کاربردهای الکتروموتور
الکتروموتورها، تقریبا در همه‌ی صنایع کاربرد دارند. هر جایی که نیاز به تبدیل نیروی الکتریکی به نیروی مکانیکی باشد، از الکتروموتورها استفاده می‌شود. اما الکتروموتورها، انواع مختلفی دارند که هر کدام مناسب شرایط خاصی هستند. به طور کلی، الکتروموتورها را می‌توان مانند شکل زیر تقسیم‌بندی کرد:
موتورهای AC
موتورهای AC، در بسیاری از ویژگی‌ها، دارای انعطاف‌پذیری بالایی هستند (از جمله کنترل سرعت) و نسبت به موتورهای DC، جای بیشتری برای نصب نیاز دارند. برخی از مزایای اساسی موتورهای AC عبارتند از:
- نیاز به نیروی کمتر برای شروع کار
- شتاب کنترل‌شده
- قابلیت تنظیم سرعت عملیات
- قابلیت کنترل جریان هنگام شروع
- محدودیت گشتاور قابل تنظیم
- اختلال‌های کمتر
انواع موتورهای AC عبارتند از:
همزمان
در این نوع از موتورها، چرخش روتور، با فرکانس جریان برق همگام است. بنابراین تحت فشار بارهای مختلف، سرعت چرخش ثابت می‌ماند. بنابراین در شرایطی که انتقال اجسام با سرعت ثابت اهمیت دارد، از این نوع موتور استفاده می‌شود. همچنین در شرایطی که دقت بالا مورد نیاز است (مانند صنایع روباتیک)، استفاده از این نوع موتورها می‌تواند مفید واقع شود.
القایی
این نوع از موتورها از القای الکترومغناطیسی به دست‌آمده از میدان مغناطیسی استاتور استفاده می‌کنند تا نیروی مورد نیاز چرخش روتور و در نتیجه گشتاور ایجاد کنند. این نوع موتورها، رایج‌ترین موتورهای مورد استفاده در صنایع هستند. موتورهای تک‌فاز این نوع موتور، برای بارهای سبکتر مثل لوازم خانگی مورد استفاده قرار می‌گیرند. موتورهای سه‌فاز نیز در کاربردهای صنعتی مثل کمپرسور، پمپ و سیستم‌های حمل یا بالابر استفاده می‌شوند.
موتورهای DC
موتورهای DC اولین نسل‌های موتور بودند که در سیستم‌های الکتریکی به کار گرفته شدند. هزینه‌ی راه‌اندازی اولیه‌ی این موتورها، نسبت به موتورهای DC پایینتر است، اما وقتی قدرت مورد نیاز، بالا باشد، هزینه‌ی تعمیر و نگهداری بیشتری دارند که باید به آن توجه شود. سرعت این موتورها، با تغییر ولتاژ برق وارده، تغییر می‌کند. برخی از مزایای این نوع موتورها، عبارتند از:
- نصب آسان
- قابلیت کنترل سرعت در طیفی گسترده
- آغاز، توقف، عکس و شتاب سریع
- گشتاور آغازین بالا
- منحنی سرعت-گشتاور خطی
موتورهای DC استفاده‌ی فراوانی، از ابزار و ماشین‌آلات کوچک تا بالابرهای صنعتی دارند. دو نوع رایج این موتورها عبارتند از:
خاردار
این نوع موتورها، از مدل‌های سنتی موتورها هستند و معمولا در شرایطی استفاده می‌شوند که هزینه اهمیت زیادی داشته باشد. وقتی استفاده از این موتورها توصیه می‌شود که سیستم کنترل ساده‌ای داشته باشیم، مانند استفاده‌های خانگی و تجهیزات صنعتی ساده. این مدل از موتورها، انواع مختلفی دارند:
- سری: در این موتورها، میدان‌های مغناطیسی، به صورت سری به هم متصل هستند و کنترل سرعت به وسیله‌ی تغییر ولتاژ ورودی انجام می‌گیرد. کنترل سرعت در این نوع موتورها ضعیف است و با افزایش گشتاور وارده به موتور، سرعت کاهش می‌یابد. کاربرد این موتورها در اتومبیل، بالابرهای صنعتی و جرثقیل‌ها می‌باشد.
- شنت: این نوع موتور، فقط یک منبع برق دارد و میدان‌های مغناطیسی، به صورت موازی با روتور نصب شده است. با افزایش جریان برق موتور، بدون کاهش سرعت، گشتاور بالاتری تولید می‌شود. این نوع موتورها، گشتاور آغازین متوسط، با سرعت ثابت دارند و بنابراین برای استفاده در جاروبرقی‌ها، ماشین‌های تراش، نقاله‌های حمل و و خردکننده‌های صنعتی مناسب می‌باشند.
- مرکب: این نوع موتور، ترکیبی از سری و شنت می‌باشد. به نحوی که قطب‌های شنت به گونه‌ای تنظیم می‌شوند که میدان‌های مغناطیسی، به صورت سری قرار گیرند. این مدل، دارای گشتاور آغازین بالا است و در صورتی که تفاوت بار اندک باشد، بدون اختلال کار می‌کند. این نوع موتور در کمپرسورهای قابل رانندگی، پمپ‌های سانتریفیوژ چندسر، اره‌های دایره‌ای، ماشین‌های برش و آسانسورها استفاده می‌شود.
- آهنربای ثابت: همانگونه که از نامش مشخص است، این نوع موتورها، به جای آهنربای الکتریکی، از یک آهنربای ثابت استفاده می‌کنند. این موتورها در جاهایی که کنترل بسیار دقیق و گشتاور پایین ضروری است، مورد استفاده هستند. مانند صنایع رباتیک.
بدون خار
موتورهای بدون خار، برخی معایب موتورهای خاردار (مانند طول عمر پایین در صورت استفاده‌ی مستمر) را پوشش می‌دهند. این نوع موتورها، ساختار مکانیکی ساده‌تری نیز دارند. موتورهای بدون خار، از سنسورهای اثر هال استفاده می‌کنند تا جایگاه روتور را تشخیص دهند و با استفاده از این سنسورها می‌توانند با دقت بالایی جریان برق موتور و در نتیجه سرعت را کنترل کنند.
از مزایای این تکنولوژی می‌توان به طول عمر بیشتر، نیاز به تعمیرات کمتر و کارآیی بالا (۸۵-۹۰٪) اشاره کرد. البته این موتورها معایبی چون هزینه‌ی اولیه‌ی بالاتر و سیستم کنترل پیچیده دارند. کاربرد این موتورها بیشتر در جاهایی همچون فن‌ها، پمپ‌ها و کمپروسورهایی است که قابلیت اتکای بالایی مورد نیاز است.
