موتورهای الکتریکی دارای کاربردهای بسیار زیادی هستند و از آن‌ها در دستگاه‌های مختلف استفاده می‌شود. موتورها را بر اساس نوع جریان برقی که دریافت می‌کنند به دو نوع جریان مستقیم و جریان متناوب تقسیم می‌کنند. کاربرد الکتروموتور AC در صنایع بیشتر است و از آن در سامانه‌های کنترل صنعتی استفاده می‌شود. در این صفحه می‌خواهیم موتور جریان متناوب به‌صورت کامل معرفی کنیم.
الکتروموتور AC چیست؟
الکتروموتور AC انرژی الکتریکی را به انرژی مکانیکی تبدیل می‌کند. در واقع، این موتور از یک استاتور همراه با یک سیم‌پیچ تشکیل شده است و عملکرد خود را انجام می‌دهد. بخش ثابت آن استاتور و روتور قسمت دوار موتور است. این الکتروموتورها معمولا تک فاز یا سه فاز هستند.
انعظاف‌پذیری، کارایی، عملکرد بدون‌صدا، هزینه کم و قابلیت اعتماد بالا از جمله‌ویژگی‌های مثبت الکتروموتور AC است. در کنار مزایایی که اشاره شد، می‌توان کنترل موقعیت ضعیف، تولید جریان گردابی و همچنین ناتوانی در کار با سرعت کم از معایب این موتورها هستند.
طراحی الکتروموتور جریان متناوب ساده است و در دستگاه‌های مختلف مانند پمپ‌ها، آبگرمکن‌ها، اجاق‌ها، تجهیزات باغ و ... کاربرد دارد. الکتروموتورها از یک موتور صنعتی بزرگ تا یک موتور AC کوچک دارای بخش‌های مختلفی است. هر الکتروموتور از بخش‌های روتور، استاتور، بلبرینگ‌ها، سیم‌پیچ، شکاف هوایی، پوسته و فن یا پروانه تشکیل شده است.
شاید سوال در ذهن شما ایجاد شده باشد که آیا الکتروموتور القایی همان الکتروموتور AC است؟ بله؛ موتورهای القایی زیر مجموعه‌ای از موتورهای جریان متناوب است؛ اما ساختار و نحوه عملکرد آن‌ها می‌تواند با سایر موتورها تفاوت داشته باشد. موتورهای القایی به دلیل اینکه دارای اتصال مستقیم به روتور نیستند، از نیروی القای الکترومغناطیسی برای چرخش استفاده می‌کند. درواقع، منبع تغذیه به‌صورت مستقیم به استاتور متصل است. در ادامه به موتورها القایی به‌صورت مفصل‌تر خواهیم پرداخت.
الکتروموتور AC از چند جهت‌های با موتور جریان مستقیم تفاوت دارد:
- میدان چرخشی؛
- کنترل سرعت؛
- تولید گشتاور.
نحوه عملکرد موتور الکتریکی AC
بعد از اینکه متوجه شدید موتور AC چیست؟ بهتر است به این سوال پاسخ دهیم که موتور AC چگونه کار می‌کند؟ موتورهای جریان مستقیم، جریان برق را در اندازه ثابت و بدون نوسان دریافت می‌کنند؛ اما در موتورهای جریان متناوب، جریان برق را به‌صورت سینوسی و با تغییر مقدار جریان دریافت می‌کند. در برق AC به‌صورت مداوم و لحظه‌ای جهت جریان عوض می‌شود.
برای درک بهتر آن بهتر است، موج سینوسی را به‌خاطر بیاورید؛ در واقع، در یک موج سینوسی، جریان در بالا قرار می‌گیرد و سپس کاهش پیدا می‌کند و به مقدار صفر می‌رسد. سپس در جهت منفی تا بیشینه پیش می‌رود و دوباره به مقدار صفر بر می‌شود. این نمودار دائما در حال تکرار است. الکتروموتور AC متناسب با همین جریان در جهت مثبت منفی یا صفر، نیروی تولیدی توسط سیم‌پیچ موتور افزایش یا کاهش پیدا می‌کند.
کاربردهای موتور AC
موتورهای جریان متناوب کاربردهای بسیاری در صنایع مختلف دارند. ویژگی‌هایی مانند استحکام، سازگاری، استقامت و سادگی در طراحی باعث شده است که از این موتورها در بسیاری از صنایع استفاده کنند. این نوع الکتروموتور می‌تواند یک پمپ صنعتی یا حتی یک میکسر خانگی را راه‌اندازی کند. در ادامه به چند کاربرد موتور الکتریکی AC اشاره شده است:
- صنایع بسته‌بندی؛
- صنایع دارویی؛
- صنایع سیمان؛
- صنایع کاشی و سرامیک؛
- صنایع رنگ؛
- صنایع فلزی؛
- صنایع نساجی؛
- صنایع نفت و گاز؛
- صنایع پتروشیمی؛
- صنایع غذایی؛
- صنایع دریایی.
انواع موتور الکتریکی AC
برای طبقه‌بندی الکتروموتور AC چند روش وجود دارد. این موتورهای الکتریکی بیشتر به دو نوع سنکرون و آسنکرون (القایی) تقسیم می‌شوند.
موتورهای سنکرون
الکتروموتورهای سنکرون دارای سرعت ثابتی هستند که به فرکانس جریان تغذیه بستگی دارد. پس سرعت در این نوع موتور فقط با تغییر فرکانس تغییر می‌کند و در بارهای مختلف ثابت خواهد بود. از الکتروموتور سنکرون برای کاربردهایی با سرعت ثابت و کنترل دقیق استفاده می‌کنند.
طراحی استاتور موتور سنکرون با نوع آسنکرون مشابه است؛ زمانی که جریان متناوب ورودی وارد می‌شود، میدان مغناطیسی گردان ایجاد خواهد شد. اگرچه طراحی روتور در این دو نوع الکتروموتور با همدیگر متفاوت باشد. موتورهای سنکرون را می‌توان به چند نوع مختلف دسته‌بندی کرد که تعدادی از آن‌ها در زیر به‌صورت مختصر معرفی شده است:
- موتور سنکرون با سیستم ثابت: این نوع موتور دارای منبع جداگانه برای تولید شار مغناطیسی است. این شار و شار گردان استاتور با همدیگر واکنش می‌دهند و چرخش را ایجاد می‌کنند.
- موتور سنکرون تک فاز: در این الکتروموتور از منبع تغذیه جریان متناوب تک فاز استفاده می‌کنند. موتور سنکرون تک فاز می‌توان در هر جهتی بچرخد و شروع به کار کند. سرعت این موتور فقط به فرکانس منبع تغذیه وابسته است. مهم‌ترین کاربرد آن‌ها در ساعت‌های دیواری برقی و ابزار ضبط است.
- موتور سنکرون سه فاز: برخلاف الکتروموتور تک فاز، این نوع از منبع تغذیه سه فاز استفاده می‌کند. در موتور سنکرون سه فاز استاتور میدان مغناطیسی دواری ایجاد می‌شود و آرایش فازها جهت چرخش را مشخص می‌کند. این الکتروموتور در صنایعی که به سرعت ثابت در طیف وسیعی در بارها نیاز دارند، کاربردهایی بسیاری دارد.
- موتور سنکرون بدون سیستم متحرک: در این نوع الکتروموتور به تحرک DC نیازی نیست؛ پس روتور برای تولید شار مغناطیسی به منبع جداگانه نیاز ندارد. در این موتور سنکرون از روتورهای قفس سنجابی استفاده می‌کنند.
- موتور رلوکتاتنس: یک موتور سنکرون تک فاز است که بر اساس رلوکتانس و اصل تولید گشتاور کار می‌کند. گشتاور الکتروموتور توسط یک میدان خارجی که یک میدان داخلی روی دستگاه ایجاد می‌کند تامین می‌شود. این نوع موتور دارای دو نوع سیم‌پیچ اصلی و سیم‌پیچ کمکی برای استاتور است که از نوع کمکی برای راه‌اندازی آن استفاده می‌کنند.
- موتور هیسترزیس: روتور موتور هیسترزیس دارای مواد نیمه‌دائم است. گشتاور در این نوع موتورها به کمک شار مغناطیسی به جای‌مانده از نیروی مغناطیسی ایجاد می‌شود. پس گردابی‌بودن جریان موجب تولید گشتاور می‌شود. در این نوع موتورها مقدار سرعت بالا با لرزش و نویز بسیار کمتر ارائه می‌شود.
موتورهای آسنکرون
یکی دیگر از انواع الکتروموتور AC، نوع آسنکرون است؛ درواقع، این نوع موتورها با سرعت سنکرون کار نمی‌کنند و همچنین سرعت روتور در آن‌ها در همه حالت کمتر از سرعت سنکرون است. پس در الکتروموتور آسنکرون به تحریک جداگانه روتور نیازی ندارید. این موتورها هم به چند نوع مختلف تقسیم می‌شوند که در ادامه به تعدادی از آن‌ها اشاره شده است:
- موتور القایی: این نوع موتور از اصل القای الکترومغناطیسی بین روتور و استاتور کار می‌کند. پرکاربردترین نوع الکتروموتور AC در صنایع است و به دو نوع قفس سنجابی و سیم‌پیچی‌شده تقسیم می‌شود.
- موتور القایی قفس‌سنجابی: روتور این نوع الکتروموتور القایی شبیه قفس سنجاب است؛ یعنی از میله‌های مسی که در هر دو انتها با استفاده از یک حلقه رسانا ساخته می‌شود. در این موتورها میله‌ها هیچ‌گونه اتصال الکتریکی با روتور ندارد.
- موتور با راه‌انداز خازنی: در این الکتروموتور از یک خازن سری به همراه سیم‌پیچ کمکی جهت تولید گشتاور اضافه در زمان راه‌اندازی استفاده می‌کند. زمانی که موتور به کمک یک کلید گریز از مرکز به سرعت سنکرون نزدیک شد، آن را قطع خواهد کرد.
- موتور کموتاتوری: در این الکتروموتور از مونتاژ جاروبک و کموتاتور جهت تامین برق روتور استفاده می‌شود. روتورهای موتور کموتاتوری از نوع سیم‌پیچی‌شده است.
- موتور سری AC: الکتروموتورها دارای دو نوع سیم‌پیچ شامل سیم‌پیچ استاتور و سیم‌پیچ آرمیچر هستند. زمانی که هر دو سیم‌پیچ به‌صورت سری به همدیگر وصل می‌شوند، موتور به‌عنوان سیم‌پیچ سری شناخته می‌شود. از این موتورها می‌توان با منبع تغذیه مستقیم و متناوب کار کرد.
- موتور سری اصلاح‌شده: شکل اصلاح‌شده موتوری سری AC است. در این نوع الکتروموتور سیم‌پیچ اضافی به‌صورت سری به سیم‌پیچ‌های میدان و آرمیچر اضافه می‌شود تا ترانسفورماتور حذف شود.
- موتور دفعی: یک نوع موتور تک فاز جریان متناوب است که ورودی AC تنها به سیم‌پیچ‌های استاتور یا میدان اعمال می‌شود. همچنین سیم‌پیچ‌های آرمیچر به کموتاتور وصل می‌شوند. یعنی هیچ‌گونه اتصال الکتریکی بین سیم‌پیچ‌های آرمیچر و میدان وجود ندارد.
- موتور با راه‌انداز دفعی: این الکتروموتور جریان متناوب، اصلاح‌شده موتور القایی قفس سنجابی است که از گشتاور راه‌اندازی بالا استفاده می‌کند. موتور با راه‌انداز دفعی دارای مکانیسم خاصی جهت راه‌اندازی است که در زمان شروع به‌کار یک جفت جاروبک اتصال کوتاه‌شده با زاویه به آن متصل می‌شود.
- موتور ریپالیسیونی: موتور Repulsion یک نوع موتور تک فاز است که بر اساس دفع قطب‌های مشابه کار می‌کند. علاوه‌بر استاتور و روتور دارای یک مجموعه براش کموتاتور است. روتور آن دارای یک سیم‌پیچ جریان مستقیم توزیع‌شده است که همانند یک موتور DC با براش‌های کربنی متصل به خود کموتاتور وصل می‌شود. هنگامی که مدار روتور کوتاه می‌شود، روتور با عمل ترانسفورماتور توان خود را از استاتور دریافت می‌کند. پس می‌توان گفت که اصل کار و عملکرد این نوع موتور دفع قطب‌های مشابه است.
مشخصات فنی موتور الکتریکی AC
موتورهای الکتریکی جریان متناوب به دلیل مشخصات فنی که دارد آن را به پرکاربردترین موتورها تبدیل کرده است. در ادامه چند مورد از مشخصات فنی الکتروموتور AC بررسی شده است:
- راندمان: الکتروموتور AC راندمان بسیار بالایی دارد و بدون گرم‌شدن بیش‌ازحد عملکرد بسیار عالی را ارائه می‌کند. عملکرد بی‌نقص آن موجب استفاده از آن در کاربردهای مختلف شده است. بر اساس تحقیق‌هایی که انجام شده است، حدود ۸۵ درصد از انرژی ورودی در الکتروموتور AC به انرژی مکانیکی تبدیل می‌شود.
- طول عمر: الکتروموتورهای جریان متناوب در شرایط بسیار سخت هم دوام بسیار خوبی دارند. در طول چندین سال کارکرد موتور، شاید بلبرینگ تنها عضوی باشند که به تعمیر ساده، آسان نیاز داشته باشند. الکتروموتور AC دارای دو عدد یاتاقان است که باید به‌صورت دوره‌ای روغن‌کاری شود.
- عملکرد بی‌صدا: این موتورهای الکتریکی سطح صدای بسیار آرامی دارند. برای محیط‌های تجاری و محل‌هایی که خدمات مختلف به مشتریان ارائه می‌شوند، الکتروموتور جریان متناوب گزینه بسیار عالی است.
- دسترسی: یکی از مشخصات فنی بسیار خوب موتورهای AC دسترسی آن است. هرگونه عملیات صنعتی دارای شرایط خاص خود است و به منابع مختلف انرژی و نیرو نیاز دارد. ازآنجایی‌که موتورهای جریان متناوب در اندازه و شکل‌های مختلف تولید می‌شوند، می‌توان به‌راحتی آن در هر موقعیتی نصب کرد. حتی شرکت سازنده می‌تواند آن را به‌صورت سفارشی طراحی کند.
- سازگاری: یکی دیگر از مشخصات عالی الکتروموتور AC سازگاری و انعطاف‌پذیربودن آن است. به‌عنوان‌مثال، برای روشن و خاموش کردن آن فقط از یک کلید استفاده می‌شود که سازگاری بالای آن را نشان می‌دهد.
- سادگی: یک موتور جریان متناوب فقط دارای یک بخش متحرک است که مزیتی عالی برای آن محسوب می‌شود. استاتور در آن برای موتورهای سنکرون و آسنکرون یکسان است. طراحی ساده موتورهای AC آن را کم‌هزینه، بی‌صدا و ماندگار کرده است.
- تنظیم سرعت: سرعت در موتور جریان متناوب با تغییر فرکانس ایجادشده به موتور کنترل می‌شود. پس اپراتور به راحتی می‌تواند سرعت را افزایش یا کاهش دهد. همچنین راه‌اندازی موتور بسیار آسان است و فقط با تحریک AC می‌توان این کار را انجام داد.
راهنمای خرید الکتروموتور AC
قیمت الکتروموتور AC به فاکتورهای متعددی بستگی دارد. یکی از فاکتورها برند تولیدکننده موتور است. اگر برند موتور در این زمینه خوش‌سابقه باشد، قطعا برای خرید محصولات آن باید هزینه بیشتری را پرداخت کنید. علاوه‌بر برند محصول، باید به مشخصات فنی الکتروموتور AC مانند نوع کارکرد، نحوه نصب، نوع خنک‌کاری، درجه حفاظت الکتروموتور، فریم سایز، ولتاژ ورودی، جریان ورودی، سرعت، ضریب قدرت، شرایط محیطی، راندمان را در نظر داشته باشید.
به‌عنوان‌مثال، الکتروموتورها چندین روش نصب شامل نصب با پایه، نصب با فلنج بزرگ، نصب با پایه و فلنج و نصب با فلنج بزرگ را دارد. هر یک از این روش‌های نصب دارای مزایا و معایب خاص خود هستند. شما در هنگام خرید الکتروموتور AC باید همه موارد را در نظر داشته باشید و با توجه به نیاز خودتان خرید را انجام دهید.
شرکت صنعت گستران سپید کاسپین (سپکا) با هدف ارائه خدمات فنی و پشتیبانی از صنایع مختلف فعالیت می‌کند. سپکا انواع محصولات را صنعتی را در اختیار مشتریان خود قرار می‌دهد. یکی از این محصولات، فروش الکتروموتور AC صنعتی است که آن را در اسرع‌وقت و با قیمت بسیار به‌صرفه در اختیار همه صنایع قرار می‌دهد. برای استعلام قیمت الکتروموتور AC و ثبت نهایی خرید می‌توانید با تیم سپکا تماس بگیرید.