معایب موتور های DC در برق صنعتی
معرفی موتور الکتریکی و انواع آن در برق صنعتی
موتور الکتریکی در واقع وسیله ای برای تبدیل انرژی الکتریکی به مکانیکی می باشد که در زمینه های مختلفی کاربرد داشته و در صنایع متعددی مورد استفاده قرار می گیرند. موتور های الکتریکی به طور کلی به دو دسته دوار و خطی تقسیم شده اند. عمده موتور های مورد استفاده در صنعت برق، موتور های دوار بوده که از دو بخش روتور و استاتور تشکیل شده است. روتور در واقع قسمت متحرک موتور الکتریکی بوده که اساس حرکت آن بر مبنای میدان مغناطیسی استاتور و گشتاور تولید شده از آن می باشد. برای دریافت اطلاعات از سگال نیرو اینجا را کلیک کنید. استاتور که در بخش داخلی موتور قرار گرفته است با نام ایستانه نیز شناخته شده و بخش ثابت الکترو موتور می باشد.
موتور های الکتریکی در برق صنعتی بر اساس ساختار و عملکرد خود به دو دسته موتور های DC و موتور های AC تقسیم بندی شده که در ادامه با انواع مختلف آن آشنا خواهیم شد.
موتور DC یا جریان مستقیم چیست؟
یکی از انواع موتور های مورد استفاده در برق صنعتی، موتور های DC یا جریان مستقیم بوده که از آرمیچری از جنس آهنربای الکتریکی تشکیل شده است. هم چنین به منظور ایجاد میدان مغناطیسی در این موتور ها از قطعه ای به نام کموتاتور برای چرخش جریان الکتریکی در هر دور و تغییر جهت آن استفاده می شود. سرعت چرخش آرمیچر در موتور های جریان مستقیم به ولتاژ ورودی و گشتاور جریان ورودی بستگی دارد. این موتور ها با نام موتور های Direct Currentشناخته می شوند.
انواع موتور های DC در برق صنعتی
با توجه به کاربرد گسترده موتور های DC در برق صنعتی، انواع مختلفی از این موتور های جریان مستقیم در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می گیرند.
انواع موتور های DC در برق صنعتی عبارتند از:
-
موتور DC سری
موتور DC سری در جرثقیل ها، بالابر هیدرولیک، پرس های ضربه ای و آسانسور به دلیل داشتن گشتاور راه انداز بالا مورد استفاده قرار می گیرند. نام گذاری موتور DC سری به دلیل قرار گیری سیم پیچی استاتور به صورت سری در کنار سیم پیچی روتور می باشد. از کاربرد های دیگر موتور جریان مستقیم سری در لوکوموتیو ها و قطار های برقی با عنوان موتور های کششی استفاده می شود. به منظور جلوگیری از آسیب دیدن موتور DC سری، نباید از آن ها در حالت بدون بار استفاده شود.
موتور DC موازی
نوع دیگر موتور های جریان مستقیم، موتور DC موازی بوده که با نام موتور DC شنت نیز شناخته می شود. در موتور موازی، سیم پیچ میدان به طور موازی به سیم پیچ آرمیچر وصل شده و می تواند به صورت جداگانه تحریک شده یا به صورت مستقیم به منبع وصل شود. تحریک مستقل موتور DC شنت موجب تغییر در سرعت درایو شدن و توانایی کنترل مستقل آرمیچر و میدان را فراهم می کند. استفاده از موتور های DC موازی تحت بار زیاد توصیه نشده و به طور عمده در دمنده ها و هواکش های صنعتی کاربرد دارند.
-
موتور DC کمپوند
موتور DC کمپوند در واقع ترکیب موتور DC سری و موازی کمی باشد. سیم پیچ استاتور دارای دو سیم پیچ بوده که از لحاظ مداری یکی به صورت سری و دیگری به صورت موازی قرار گرفته اند. موتور DC کمپوند از مزایای هر دو موتور موازی و شنت به صورت مجزا بهره می برد. به طور مثال استفاده از موتور های سری موجب استفاده از موتور DC کمپوند در گشتاور بالا شده و وجود موتور موازی باعث کارایی موتور کمپوند در تنظیم سرعت می باشد. موتور های کمپوند به طور عمده در ماشین برش کارخانجات لوله سازی استفاده می شوند. انواع مختلف موتور DC کمپوند شامل کمپوند اضافی و نقصانی بوده که تفاوت آن ها در تقویت و تضعیف میدان سیم پیچ سری ناشی از میدان سیم پیچ شنت می باشد.
-
موتور DC تحریک جدا گانه
یکی دیگر از انواع موتور های جریان مستقیم مورد استفاده در برق صنعتی، موتور DC تحریک جداگانه می باشد که دلیل نام گذاری آن ها اتصال جداگانه منبع تغذیه به استاتور و موتور می باشد. در این موتور ها شنت قابلیت کنترل داشته و می توان میدان تحریک ثابتی را به وسیله وصل کردن یک منبع مجزا DC به استاتور ایجاد کرد. به منظور تقویت شار در موتور های DC تحریک جداگانه از سیم پیچ آرمیچر استفاده می شود.
-
موتور DC مغناطیس دائم
موتور DC مغناطیس دائم از یک آهنربای دائمی در موتور الکتریکی تشکیل شده که برای کارکرد دائمی مورد استفاده قرار می گیرد. برای تولید میدان استاتور از سیم پیچی استاتور استفاده نشده و به جای الکترو مغناطیسی بودن به دلیل استفاده از آهنربا، به صورت کاملا مغناطیسی می باشد. این موتور ها با نام Permanent Magnet DC Motor یا به اختصار PMDC شناخته می شوند. موارد استفاده از موتور DC مغناطیس دائم در برف پاک کن خودرو، پمپ شیشه شوی خودرو و بالا بر شیشه در خودرو دیده می شود.
مزایای موتور های DC در برق صنعتی
موتور های DC از قدیمی ترین موتور های مورد استفاده در برق صنعتی بوده که به دلیل ویژگی های مثبت آن تاکنون کاربرد فراوانی در کارخانجات و صنایع مختلفی دارد. مزایای موتور های DC در برق صنعتی عبارتند از:
- کنترل سریع گشتاور
- تنظیم سرعت چرخش موتور
- شتاب زیاد
- سهولت استفاده
- کنترل سریع
- تولید در اندازه و ابعاد مختلف
معایب موتور های DC در برق صنعتی
در کنار ویژگی های مثبت موتور های جریان مستقیم در برق صنعتی، باید به معایب و ویژگی های منفی آن ها نیز اشاره کنیم. معایب موتور های DC در برق صنعتی شامل موارد زیر است:
- فرسودگی سریع کموتاتور
- نیاز به سرویس و نگهداری منظم
- هزینه بالا خرید
- الزام استفاده از رمز گذار ها به منظور کنترل موقعیت و سرعت
- قابلیت اطمینان پایین موتور
- عدم کاربرد در محیط های انفجاری
موتور AC یا جریان متناوب چیست؟
یکی از انواع پر کاربرد موتور های الکتریکی در صنایع مختلف مخصوصا برق صنعتی، موتور AC یا جریان متناوب می باشد. موتور های جریان متناوب به دلیل گسترش شبکه های جریان متناوب در کارخانجات متعددی کاربرد داشته و انرژی الکتریکی را جذب کرده و انرژی مکانیکی تولید می کنند. موتور های جریان متناوب با نام Alternative Current یا به اختصار AC نیز شناخته می شوند.
انواع موتور های AC در برق صنعتی
امروز استفاده از موتور های AC در کاربرد های مختلف گسترش یافته و به همین سبب نمونه های طراحی و تولید شده آن ها افزایش چشمگیری داشته است.
انواع موتور های AC در برق صنعتی عبارتند از:
-
موتور AC تک فاز
موتور های تک فاز AC از قطعات مختلفی مانند استاتور، روتور، یاتاقان و غیره تشکیل شده است که از لحاظ ساختاری شباهت زیادی به موتور های سه فاز و موتور های قفسه ای دارند. اختلاف در تعداد سیم های استاتور باعث متمایز شدن آن ها شده است. موتور AC تک فاز مانند اکثر موتور های الکتریکی از دو بخش اصلی روتور و استاتور تشکیل شده است. ایجاد گشتاور چرخشی روتور از طریق القا جریان در رتور از طریق میدان مغناطیس دوار استاتور در موتور های تک فاز انجام شده و برای محاسبه تعداد دور موتور، سرعت لغزش و بقیه موارد می توان از فرمول های سیم پیچی موتور استفاده نمود.
یکی از پر کاربرد ترین موتور های تک فاز، موتور سنکرون قطب چاکدار می باشد که در لوازم خانگی کوچک که نیاز به گشتاور پایین برای راه اندازی دارند مانند پنکه و مایکروویو مورد استفاده قرار می گیرند. برای استفاده از موتور سنکرون قطب چاکدار در لوازم خانگی بزرگ مانند ماشین لباسشویی که به گشتاور بالایی برای راه اندازی نیاز داریم. برای تامین گشتاور بالا به یک سیم پیچ راه انداز، خازن راه انداز و کلید گریز از مرکز نیاز می باشد.
موتور AC سه فاز
به جرات می توان گفت که موتور های جریان متناوب سه فاز از اصلی ترین موتور های AC بوده که در مواردی که به توان بالا نیاز باشد کاربرد دارند. برای ایجاد میدان مغناطیسی دوار درون موتور های AC سه فاز از اختلاف فاز بین فاز های تغذیه استفاده می شود.
انواع موتور های جریان متناوب سه فاز عبارتند از: موتور AC سنکرون و موتور AC آسنکرون:
- موتور AC سنکرون : موتور جریان متناوب سه فاز سنکرون از روتور و استاتور سیم پیچی شده تشکیل شده که با متصل نمودن منبع جریان مستقیم به روتور، استاتور با میدان دوار تولید شده در موتور، شروع به گردش می کند. دلیل نامگذاری این موتور ها به نام سنکرون، برابر بودن تعداد دور روتور و سیم پیچ استاتور بوده که با نام موتور AC همزمان نیز معرفی می شوند.
مزایای استفاده از موتور های سنکرون شامل راندمان بالا، عدم حساسیت به ولتاژ بالا و ضریب قدرت قابل تنظیم و مناسب می باشد. استفاده از موتور AC به دلیل پیچیدگی ساختار، هزینه بالا تعمیر و نگهداری، مشکل بودن راه اندازی در موارد خاصی کاربرد دارند. از موتور های جریان متناوب سه فاز همزمان در پمپ ها، کمپرسور ها، تجهیزات رادار، درایو های الکتریکی و ساعت های الکتریکی استفاده می شود. کاربرد موتور های AC سه فاز سنکرون در مولد های جریان متناوب معمول شده است.