موتور الکتریکی 3فاز تهویه تونل-سری S


موتور الکتریکی چیست؟

به شکل دقیق درواقع باید گفت موتور الکتریکی نوعی از ماشین الکتریکی است؛ امّا ماشین الکتریکی چیست؟ ماشین الکتریکی (به انگلیسی: Electric machine) یک نام کلی برای دستگاهی است که انرژی مکانیکی را به انرژی الکتریکی یا برعکس تبدیل می‌کند یا سطح ولتاژ جریان متناوب را به سطح دیگری از ولتاژ تغییر می‌دهد.
در واقع هر وسیله‌ای که انرژی الکتریکی و مکانیکی را به هم تبدیل کند ماشین الکتریکی است حال اگرانرژی الکتریکی به مکانیکی تبدیل شود به آن وسیله «موتور» می‌گوییم، اگرانرژی مکانیکی به  الکتیریکی تبدیل شود نام آن «ژنراتور» است. در این میان گاهی در متون علمی منظور از ماشین الکتریکی نوع خاص آن یعنی موتور الکتریکی است که کاربرد بیشتری دارد.

اجزای موتورهای الکتریکی

یک موتور الکتریکی به شکل ساده از اجزای زیر تشکیل شده است:

  • آرمیچر
  • ذغال هادی
  • سوییچ (برای تغییر جهت برق)
  • محور اصلی
  • آهنربا
  • منبع برق مستقیم

برای ساختن موتور الکتریکی کار سختی پیش رو ندارید، کافیست دو میله آهنربا را خم کرده و بهم وصل کنید به طوری که دو قطب N و S روبه‌روی هم قرار گیرند، سپس یک الکترومغناطیس (مثلاً میخ سیم پیچی شده) را به دقت بین آن‌ها قرار دهید، موتور الکتریکی شما آماده است. در موتورهای الکتریکی پیشرفته‌تر اجزا تشکیل دهنده موتور الکتریکی عبارتند از:

  • روتور: در یک موتورالکتریکی روتور بخش درحال حرکت است که با چرخاندن شفت یا شافت توان را تحویل می‌دهد.
  • استاتور: بخش ثابت و بدون حرکت موتور الکتریکی است که معمولاً دارای سیم پیچ یا آهنربای دائمی است.
  • فاصله هوایی: شکاف بین استاتور و روتور است که نباید زیاد باشد زیرا تاثیر منفی در عملکرد موتور می‌گذارد.
  • سیم پیچ: سیم‌هایی که به شکل کلاف بسته شده‌اند و تشکیل قطب مغناطیسی می‌دهند.
  • کموناتور: قطاع‌های رینگ‌های لغزشی که از یکدیگر و از شفت عایق شده‌اند و مکانیسیمی برای تغییر ورودی ماشین‌های الکتریکی هستند.
  • تغذیه موتور
  • کنترل موتور

توضیحات: در ابتدا تصور این بود که الکتریسیته و مغناطیس دو پدیده جدا از هم هستند. امّا در قرن نوزدهم ماکسول ثابت کرد تعامل بارهای مثبت و منفی توسط یک نیرو صورت می‌گیرد، پس باورهای قدیمی از میان رفت. چهار اثر عمده ناشی از تداخل این دو وجود دارد که به وضوح توسط آزمایش‌ها نشان داده شده‌اند:

  • نیروی الکتریکی جذب یا دفع‌کننده بارها متناسب با معکوس مربع فاصله آن‌ها است.
  • قطب‌های مغناطیسی همیشه به صورت جفت توسط خطوط میدان مغناطیسی به هم متصل می‌شوند؛ قطب شمال مغناطیسی به قطب جنوب مغناطیسی متصل است.
  • جریان الکتریکی در سیم حامل جریان، میدان مغناطیسی دایره‌ای اطراف سیم ایجاد می‌کند، که جهت آن وابسته به جهت جریان است.
  • هنگامی که یک حلقه سیم به سمت میدان مغناطیسی حرکت کند یا از آن دور شود، یا اینکه میدان مغناطیسی به سمت حلقه نزدیک یا از آن دور شود، در حلقه جریان برقرار می‌شود و جهت آن وابسته به جهت حرکت است.


موتور الکتریکی چگونه کار می‌کند؟

در بخش اجزای موتور الکتریکی گفتیم که یک الکترومغناطیس اگر بین آهنربا قرار گیرد به دلیل قوانین ماکسول حرکت می‌کند، حال در موتورهای پیشرفته‌تر به جای قرار دادن یک میخ سیم‌پیچی شده از آرمیچر استفاده می‌شود؛ آرمیچر، الکترومغناطیسی است که با پیچاندن سیم حول دو یا چند میله فلزی، ساخته می شود. سیم پیچی در آرمیچر طوری ساخته شده است که حول محور عمودی قطع شود. 

اغلب موتور‌های الکتریکی بر اساس اصول «الکترومغناطیس» (electromagnetism) به حرکت درمی‌آیند، ولی برخی موتورها که بر اساس دیگر «پدیده‌های الکترو مکانیکی» (electromechanical phenomena) مانند «نیروی الکترو استاتیک» (electrostatic force) و «اثر پیزو الکتریک» (piezoelectric effect) کار می‌کنند، نیز وجود دارند. 

اصل اساسی در موتورهای الکترومغناطیسی این است که به سیم‌های حامل جریان الکتریکی در داخل «میدان مغناطیسی» (magnetic field) نیروی مکانیکی اعمال می‌شود. این نیرو در «قانون نیروی لورنتز» (Lorentz force law) بیان شده است. با استفاده از قانون دست راست می‌توان جهت نیرو را تعیین کرد برای این منظور کافیست چهار انگشت دست راست خود را درجهت جریان قرار دهید به طوری که وقتی چهار انگشت خود را خم می‌کنید به سمت میدان مغناطیسی خم شود، اصطلاحاً می‌گوییم خمش در جهت میدان در این حالت انگشت شصت شما جهت نیرو را نشان می‌دهد.

الکتروموتور سه فاز چیست؟

الکتروموتور سه فاز به موتور های الکتریکی گفته می شود که بر خلاف الکتروموتور تکفاز که تنها از فاز و نول برای کارکرد بهره می گیرد، باید برای ایجاد نیروی مکانیکی به برق سه فاز متصل شود. این نوع الکتروموتور، برای ایجاد نیروی مغناطیسی چرخان مورد نیاز، از اختلاف فاز موجود بین سه فاز تغذیه مجزا کمک می گیرد. همانطور که می دانید، الکتروموتور از روتور و استاتو تشکیل می شود. روتور که بخش دوار می باشد، از یک هسته ی مسی تشکیل شده و سیم پیچ ها روی آن پیچیده می شوند. میدان مغناطیسی دوار، باعث القای الکترومغناطیس در روتور می شود و نهایتا جریان الکتریکی را ایجاد می نماید. به دنبال ایجاد شدن جریان الکتریکی در الکتروموتور سه فاز، الکتروموتور در جهت میدان مغناطیسی متعادل به گردش در آمده و نیروی مکانیکی به وجود می آورد.

علت استفاده از الکتروموتور سه فاز در بیشتر صنایع

از آنجایی که الکتروموتور سه فاز، از سه فاز R، S، T برای عملکرد استفاده می کند، در نتیجه قادر است توان بیشتری نسبت به الکتروموتور تکفاز ایجاد نماید. این نوع الکتروموتور ها را از توان های بسیار پایین (۱ اسب) تا توان های بسیار بالا (چند صد اسب) طراحی و تولید می کنند. همچنین بیشتر الکتروموتور های سه فاز، از نوع قفس سنجابی می باشند و با برخورداری از ویژگی هایی همچون کاربرد آسان، قیمت مقرون به صرفه، هزینه بهره برداری کم و استحکام مناسب و ظاهری مناسب از نظر طراحی، در بسیاری از صنایع بیشتر از سایر موتور های الکتریکی به کار برده می شوند.

انواع الکتروموتور سه فاز

با توجه به کاربرد های خاص، الکتروموتور سه فاز در مدل های مختلفی نظیر  الکتروموتور سه فاز DC، الکتروموتور AC، الکتروموتور سه فاز یونیورسال، موتورهای القایی، الکتروموتور سه فاز پله ایی، موتور های خطی و در توان های مختلفی تولید می شوند.

کاربرد الکتروموتور سه فاز

الکتروموتور سه فاز یکی از انواع پرکاربرد الکتروموتور محسوب می شود و می توان از آن در بسیاری از صنایع نظیر صنایع خودروسازی، صنایع غذایی، دارویی، فولاد، کشاورزی و معادن، همچنین در صنایعی مانند صنایع نفت، گاز و پتروشیمی و صنایع دریایی و … استفاده کرد.

عوامل تاثیر گذار بر سرعت الکتروموتور سه فاز

در یک الکتروموتور سه فاز، این فرکانس است که در تغییرات سرعت دخیل می باشد. میزان گشتاور در این موتور های الکتریکی نیز ناشی از لغزش دینام سه فاز و اختلاف سرعت بین روتور و میدان دوار القا شده روی استاتور می باشد. در الکتروموتور های سه فاز AC، در صورتیکه سیم پیچ های مختلف با قطب های مختلف استاتور موجود باشند، می توان سرعت را تغییر داد. اما در نوع القایی این موتورها، برای تغییر سرعت، می بایست میزان فرکانس منبع تغذیه را تغییر داد.