الکتروموتور چیست؟
الکتروموتور
در ۱۸۸۲ نیکولا تسلا اصول میدان مغناطیسی دوار را پایه گذاری کرد و راه را برای استفاده از میدان دوار به عنوان یک نیروی مکانیکی باز کرد. در سال ۱۸۸۳ او از این اصول برای طراحی یک موتور القایی دو فاز استفاده کرد. در ۱۸۸۵ گالیلئو فراریس (Galileo Ferraris) مستقلاً تحقیقاتی را در این باره آغاز کرد و در ۱۸۸۸ نتایج تحقیقات خود را در قالب مقاله ای به آکادمی سلطنتی علوم در تورین ایتالیا ارائه داد.
حرکتی که نیکولا تسلا در ۱۸۸۸ آغاز کرد چیزی بود که امروزه برخی از آن به عنوان انقلاب صنعتی دوم یاد می کنند، چرا که این حرکت به تولید آسان تر انرژی الکتریکی و همچنین امکان انتقال انرژی الکتریکی در طول مسافت های طولانی انجامید. قبل از اختراع موتورهای جریان متناوب به وسیله تسلا موتورها به وسیله حرکت دائم یک هادی در میان میدان مغناطیسی ثابت به حرکت در می آمدند. تسلا به این نکته اشاره کرد که می توان کلکتورهای موتور را حذف کرد بطوریکه موتور به وسیله میدانی دوار به حرکت در آید. تسلا بعدها موفق به کسب حق امتیاز شماره ۰٫۴۱۶٫۱۹۴ ایالات متحده برای اختراع موتور خود شد. این موتور که در بسیاری از عکس های تسلا نیز هست نوع خاصی از موتور القایی بود.
در سال ۱۸۹۰ میخایل اسیبوویچ یک موتور سه فاز روتور قفسی اختراع کرد. این نوع موتور امروزه به طور وسیعی برای کاربردهای گوناگون استفاده می شود.
اصولا الکتروموتور یا موتور الکتریکی در انواع الکتروموتور معمولی (TEFC) و یا نوع دیگر آن یعنی الکتروموتور ضد انفجار و همچنین موتور کولری و از لحاظ برق مصرفی در دو نوع الکتروموتور تک فاز و الکتروموتور سه فاز ارائه می گردد.
راهنمای انتخاب صحیح الکتروموتور
الکترو موتور یا دینام یا موتور الکتریکی
انواع الکتروموتور
در زندگی پیشرفته ماشینی امروز انسانی پیدا نمی شود که با الکتروموتور یا موتور الکتریکی یا دینام برخورد نداشته باشد، گرچه ممکن است متوجه آن نباشد. به طور کلی هر کجا حرکتی در کار است، الکتروموتور یا موتور الکتریکی هم وجود دارد.
موتور DC
موتور سری
موتور موازی
موتور کمپوند
موتور خود تحریک
موتور مغناطیس دائم (PMDC)
موتور AC
موتور القایی
موتور سنکرون
موتورهای خاص
موتور پله ای
موتور DC بدون جاروبک
موتور هیسترزیسی
موتور رلوکتانسی
موتور اونیورسال
الکتروموتور یا موتور الکتریکی (Electric Motor)
الکتروموتور نوعی ماشین است که انرژی الکتریکی را به حرکت مکانیکی تبدیل می کند. ایده کلی بر این اساس است که وقتی که یک هادی حامل جریان الکتریسیته تحت اثر یک میدان مغناطیسی قرار می گیرد نیرویی بر روی آن هادی حامل جریان از سوی میدان مغناطیسی اعمال می شود. اغلب موتورهای الکتریکی دوار هستند. اما موتور خطی هم وجود دارند.
هر موتور الکتریکی دوار از دو بخش متحرک و محرک تشکیل شده است.که به بخش متحرک روتور و به بخش ثابت که معمولا درون موتور قرار دارد استاتور یا ایستانه نیز می گویند. در یک موتور الکتریکی، روتور به علت گشتاور ناشی از نیرویی ایجاد شده توسط میدان مغناطیسی در استاتور، به حول محور خود می چرخد. هر الکتروموتور بر اساس ساختارش توسط برق جریان مستقیم DC و یا جریان متناوب AC تغذیه می گردد.
نحوه انتخاب الکتروموتور
اولین نکته ای که در انتخاب یک الکتروموتور باید در نظر گرفته شود تکفاز یا سه فاز بودن ولتاژ برق محل نصب می باشد. الکتروموتورها بر اساس توان و دور و نحوه نصب انتخاب می شوند. در صورتیکه توان الکتروموتور مشخص نباشد، می توان با در نظر گرفتن گشتاور خروجی مورد نیاز، توان را مشخص نمود. توان الکتروموتور بر حسب کیلووات و گشتاور آن بر حسب نیوتن متر بیان می شود. دور الکتروموتور با توجه به دور نهایی دستگاه متحرک انتخاب می شود و معمولا ۹۰۰، ۱۴۰۰ یا ۲۹۰۰ دور در دقیقه می باشد. الکتروموتورها را می توان بر روی پایه نصب کرد. در صورتیکه الکتروموتور به صورت مستقیم به گیربکس یا هیدروموتور کوپل شود، باید در خروجی دارای فلنج باشد. فلنج می تواند با توجه به نیاز مشتری به صورت کوچک (B14) یا بزرگ (B5) تولید شود. باید توجه داشت که پوسته الکتروموتورها از جنس چدن یا آلومینیوم می باشد که با توجه به شرایط کاری و وزن مورد نیاز و میزان لرزش دستگاه انتخاب می شود.
متغیرهای انتخاب الکتروموتور
- سرعت
- گشتاورکارکرد
- ولتاژ
- فرکانس منبع تغذیه
محل کارکرد الکتروموتور
برای انتخاب الکتروموتور مناسب باید اطلاعات دقیقی از محل و محیط نصب الکتروموتور در دست باشد.
- حداکثر رطوبت محل کارکرد: %
- حداقل و حداکثر دمای محیط کارکرد: ⁰c
- ارتفاع محل کارکرد از سطح دریای آزاد: m
دمای محیط
طبق استانداردهای طبیعی، بازده موتور بر اساس دمای ۴۰ درجه محیط، توسط فروشندگان اعلاممی شود. اگر انتظار برود که درجه حرارت محیط برای مدت زمان طولانی بالا می ماند، آنگاه موتور باید از این نظر که آیا برای حفظ بازده مشخص در دمای بالاتر مناسب است یا نه بررسی شود، در غیر این صورت، باید عامل بار لازم برای دانستن بازده پیش بینی شده یواقعی در درجه حرارت بالاتر به کار گرفته شوند. به منظور حفظ بازده موتور در دمای بالاتر، بعنوان قدرت مورد نیاز تجهیزات حرکتی، ممکن است لازم باشد که برای جلوگیری از عوارض جانبی ناشی از کاهش رتبه قدرت موتور، اندازه فریم بزرگ تری برای موتوری با همان رتبه انتخاب شود.
ارتفاع از سطح دریا
بازده های موتور استاندارد توسط تولید کنندگان برای ارتفاع سایتی (محل مورد نظر) تا ۱۰۰۰ متر مشخص شده است. برای ارتفاعات بیش از ۱۰۰۰ متر، رتبه بندی موتور باید از نظر مناسب بودن برای حفظ بازده مشخص مورد بررسی قرار گیرد، در غیر اینصورت، عامل مدت زمان باید برای دانستن بازده واقعی پیش بینی شده در ارتفاع بالاتر به کار گرفته شود. معیار انتخاب موتور، همان معیاری است که برای درجه حرارت بالاتر محیط ارائه شده است.
متغیرهای قابل محاسبه در الکتروموتورها
اولین مرحله دور موتور الکتروموتور یا سرعت کارکرد
سرعت یا دور الکتروموتورهای القایی قابل تغییر و تنظیم نمی باشد. برای کاهش دور موتور متناسب با سرعت مورد نیاز برای دستگاه و همچنین افزایش گشتاور از گیربکس می شود، که تعیین صحیح نسبت کاهش دور گیربکس با در نظر گرفتن سرعت موتور ضروری است.
دومین مرحله محاسبه گشتاور
در یک موتور الکتریکی القایی تک فاز، همیشه گشتاور در شروع حرکت کمتر از گشتاور نامی است، به همین دلیل سرعت براساس گشتاور شروع کار موتور انتخاب می گردد، که این باعث می شود سرعت حقیقی از سرعت نامی تجاوز نماید. در طراحی الکتروموتورها همیشه این مسئله را باید در نظر داشت که در حالت کارکرد با سرعت یا دور نزدیک به دور نامی، کمترین مقدار افزایش دما را داشته باشند.
به عنوان یک توصیه مشترک می‌توان برای انواع موتورهای الکتریکی، استفاده از ترمز الکترومغناطیسی برای هر نوع الکتروموتوری که کارکرد آن به صورت عمودی است را به منظور نگه داشتن نیروی موجود زمانی که الکتروموتور خاموش است، در نظر داشت.
علاوه بر روند انتخاب، محاسبه صحیح و دقیق سرعت، گشتاور و اینرسی بر اساس الزامات حرکت و مکانیسم نیز بسیار مهم است، که این محاسبات نیاز به زمان و تجربه کافی دارند.