آشنایی با الکترو موتور ها و معرفی انواع تک فاز و سه فاز

ایمن داتیس آسیا » مقالات » الکتروموتور و کاربردهای آن در صنعت

الکترو موتور ها، به عنوان دستگاه‌هایی هستند که انرژی الکتریکی را به انرژی مکانیکی تبدیل می‌کنند و همچنین نقش بسیار مهمی در صنعت و سایر حوزه‌های کاربردی دارند. این دستگاه‌ها از تکنولوژی‌های پیشرفته و متنوعی استفاده می‌کنند و قابلیت انتقال قدرت بالا، کارایی بالا و کاربردهای گسترده‌ای را فراهم می‌کنند. در این مقاله، به بررسی الکتروموتورها و کاربردهای آن‌ها در صنعت می‌پردازیم.

معرفی الکترو موتور

الکترو موتورها دستگاه‌هایی هستند که با استفاده از اصول الکترومغناطیسی، انرژی الکتریکی را به انرژی مکانیکی تبدیل می‌کنند. آن‌ها شامل قطب‌ها، پیچ‌های قوی و روتور است و به دو دسته الکتروموتورهای DC و الکتروموتورهای AC تقسیم می‌شوند.

همانطور که ذکر شد، الکترو موتور ها انرژی الکتریکی را به انرژی مکانیکی تبدیل می کنند. انرژی الکتریکی تامین شده به وسیله‌ی جریان الکتریکی درون سیم پیچ با میدان مغناطیسی ارتباط دارد. این مکانیزم منجر به حرکت گشتاور شده و در نهایت انرژی مکانیکی تولید می شود. تفاوت الکترو موتور و دینام در انرژی ورودی و خروجی آنها می‌باشد. آلترناتور یا دینام ها انرژی مکانیکی مانند جریان آب و باد را دریافت و انرژی الکتریکی حاصل عملکرد آنها ست در صورتی که الکترو موتور ها انرژی الکتریکی را دریافت کرده و انرژی مکانیکی را تولید می کنند.

الکتروموتور های جریان مستقیم یا DC

این نوع از موتورهای الکتریکی Direct Current با استفاده از منبع تغذیه DC عمل می نمایند. الکترو موتور های DC به دو دسته بدون جاروبک Brucshless و با جاروبک Brushed تقسیم بندی می شوند. در شرایطی که موتورهای DC حاوی جاروبک باید به یک منبع تغذیه DC متصل باشند ولی موتورهای بدون جاروبک به سنسوری نیاز دارند تا جهت چرخش قطب های مغناطیسی روتورها و مدار درایو را تعیین کند تا زمانی که بتواند جریان مناسب را تامین نماید.

الکترو موتور های جریان متناوب یا AC

موتور الکتریکی (Alternative Current) AC توسط یک منبع تغذیه AC شروع به کار می کنند و به دسته هایی با توجه به اینکه این منبع تغذیه سه فاز یا تک فاز باشد تقسیم بندی می شوند. موتورهای تک فاز اغلب به موتورهای خازنی معروف هستند به این علت که از یک خازن جهت حرکت گشتاور استفاده می کنند. همچنین موتورهای قطب سایه دار نیز نوع دیگری هستند که از یک کویل یا سیم پیچی اضافی به نام کویل سایه دار (Shading Coil) استفاده می‌کنند. از الکتروموتورهای ac غالبا در تجهیزاتی که با ولتاژ و جریان بالا کار می‌کنند استفاده می‌شود. در بعضی اوقات می‌توان الکتروموتورهای سه فاز را با برق تک فاز راه‌اندازی نمود. باید توجه کرد که برای راه‌اندازی الکتروموتور سه فاز با برق تکفاز AC رعایت نکات زیر ضروری است.

1- عدم استفاده در الکتروموتورهای بیش از ۲ کیلو وات

2- الکترو موتور باید نشان ستاره یا مثلث و 220 ولت روی پلاک آن باشد.

کاربردهای الکتروموتور ها در صنعت

خودروسازی: در خودروهای الکتریکی و هیبریدی استفاده می‌شوند و نقش مهمی در انتقال قدرت و حرکت خودرو دارند.

صنایع فلزی: در ماشین‌آلات فلزی مانند پرس‌ها، تراش‌ها و برش‌ها، الکتروموتورها برای انتقال قدرت و حرکت استفاده می‌شوند.

صنایع پتروشیمی و نفت: در کمپرسورها، انواع پمپ‌های الکتریکی و همچنین واحدهای پردازشی نفت و گاز کاربرد دارند.

صنعت معدن: در ماشین‌آلات استخراج مواد معدنی مانند سنگ‌شکن‌ها، آسیاب‌ها و تراکتورهای معدنی استفاده می‌شوند.

صنعت آب و فاضلاب: در پمپ‌های آب، تصفیه‌خانه‌ها، ایستگاه‌های پمپاژ و تجهیزات صنعتی مرتبط با آب و فاضلاب استفاده می‌شوند.

صنعت غذایی: در ماشین‌آلات تولید مواد غذایی مانند میکسرها، خمیرزن‌ها و کنترلرهای صنعتی، الکتروموتورها استفاده می‌شوند.

صنعت الکترونیک: در ماشین‌آلات الکترونیکی مانند ربات‌ها، دستگاه‌های خودکار و ماشین‌آلات دقیق، الکتروموتورها به کار می‌روند.

صنعت نساجی: در دستگاه‌های نساجی مانند ماشین‌های جت، پرزها و ماشین‌های بافندگی، الکتروموتورها به کار می‌روند.

مزایای الکترو موتور ها

کارایی بالا: الکتروموتورها به طور کلی دارای کارایی بالا هستند و توانایی تبدیل بهینه انرژی الکتریکی به انرژی مکانیکی را دارند.

قدرت و کاربرد چندمنظوره: الکتروموتورها به دلیل قدرت و کاربرد چندمنظوره، در انواع صنایع و برنامه‌های کاربردی مختلف قابل استفاده هستند.

کنترل و عملکرد دقیق : با استفاده از سیستم‌های کنترلی پیشرفته، الکتروموتورها قابلیت کنترل و عملکرد دقیق را دارند.

سازگاری با محیط زیست: الکتروموتورها در مقایسه با سایر موتور های قدرت مانند موتورهای دیزل یا بنزین، کمترین آلاینده‌ها را تولید می‌کنند و به عنوان یک گزینه مناسب تر در صنعت مورد توجه قرار می‌گیرند.

عمر مفید بالا: با نگهداری و مراقبت مناسب، الکترو موتور ها می‌توانند عمر مفید طولانی داشته باشند، که باعث صرفه‌جویی در هزینه‌های نگهداری و تعمیرات می‌شود.

سادگی و قابلیت استفاده: به طور کلی دارای ساختار ساده‌ای هستند و همچنین قابلیت استفاده و عملکرد آن‌ها بسیار آسان است.

الکتروموتور ها و معرفی انواع تک فاز و سه فاز

الکتروموتورها به دو دسته تک‌فاز و سه‌فاز تقسیم می‌شوند و هر یک دارای ویژگی‌ها و کاربردهای خاص هستند که در ادامه، به معرفی این دو نوع الکتروموتور می‌پردازم:

الکترو موتور های تک‌فاز

الکتروموتورهای تک‌فاز برای کاربردهای خانگی و کوچک تر استفاده می‌شوند. آن‌ها دارای یک خروجی تک‌فاز با ولتاژ و جریان متناوب هستند. این نوع الکتروموتورها عموماً دارای قدرت کمتری نسبت به الکتروموتورهای سه‌فاز هستند و برای کاربردهایی نظیر پمپ‌های آب، فن‌ها، لوازم برقی خانگی استفاده می‌شوند الکتروموتورهای تک‌فاز به علت ساختار ساده و استفاده آسان، بسیار رایج و پرکاربرد هستند.

کاربرد:

کاربردهای خانگی:

در ابزارها و ماشین‌آلات خانگی مانند پمپ‌های آب، فن‌ها، ماشین‌های خردکننده، ماشین‌های خیاطی و دستگاه‌های آشپزی استفاده می‌شوند.

کاربردهای تجاری:

در فروشگاه‌ها، رستوران‌ها و مغازه‌ها برای انواع دستگاه‌های سردخانه، آسانسورها و پمپ‌های کوچک استفاده می‌شوند.

الکتروموتور های سه‌فاز

الکتروموتورهای سه‌فاز برای کاربردهای صنعتی و بزرگتر استفاده می‌شوند. آن‌ها دارای سه خروجی فاز با ولتاژ و جریان متناوب هستند. الکترو موتور های سه‌فاز دارای قدرت بالاتری نسبت به الکتروموتورهای تک‌فاز هستند و برای کاربردهایی نظیر پمپ‌های صنعتی، کمپرسورها، ماشین آلات تولیدی، نوار نقاله‌ها و ماشین‌آلات سنگین مورد استفاده قرار می‌گیرند. الکتروموتورهای سه‌فاز به دلیل کارایی بالا، قابلیت کنترل بهتر و همچنین قدرت بیشتر، در صنعت به طور گسترده ‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرند.

کاربرد:

صنایع فلزی: در ماشین‌آلات صنایع فلزی مانند پرس‌ها، تراش‌ها، برش‌ها، آسیاب‌ها و دستگاه‌های فرم‌دهی استفاده می‌شوند.
صنعت نفت و گاز: در کمپرسورها، پمپ‌ها، فن‌ها و دستگاه‌های پردازشی استخراج نفت و گاز به کار می‌روند.
صنعت معدن: در ماشین‌آلات استخراجی معدنی مانند سنگ‌شکن‌ها، آسیاب‌ها، تراکتورهای معدنی و نوار نقاله‌ها استفاده می‌شوند.
صنایع شیمیایی: در مخازن مختلف، خمیرزن‌ها، میکسرها و تجهیزات پمپاژ مواد شیمیایی به کار می‌روند.
صنایع آب و فاضلاب: در پمپ‌های آب، تصفیه‌خانه‌ها، ایستگاه‌های پمپاژ و تجهیزات صنعتی مرتبط با آب و فاضلاب استفاده می‌شوند.

الکترو موتور های سه‌فاز

استاتور شامل چندین قطعه باریک آلومنیوم یا آهن سبک است. این قطعات به شکل یک سیلندر تو خالی به هم منگنه و محکم شده اند. سیم پیچ هایی از سیم روکش دار در این شیارها جاسازی شده اند. هر گروه پیچه با هسته ای که آن را فرا گرفته یک آهنربای مغناطیسی (با دو پل) را برای کار کردن با تغذیه AC شکل می دهد. تعداد قطب های یک موتور AC به اتصال درونی پیچه های استاتور بستگی دارد. پیچه های استاتور مستقیما به منبع انرژی متصل می باشند. آنها به صورتی متصل اند که با برقراری تغذیه AC یک میدان مغناطیسی چرخنده تولید می شود.

مزیت‌های الکتروموتور های سه‌فاز در صنعت

کارایی بالا: الکتروموتورهای سه‌فاز، به دلیل توزیع یکنواخت جریان و توان بین سه فاز، کارایی بالاتری نسبت به الکتروموتورهای تک‌فاز دارند. این به معنای بهره‌وری بالا و کاهش انرژی هدررفت شده است.
قدرت بالا: الکتروموتورهای سه‌فاز دارای قدرت بیشتری نسبت به الکتروموتور تک‌فاز هستند. این قدرت بیشتر به صنایعی که نیاز به حرکت سریع و قدرتی بالا دارند، امکان اجرای موثرتری را می‌دهد.
استفاده آسان: الکتروموتورهای سه‌فاز با ساختار ساده و استفاده آسان، مناسب برای صنایع مختلف هستند. آن‌ها بدون نیاز به اجزای پیچیده‌ای مانند کونتاکتورها و کنترلرهای اضافی قابل استفاده هستند.
عمر مفید بالا: الکتروموتورهای سه‌فاز، به دلیل ساختار ساده و کمترین تعداد قطعه متحرک، عمر مفید بالاتری نسبت به الکتروموتورهای تک‌فاز دارند. این موضوع به معنای کاهش هزینه‌های نگهداری و تعمیرات است.
کنترل دقیق: الکتروموتورهای سه‌فاز، با استفاده از سیستم‌های کنترلی پیشرفته، امکان کنترل دقیق پارامترهای مانند سرعت، جریان و توان را فراهم می‌کنند. این قابلیت مهم در برخی صنایع مانند خطوط تولید و رباتیک استفاده می‌شود.

استاتور چیست؟

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. استاتور شامل چندین قطعه باریک آلومنیوم یا آهن سبک ساخته شده است. این قطعات به شکل یک سیلندر تو خالی به هم منگنه و محکم شده اند. سیم پیچ هایی از سیم روکش دار در این شیارها تعبیه شده اند. هر دسته از پیچه ها با هسته ای که آن را فرا گرفته است یک آهنربای مغناطیسی (با دو پل) را برای کار کردن با تغذیه AC تشکیل می دهد. تعداد قطب های یک موتور AC به اتصال درونی پیچه های استاتور وابسته است. پیچه های استاتور مستقیما به منبع انرژی متصل هستند. در واقع به شکلی متصل هستند که با برقراری تغذیه AC یک میدان مغناطیسی چرخنده تولید می شود.

مقاله پیشنهادی: مونو پمپ چیست و چه کاربردی دارد؟

روتور چیست؟

روتور از چندین قطعه مجزای باریک فولادی که در بین آنها میله هایی از جنس مس یا آلومنیوم تعبیه شده ساخته شده است. در متداول ترین نوع از انواع روتور ها (روتور قفس سنجابی) این میله ها در انتهای خود به شکل الکتریکی و مکانیکی توسط حلقه هایی به یکدیگر متصل شده اند. تقریبا نود درصد از الکتروموتورها دارای روتور قفس سنجابی هستند به این دلیل که این نوع روتور ساختی مستحکم و ساده دارد. این روتور از هسته ای چند تکه استوانه ای با محوری که شکافهای موازی برای جادادن رساناها درون آن دارد تشکیل شده است.

هر شکاف یک میله از جنس مس یا آلومنیوم یا آلیاژی را شامل می شود. در این میله ها به طور دائمی توسط حلقه های انتهایی آنها مدار کوتاه برقرار است. به این علت که این نوع مونتاژ درست شبیه قفس سنجاب است، این نام برای روتور انتخاب شده است. میله ای روتور دقیقا با محور موازی نیستند. در عوض به دو دلیل مهم قدری مایل نصب می شوند.

موتور با کاهش صوت مغناطیسی بدون صدا کارکرده و برای آنکه از هارمونیک ها در شکاف ها کاسته شود.
گرایش روتور به هنگ کردن کمتر شود. دندانه های روتور به خاطر جذب مغناطیسی مستقیم (محض) تلاش می کنند که در مقابل دندانه های استاتور باقی بمانند. این اتفاق هنگامی می افتد که تعداد دندانه های روتور و استاتور برابر باشند.

نتیجه

همان طور که گفتیم به طور خلاصه الکتروموتور ها به عنوان دستگاه‌هایی که انرژی الکتریکی را به انرژی مکانیکی تبدیل می‌کنند، در صنعت و کاربردهای مختلف بسیار مهم هستند.

با توجه به مزایا و قابلیت‌های آن‌ها، استفاده بهینه و مدیریت صحیح از الکتروموتورها می‌تواند منجر به بهره‌وری بالا، کاهش هزینه‌ها و حفاظت از محیط زیست شود. با رشد فناوری و همچنین بهبود عملکرد الکترو موتور ها، انتظار می‌رود کاربردهای آن‌ها در آینده نیز بهبود یابد.

بوستر پمپ آتش نشانی, بوسترپمپ آبرسانی, پمپ, پمپ صنعتی

چگونه می توان موتور سه فاز را با برق تک فاز راه اندازی کرد؟

برای این که بتوان از اینورتر تک فاز به سه فاز استفاده کرد. البته این این کار تا توان 4 اسب قابل اجرا است.

شاخصه های الکتریکی مهم انواع الکتروموتور چیست؟

ولتاژ کار، توان، فرکانس، آمپراژ و تعداد دور در دقیقه شاخصه های مهم انواع الکتروموتورهامی‌باشد.

مشخصات فنی الکتروموتور ها چیست؟

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 900، 1400 یا 2900 دور در دقیقه می باشد.

الکتروموتور خطی چیست؟

یک موتور خطی اساسا یک موتور الکتریکی است که از حالت دوار در آمده تا بجای اینکه یک گشتاور گردشی تولید کند، یک نیروی خطی توسط ایجاد یک میدان الکترومغناطیسی سیار در طولش، بوجود آورد. الکتروموتورهای خطی اغلب الکتروموتورهای القایی یا پله ای هستند.

مقاله پیشنهادی :

موتور آب (موتور پمپ آب) چیست؟

شرکت ایمن داتیس آسیا با اتکا بر دانش روز، فعالیت مستمر و با همکاری نیروهای فوق تخصص، هم اینک در زمره شرکت های برتر بخش خصوصی در زمینه صنعت ایمنی و آتش نشانی شناخته می شود. این مجموعه همواره در تلاش است که به صورت مستمر و پویا در گسترش زیرساخت های ایمنی و آتش نشانی کشور عزیزمان ایران ایفای نقش نموده و در راستای تحقق اهدافی همچون توسعه و صنعتی سازی فناوری های نوین گام هایی بزرگ بردارد.