 12.5 میلیمتر بر دقیقه برای 3 دقیقه از تمامی جهات و با فاصله 3 متر |
6 | محافظت در برابر ضربه آب پر فشار مانند موج اقیانوس | پاشش آب توسط پمپ آب تا 100 کیلو پاسکال با نرخ 100 میلیمتر بر دقیقه برای 3 دقیقه از تمامی جهات و با فاصله 3 متر |
7 | قابل استفاده حتی پس از قرار گرفتن در آب تحت شرایط خاص | غوطه وری در آب تا عمق 1 متر و به مدت 30 دقیقه |
8 | قابل استفاده زیر آب | عملکرد آن بوسیله ارتباط میان تولید کننده و مصرف کننده مشخص شده است. |
قیمت الکتروموتور
در بازار ایران الکتروموتور بسته به توان، عملکرد، کشور سازنده، سیم پیچ و نوع آن از قیمت های متنوعی برخوردار است. شروع قیمت از حدود 300-400 هزار تومان برای مدل های ضعیف تر ( البته اینجا منظور الکتروموتور های با توان حداقل 370 وات است و نه مدل های بسیار کوچک تر مانند آنچه در ساعت مچی استفاده می شود ض ) شروع شده و بسته به موارد ذکر شده بالا حتی تا چند 10 میلیون نیز قیمت دارند. آی ناین تعدادی از این محصولات را در سبد کالایی خود اراده می کند که لیست قیمت برخی از پرفروش ترین های آن را در زیر مشاهده می کنید.