موتور الکتریکی یکی از رایج ترین ماشین های الکتریکی است که در انواع مختلفی از دستگاه های الکترونیکی یافت می شود. وسایل مختلفی مانند پنکه، مخلوط کن، اسباب بازی های متحرک و جاروبرقی در خانه هستند که با موتور الکتریکی کار می کنند.
منظور از موتور الکتریکی چیست؟
موتورهای الکتریکی نوعی ماشین الکتریکی هستند که برای تولید انرژی جنبشی، از انرژی الکتریکی استفاده می کنند. از انرژی جنبشی می توان برای چرخاندن فن ها یا حرکت دادن یک ماشین الکتریکی و غیره استفاده کرد. موتورهای الکتریکی دارای درجه ولتاژ و توان های مختلفی هستند، به عنوان مثال 120 ولت، 220 ولت و 12 ولت.
موتورهای الکتریکی چگونه کار می کنند؟
بطور کلی یک موتور الکتریکی زمانی کار می کند که یک حامل جریان الکتریسیته (مثل سیم)، تحت تاثیر یک میدان مغناطیسی قرار گیرد. اصلی ترین عامل برای کار کردن یک موتور الکتریکی، عملکرد نیروهای الکترومغناطیسی است. هنگامی که یک سیم، جریان الکتریکی را حمل می کند و در یک میدان مغناطیسی قرار می گیرد (به عنوان مثال در نزدیکی آهنربا)، نیرویی را احساس می کند که آن را به یک جهت خاص سوق می دهد. این بستگی به جهت سیم و قطب های مغناطیسی دارد.
بدنه موتور از دو قسمت اصلی ساخته شده است. قسمت استاتیک و قسمت متحرک. بخش متحرک (که معمولاً درون موتور است) چرخانه یا روتور و بخش ثابت، ایستانه یا استاتور نامیده می شود. قسمت ایستانه شامل یک مغناطیسی دائمی یا الکترومغناطیس برای تولید میدان مغناطیسی است. در حالی که قسمت چرخانه با سیم مسی عایق بندی شده پیچیده می شود. هنگامی که جریان الکتریکی از طریق سیم مسی در قسمت چرخانه حرکت می کند، نیروهای الکترومغناطیسی بین قسمت ایستانه و قسمت چرخانه عمل می کنند و باعث چرخش قسمت چرخانه و تولید نیروی مکانیکی می شوند.
انواع مختلف موتورهای الکتریکی
هنگام خرید موتور الکتریکی، معمولاً سوال می شود که کدام فناوری بهتر است، AC یا DC. اما واقعیت این است که انتخاب شما به کاربرد و هزینه ها بستگی دارد.
موتورهای AC
موتورهای AC یا موتور جریان متناوب در بسیاری از موارد از جمله کنترل سرعت بسیار انعطاف پذیر هستند. برخی از مزایای اصلی این موتورها عبارتند از:
- نیاز به برق کمتر برای شروع کار
- شتاب کنترل شده
- سرعت عملیاتی قابل تنظیم
- هزینه ی تعمیر و نگهداری پایین
- اتصال آسان
- کاهش اختلالات خط برق
درایو سرعت متغیر VSD با ویژگی های بیشتر و کنترلرهای قابل برنامه ریزی (PLC)، برای استفاده کنندگان با تجربه مورد استفاده قرار می گیرد اما برای نگهداری نیاز به تخصص فنی بیشتری دارند.
با این اپلیکیشن ساده، هر زبانی رو فقط با روزانه 5 دقیقه گوش دادن، توی 80 روز مثل بلبل حرف بزن! بهترین متد روز، همزمان تقویت حافظه، آموزش تصویری با کمترین قیمت ممکن!
انواع موتور AC شامل موارد زیر است:
- موتورهای همزمان (سنکرون)
اگر خروجی هر یک از قطبهای روتور (بخش متحرک موتور)، به نحوی به یک منبع خارجی وصل شود که روتور یک میدان جداگانه و مداوم ایجاد کند، به موتور حاصل، موتور همزمان (سنکرون) گفته می شود. برابر بودن سرعت چرخش روتور با سرعت میدان دوار، علت نامگذاری این موتورها است.
این نوع موتورها در دستگاه های موقعیت یابی با دقت بالا مانند روبات ها، ابزارهای دقیق، ماشین آلات و کنترل فرآیند استفاده می شود.
- موتورهای القایی (آسنکرون)
موتور القایی، نوعی موتور جریان متناوب غیرهمزمان (آسنکرون) است که توان مورد نیاز در قسمت متحرک (روتور) آن از القای الکترومغناطیسی تأمین می شود. این موتورها متداول ترین نوع موتورهای متناوب هستند. اتصال آسان و کامل به یک منبع برق AC (تک فاز و سه فاز) از برتری های بنیادی موتورهای القایی محسوب می شود. از موتورهای القایی تک فاز بیشتر در وسایل کوچکتر مانند وسایل برقی خانه استفاده می گردد. اما از موتورهای القایی سه فاز بیشتر در مصارف صنعتی از جمله کمپرسورها، پمپ ها، سیستم های نوار نقاله و چرخ دنده های بالابر استفاده می شود.
موتورهای DC
موتورهای DC اولین نوع موتورهایی بودند که به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفتند. این موتور نوعی موتور الکتریکی دوار است که انرژی الکتریکی با جریان مستقیم را به انرژی مکانیکی تبدیل می کند. هزینه های اولیه این سیستم برای واحدهای کم قدرت، معمولاً کمتر از سیستم های AC است. اما با قدرت بالاتر، هزینه های تعمیر و نگهداری کلی افزایش می یابد و هزینه ها باید مورد توجه قرار گیرد. سرعت موتورهای DC را می توان با تغییر ولتاژ تغذیه کنترل کرد. این موتورها در دامنه وسیعی از ولتاژ در دسترس هستند، اما محبوب ترین نوع آنها 12 و 24 ولت است. برخی از مزایای موتورهای DC عبارتند از:
- نصب آسان
- کنترل سرعت در محدوده وسیع
- شروع بکار سریع
- گشتاور بالا
موتورهای DC بسیار مورد استفاده قرار می گیرند و می توانند از ابزار و وسایل کوچک گرفته تا وسایل نقلیه الکتریکی و بالابرها استفاده شوند.
سه نوع معمول موتورهای DC عبارتند از:
- موتورهای جاروبک دار
این نوع موتور سنتی تر است و معمولاً در جاهایی استفاده می شود که هزینه های کار مورد توجه قرار می گیرد. کموتاتورها و جاروبک های کربنی از اجزای بکار رفته در این موتورها است. در موتورهای جاروبک دار، میدان مغناطیسی در روتور سیم پیچی با عبور جریان الکتریکی از کموتاتورها و جاروبک های کربنی تولید می شود.
- موتور بدون جاروبک یا براشلس
این نوع موتورها از یک آهن ربای دائمی به عنوان روتور خارجی خود استفاده می کنند و یک میدان مغناطیسی را در روتور ایجاد می نمایند. موتورهای بدون جاروبک برخی از مشکلات متداول مربوط به موتورهای جاروبک دار (طول عمر کوتاه در کاربردهای زیاد) را کاهش می دهند و از نظر مکانیکی و طراحی بسیار ساده تر هستند. علاوه بر این دقت و بازدهی بیشتری دارند و نویز الکتریکی کمتری هم ایجاد می کنند. در یک موتور بدون جاروبک، آهن رباهای دائمی روی روتور و آهن رباهای الکتریکی روی استاتور قرار می گیرند. سپس از یک کامپیوتر متصل به ترانزیستورهای توان بالا برای شارژ آهن رباهای الکتریکی استفاده می گردد.
از مزایای این فناوری می توان به عمر طولانی، نگهداری آسان و کارایی بالا (85-90٪) اشاره کرد. در حالی که از معایب آن می توان به هزینه های اولیه بالاتر و کنترل کننده های پیچیده تر اشاره کرد.
- موتور سروو
سروو موتورها، موتورهایی هستند که اینرسی کمی دارند و سرعت آن ها در کمترین زمان ممکن می تواند تغییر کند. بعلاوه زمان پاسخگویی سریعتری دارند و امکان تغییر جهت سریع چرخش در آنها امکان پذیر است. به همین دلیل، کاربرد این موتورها بیشتر از سایر موتورها می باشد. این نوع موتور به کمک یک سیستم کنترل فیدبک، موقعیت دستگاه و همچنین قدرت و سرعت آن را تغییر می دهد.
سیستم کنترل فیدبک، سیستمی است که یک ورودی مرجع را با ورودی های تحت کنترل مقایسه می نماید و با استفاده از اختلاف میان این دو، یک رابطه از پیش تعیین شده را بین آن ها برقرار می کند. 
