الکتروموتور دستگاهی است که با تبدیل انرژی الکتریکی به مکانیکی، نیروی مورد نیاز را برای کاربردهای مختلف صنعتی، ساختمانی، کشاورزی و خانگی، تامین میکند. در اثر تولید گشتاور حاصل از برهمکنش جریان الکتریکی و میدان مغناطیسی سیمپیچهای درون موتور، محور یا شفت میچرخد (موتورهای دوار) یا به شکل طولی جابجا میشود (موتورهای خطی) و حرکت مورد نیاز را ایجاد میکند.
امروزه الکتروموتور به دستگاهی همهکاره تبدیل شده و کاربرد آن را میتوان در فعالیتها و مکانهای مختلف و نیز در زندگی روزمره مشاهده کرد. در این مقاله قصد داریم با کاربرد انواع الکتروموتور آشنا شویم. اگر در مورد الکتروموتورها و اجزای آن آشنایی ندارید، پیشنهاد میکنیم ابتدا مقاله اجزای الکتروموتور را مطالعه فرمایید.
انواع الکتروموتور
الکتروموتورها بر اساس پارامترهای مختلفی دستهبندی میشوند، اما پایهای ترین حالت دستهبندی این محصولات، جریان ورودی آنها است. بر این اساس الکتروموتورها به دو دسته AC (جریان متناوب) و DC (جریان مستقیم) تقسیم میشوند. الکتروموتورهای AC نیز میتوانند تک فاز یا سه فاز باشند.
کاربردهای الکتروموتور DC
الکتروموتورهای DC از جریان الکتریکی مستقیم استفاده و آن را به نیروی مکانیکی تبدیل میکنند؛ این موتورها به دلیل سادگی ساختار و کنترل پذیری بالا، تنظیم سرعت و تولید گشتاور بالا در سرعتهای پایین، در کاربردهای مختلفی استفاده میشوند:
دستگاههای رولینگ و پیچیدن محصول در صنایع نساجی و کاغذسازی و نیز بازوهای رباتیک در صنایع خودروسازی به علت قابلیت کنترل دقیق موقعیت.
نوار نقاله، جرثقیل و بالابر به خاطر قابلیت تولید حرکت با سرعت ثابت.
لوکوموتیوها به علت نیاز به گشتاور بالا در سرعتهای پایین.
خودروهای برقی
کاربردهای الکتروموتور AC
میزان استفاده از الکتروموتورهای AC در مقایسه با موتورهای DC، بسیار بیشتر است. از این الکتروموتورها به صورت گسترده در کاربردهای مختلف صنعتی و غیرصنعتی استفاده میشود:
لوازم خانگی
خطوط مونتاژ
سیستم نوار نقاله
ماشینهای بستهبندی
سیستم های تهویه مطبوع
پمپ و کمپرسورها
جرثقیل و بالابرها
صنایع نفت و گاز
صنایع کشاورزی
بر اساس ولتاژ شبکه توزیع برق کشور ما، تغذیه موتورهای AC میتواند تک فاز (230 ولت) یا سه فاز (380 ولت) باشد. در صنایع، کاربرد الکتروموتورهای سه فاز به علت مزایای فراوانی که نسبت به موتورهای تک فاز دارند، بسیار بیشتر است.
مزایای الکتروموتورهای سه فاز نسبت به تک فاز
راندمان بالاتر گشتاور راهاندازی بیشتر تولید توانهای بالا عمر بیشتر
انواع کاربرد الکتروموتور در صنعت
موتورهای الکتریکی نقش مهمی در صنایع دارند و نیرو و گشتاور مورد نیاز طیف وسیعی از ماشین آلات و تجهیزات صنعتی را تأمین میکنند. معمولا به علت نیاز به توان و گشتاور بالاتر، در صنعت بیشتر از الکتروموتورهای سه فاز استفاده میشود، چرا که موتورهای تک فاز قادر نیستند توانهای بیشتر از 5 اسب بخار تولید کنند. برخی از رایجترین کاربردهای الکتروموتور عبارتند از:
کارخانجات و واحدهای تولیدی: از الکتروموتورها در کارخانجات و برای کاربردهای تولیدی مانند سیستمهای تسمه نقاله، بالابرها، اتوماسیون، خطوط مونتاژ و تجهیزات جابجایی مواد استفاده میشود.
پمپها و کمپرسورها: یکی از مهمترین موارد کاربرد الکتروموتور در صنعت، موتورهای الکتریکی هستند که در پمپها و کمپرسورها در صنایعی مانند نفت و گاز، تصفیه آب، سیستمهای HVAC و فرآوری مواد شیمیایی استفاده میشوند.
فنها و دمندههای صنعتی: فنها و دمندههای صنعتی به منظور تهویه، سرمایش و گردش هوا در صنایع مختلف همچون معادن، کشاورزی و کارخانجات تولیدی به کار میروند؛ نیروی مورد نیاز این تجهیزات را نیز الکتروموتورها تأمین میکنند.
ابزارهای صنعتی: تقریباً تمام ابزارها و ماشین آلات صنعتی از موتور الکتریکی استفاده میکنند. دستگاههای تراش، برش، فرز، آسیاب و متههای مورد استفاده در صنایع فلزکاری و نجاری، از جمله این تجهیزات هستند.
رباتیک صنعتی: الکتروموتور یکی از اجزای ضروری در رباتهای صنعتی است که بیشتر در اتوماسیون فرآیندهای تولیدی استفاده میشوند.
کاربرد الکتروموتور در لوازم خانگی
اگر در خانه به اطراف خود نگاه کنیم وسایل برقی مختلفی را میبینیم که در ساختار آنها، یک موتور الکتریکی به کار رفته است. تغذیه ورودی این موتورها از نوع تک فاز است. تجهیزات الکتریکی که در خانه از الکتروموتور استفاده میکنند را میتوان این گونه دستهبندی کرد:
لوازم خانگی: یخچال، ماشین لباسشویی، ماشین ظرفشویی، مخلوطکن و چرخ گوشت
سیستمهای تهویه مطبوع: کولر آبی، کولر گازی، سیستم سرمایش و گرمایش، فن تهویه
ابزارهای برقی: دریل، ماشین اصلاح
دستگاههای سرگرمی و اسباب بازی
کاربرد انواع الکتروموتور در لوازم خانگی
تک فاز AC DC یونیورسال
با اتصال به پریز فعال میشوند. قابل شارژ یا با باطری کار میکنند. تغذیه موتور هم با AC و هم DC؛
سرعت این موتورها با تغییر ولتاژ اعمالی، قابل تغییر است.
ظرفشویی
کولر آبی
یخچال
هواکش ماشین اصلاح شارژی
اسباب بازیها
دریل شارژی چرخ گوشت
چرخ خیاطی
مخلوطکن
جاروبرقی
کاربرد الکتروموتور در صنعت ساختمان
کاربرد الکتروموتور در صنعت ساختمان به قدری واضح و ضروری است که از زمان شروع به ساخت، تا تکمیل ساختمان و بهرهبرداری از آن، حضور الکتروموتورها قابل مشاهده است. از نظر تغذیه ورودی، الکتروموتور بیشتر تجهیزات ساختمانی از نوع تک فاز است، اما موتور آسانسورها و برخی از تجهیزات سیستمهای تهویه مطبوع از نوع سه فاز است.
موتور آسانسور بهران
کاربرد الکتروموتور در صنعت
تجهیزات مورد استفاده در فرایند احداث ساختمان تجهیزات مورد استفاده در ساختمان
موتور ویبره بتن
بالابر کارگاهی
چکش برقی
دستگاه فرز
دریل برقی آسانسور
پمپهای آب
دربهای برقی ریموتی
تجهیزات گرمایش، سرمایش و تهویه مطبوع
کاربرد الکتروموتور در کشاورزی
امروزه استفاده از الکتروموتورها در کشاورزی و دامداری به یک ضرورت تبدیل شده است. تغذیه الکتروموتورهای کشاورزی، به صورت تک فاز یا سه فاز است. این موتورها به خاطر کار در شرایط سخت، قابل اطمینان و بادوام هستند. استفاده از الکتروموتور در کشاورزی، نیاز به نیروی انسانی و نیز زمان عملیات مختلف را کاهش میدهد.
معمولا هنگام صحبت در خصوص کاربرد الکتروموتور در کشاورزی، اولین موضوعی که به ذهن خطور میکند، آبیاری است. در کنار سیستمهای آبیاری و پمپهای آبرسانی کشاورزی، نوارهای نقاله، آسیابها و خردکنها نیز از الکتروموتور استفاده میکنند.
کاربرد الکتروموتور را در صنعت دامداری نیز میتوان مشاهده کرد. در ساختمان دستگاههای انتقال علوفه، دستگاه پرکن خوراک دام و نیز شیردوش گاو، از الکتروموتور استفاده میشود.
انواع پمپ کشاورزی
جمعبندی
در این مقاله با اهمیت الکتروموتور و کاربردهای آن در زمینههای مختلف آشنا شدیم. از صنعت گرفته تا لوازم خانگی، صنعت ساختمان و نیز کشاورزی میتوان دستگاهها، تجهیزات و ابزاری را مشاهده کرد که با انواع الکتروموتورها (AC، DC، سه فاز یا تک فاز) کار میکنند.
لازم به ذکر است که کاربرد الکتروموتورها تنها محدود به شاخههای بحث شده نیست و با افزایش سرعت پیشرفت تکنولوژی، حضور و کاربرد الکتروموتورها را در زمینههای مختلف مشاهده میکنیم. تجهیزات مربوط به انرژیهای نو و تجدیدپذیر مانند پنلهای خورشیدی (برای تغییر جهت پنلها به سمت نور خورشید)، توربینهای بادی و خودروهای الکتریکی؛ رباتیک؛ و نیز تجهیزات صنایع پزشکی، همگی از الکتروموتورها و سیستمهای کنترل موتوری پیشرفته، بهره میگیرند.
از آن جایی که داغ شدن دینام می تواند آسیب های جبران ناپذیری به دستگاه ها وارد سازد، باید از یک قطعه جانبی به نام فن اکسترنال الکتروموتور یا فن خارجی خنک کننده الکتروموتور، استفاده شود. این فن ها بیشتر برای دینام های توان بالا که خنک کاری در آن ها بسیار حائز اهمیت است، به کار می روند و به انتهای الکتروموتور متصل می شوند.
ساختار فن اکسترنال الکتروموتور
نصب فن خنک کننده الکتروموتور
فن های خارجی جزو لوازم یدکی و جانبی الکتروموتور به شمار می آیند؛ با نگاهی اجمالی به ساختار فن اکسترنال الکتروموتور در می یابیم که این فن ها، از نوع محوری (آکسیال) هستند و پروانه آن با کمک محور اصلی به چرخش در می آید و در نتیجه جریان هوا نیز در راستای محور دوران، قرار دارد. در این نوع خنک کاری علیرغم جریان هوای بالا و مناسب، فشار باد زیاد نیست و به قطعات داخلی موتور آسیبی وارد نمی شود. به طور کلی انواع فن خنک کننده الکتروموتور به دو گروه اینترنال (داخلی) و اکسترنال (خارجی) تقسیم بندی می شوند؛ در فن های اینترنال نیروی لازم برای به چرخش درآمدن پروانه، توسط یک موتور داخلی تأمین می شود و در فن های اکسترنال باید یک الکتروموتور دیگر به قسمت انتهایی فن متصل شده و پروانه آن را به گردش درآورد.
نصب فن اکسترنال
نکاتی برای انتخاب فن اکسترنال الکتروموتور
همانطور که گفتیم، از فن اکسترنال الکتروموتور در مواردی که کنترل دور الکتروموتور با استفاده از اینورتر انجام می شود و پروانه الکتروموتور نمی تواند اجزای داخلی را تا حد مطلوب خنک کند، استفاده می کنند. اما پیش از انتخاب این محصولات باید نکاتی مانند ظرفیت هوادهی، نوع پروانه و محاسباتی از این قبیل را در نظر بگیرید. الکتروموتور فن، به صورت مجزا از اینورتر نصب می شود تا بتواند با دور نامی خود، پروانه را به چرخش درآورند و عملیات خنک کاری را انجام دهند. استفاده از فن اکسترنال الکتروموتور باعث افزایش راندمان موتورها و جلوگیری از گرم شدن بیش از حد سیم پیچ می شود.
نصب فن خارجی خنک کننده الکتروموتور
برای نصب فن خارجی خنک کننده الکتروموتور، ابتدا باید درپوش انتهایی الکتروموتور باز شود و به فن خارجی متصل شود؛ سپس الکتروموتور دوم، بر روی فن خارجی نصب شده و در نهایت همگی به الکتروموتور متصل می شوند. برق الکتروموتور مجزا و فن اکسترنال الکتروموتور باید از اینورتر مجزا باشد.
جمع بندی
خنک کاری الکتروموتورها از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است و به طور مستقیم بر کارایی و طول عمر مفید دستگاه تأثیر می گذارد. البته روش های مختلفی برای خنک کاری موتورها وجود دارد و استفاده از فن اکسترنال الکتروموتور تنها یکی از این راه ها است. انتخاب فن خارجی خنک کننده الکتروموتور نیاز به محاسبات دقیق و نصب آن هم نیاز به دانش فنی در این زمینه دارد. برای دریافت مشاوره رایگان در خصوص انتخاب بهترین و مناسب ترین فن اکسترنال الکتروموتور می توانید با کارشناسان وب سایت کالاصنعتی در ارتباط باشید.
بارزترین تفاوت الکتروموتورها، نوع جریان الکتریکی موتور است؛ بنابراین سوال اول این است: الکتروموتور AC بهتر است یا DC؟
الکتروموتور AC (جریان متناوب)
کارایی بالایی دارند.
صدای کمتر و انعطافپذیری بیشتری برای کاربردهای مختلف دارند.
در دو نوع کلی الکتروموتور تک فاز و سه فاز موجود هستند.
تبدیل انرژی الکتریکی به مکانیکی در این موتورها با استفاده از میدانهای مغناطیسی انجام میشود.
الکتروموتور DC (جریان مستقیم)
الکتروموتور DC سرعتهای متغیری ارائه میدهند.
تبدیل انرژی از منابعی با ولتاژ ثابت مانند باتریها انجام میشود.
تفاوت الکتروموتور تک فاز یا سه فاز
انتخاب الکتروموتور
دومین پرسش راهنمای انتخاب الکتروموتور در ارتباط با نوع جریان ورودی به موتور است. تشخیص این که کدام نوع الکتروموتور مناسب شما است، الکتروموتور تک فاز یا سه فاز؟ کاملاً بستگی به نوع کاربرد و زیر ساختهای محیط صنعتی دارد.
الکتروموتورهای تک فاز :
با منبع تغذیه تک فاز کار میکنند؛ به عبارتی میتوانید آنها را با ولتاژ برق شهری نیز استفاده کنید.
معمولاً در مصارف خانگی و صنعتی سبک که نیاز به توان کمتری دارند (مانند بالابر، پمپ، فن و ماشین لباسشویی و … ) استفاده میشوند.
الکتروموتور سه فاز:
نیاز به منبع برق سه فاز دارند.
معمولاً در کاربردهای سنگین تر صنعتی که نیاز به توان بالاتری دارند (مانند نوار نقاله، جرثقیل، همزن های صنعتی، سنگ شکن ها و …) استفاده میشوند.
سرعت الکتروموتور
سرعت الکتروموتور با کمک درجه فرکانس و تعداد قطبهای الکتروموتور بدست میآید و درنهایت بر حسب دور در دقیقه (RPM) بیان میشود. به طور کلی هر چه تعداد قطبها بیشتر باشد، سرعت موتور کمتر ولی گشتاور آن بیشتر است؛ به عنوان مثال، سرعت یک موتور ۲ قطبی دو برابر سرعت یک موتور ۴ قطبی است. برای محاسبه سرعت الکتروموتور از فرمول زیر استفاده میشود:
[فرکانس x 120]➗تعداد قطب ها
استاندارد فرکانس موتورها در ایران 50 هرتز است، بنابراین سرعت یک موتور ۲ قطبی برابر است با الکتروموتور 3000 دور دور در دقیقه و سرعت موتورهای 4 و 8 قطبی هم به ترتیب 1500 و 750 دور در دقیقه است. نکته بسیار مهم در رابطه با سرعت الکتروموتور، درک تفاوت بین سرعت سنکرون و سرعت عملیاتی است. سرعت سنکرون، سرعت موتور بدون بار است که طبق فرمول بالا محاسبه کردیم اما سرعت عملیاتی، سرعت موتور تحت بار است. اگر یک موتور سه فاز دارید و دستگاه با سرعتهای مختلف کار میکند، نیازمند یک اینورتر VFD هستید. درایو اینورتر با کنترل کردن فرکانس برقی که موتور را تغذیه میکند، سرعت و دور موتور را کنترل خواهد کرد؛ در غیر اینصورت برای کنترل سرعت موتور باید از یک گیربکس صنعتی استفاده کنید.
اینورتر vf
به صورت کلی الکتروموتورها نباید با بیش از 10% سرعت نامی خود و کمتر از 50% سرعت نامی راه اندازی شوند؛ به عنوان مثال، نباید موتوری با سرعت 3000 دور در دقیقه را با سرعتی بیش از 3300 RPM یا کمتر از 1500 RPM راه اندازی کرد. البته این مقدار همیشه توسط شرکت سازنده در کاتالوگ یا پلاک موتور مشخص می شود و اگر رعایت نشود به موتور آسیب خواهند رساند. بررسی سرعت الکتروموتور یکی از مهم ترین فاکتورهای راهنمای انتخاب الکتروموتور است؛ عامل بعدی که اهمیتی مشابه با سرعت موتور دارد، توان است.
توان الکتروموتور
توان الکتروموتور ظرفیت نیروی خروجی موتور را نشان میدهد و بر حسب کیلووات (KW) یا اسب بخار (HP) گفته میشود. توان را نباید با گشتاور اشتباه گرفت؛ گشتاور، نیروی چرخشی واقعی تولید شده توسط موتور است که بر حسب نیوتون متر (NM) است. توان خروجی الکتروموتور به عوامل مختلفی مانند طراحی، سایز و راندمان موتور بستگی دارد. توان درج شده روی پلاک موتور نشاندهنده حداکثر توان و قدرت الکتروموتور در شرایط عادی است و بیانگر مقدار انرژی الکتریکی است که موتور میتواند بدون تجاوز از حد حرارتی خود به نیروی مکانیکی تبدیل کند.
الکتروموتور بدنه چدن بهتر است یا آلومینیوم
بدنه الکتروموتورها معمولاً از دو جنس چدن یا آلومینیوم ریختهگری هستند. برای یافتن پاسخ این پرسش که الکتروموتور بدنه چدن بهتر است یا آلومینیوم باید کمی در مورد ویژگیهای هر یک اطلاعات بیشتری کسب کنیم.
الکتروموتورهای آلومینیومی:
از نظر ظاهری زیباتر هستند.
انتقال حرارتی بهتری دارند.
خوردگی خیلی کمی دارند.
به دلیل سبکی، نصب راحتی دارند.
الکتروموتورهای چدنی:
بدنه و پوسته محکمتری دارند و میتوانند ضربه و بار بیشتری را تحمل کنند.
ماندگاری و طول عمر بیشتری دارند.
بهدلیل سنگین بودن، نصب سختی دارند.
مقایسه وزن الکتروموتور
تصویر بالا وزن دو الکتروموتور با مشخصات مشابه که یکی پوسته چدنی دارد و دیگری آلومینیومی را بررسی نموده است و میتوانید راحتتر متوجه اختلاف وزن این دو پوسته شوید؛ هنگام انتخاب الکتروموتور یکی از مهمترین عوامل وزن الکتروموتور است.
تاثیر موقعیت نصب الکتروموتور در انتخاب آن
موقعیت نصب الکتروموتور
مورد بعدی در راهنمای انتخاب الکتروموتور، موقعیت یا نحوه نصب آنها است. موقعیت نصب الکتروموتور مشخص میکند که چگونه میتوان موتور را نصب کرد و رایجترین روش های آن عبارتند از:
پایه
فلنج (با نام Face Mount نیز شناخته میشود)
پایه و فلنج
لازم به ذکر است که جای پایه را میتوان به جای زیر موتور، در کنار آن نیز قرار داد ولی برای این حالت حتماً باید جعبه ترمینال موتور در بالای آن قرار گرفته باشد. نصب الکتروموتورها باید به گونهای باشد که کمترین میزان لرزش را داشته باشند.
باتوجه به اینکه نصب صحیح الکتروموتور از اهمیت بسیار زیادی برخوردار است و به صورت مستقیم بر طول عمر موتور و تجهیزات مرتبط با آن و همچنین ایمنی افراد تاثیر میگذارد، باید توسط افراد متخصص و ماهر انجام شود.
بررسی موتور
پارت نامبر الکتروموتور چیست؟
پارت نامبر الکتروموتور، یک رشته عددی یا حرف و عدد است که توسط شرکت سازنده به یک دسته از محصولات اختصاص داده میشود. با استفاده از این کد به راحتی میتوان مشخصات محصول را شناسایی کرد و در صورت نیاز به تعویض و جایگزین کردن یک قطعه، قطعات صنعتی متناسب با همان موتور را تهیه کرد.
در واقع تمامی موارد گفته شده در راهنمای انتخاب الکتروموتور را به صورت کد میتوانید در این رشته عدد و حرف بیابید از جمله جنس پوسته، تعداد قطبها، توان و موقعیت نصب. البته این کدها بیشتر در انواع الکتروموتور خارجی مشاهده میشود و تولیدکنندگان الکتروموتور ایرانی صرفاً شماره سریال اختصاصی محصول را روی پلاک درج می کنند!
پارت نامبر الکتروموتور
گزینه های جانبی الکتروموتور
برخی از الکتروموتورها، امکانات بیشتری نسبت به محصولات مشابه دارند. یکی از امکانات بسیار مفید در الکتروموتورها، وجود خازن راهانداز و خازن کمکی است که به موتور برای رسیدن به سرعت و گشتاور نامی خود کمک میکنند. الکتروموتورهای خازن دار برای کاربردهایی که موتور نیاز به کارکرد طولانی دارد مانند فن و پمپ استفاده میشوند. علاوه بر این، استانداردهای محافظتی نیز یکی از نکات مهم در انتخاب الکتروموتور هستند که میتوانید مد نظر قرار دهید؛ این درجهبندی حفاظتی که به صورت IP نمایش داده میشود، میزان حفاظت از موتور در برابر گرد و غبار و آب را نشان میدهد.
نکات مهم در انتخاب یک الکتروموتور مناسب
همه موتورهای AC امکان کار به صورت چپگرد و راستگرد را دارند اما الکتروموتورهای DC به صورت یک جهته طراحی شدهاند؛ یعنی بسته به نحوه سیمکشی موتور فقط در یک جهت (در جهت عقربههای ساعت یا خلاف جهت عقربههای ساعت) میتوانند بچرخند.
.بعضی از الکتروموتورها به طور ویژه برای استفاده در مناطق خطرناک که خطر انفجار در آنها زیاد است، طراحی شدهاند و با نام الکتروموتور ضد انفجار شناخته میشود
برخی از الکتروموتورها به ترمز مجهز هستند تا در صورت توقف چرخش محور، بار روی موتور نباشد؛ این موتورها با نام موتور ترمزدار شناخته میشوند.
بهتر است قبل از راه اندازی موتور و اعمال بار روی آن، از کلید حرارتی، فیوز و سایر وسایل حفاظتی در مسیر موتور استفاده کنید تا از آسیب های احتمالی جلوگیری شود.
سیستم خنککننده الکتروموتور از جمله فن موتور یا اکسترنال فن باید به درستی عمل کنند و دمای موتور از حد مجاز بیشتر نشود.
برخی از لوازم جانبی مانند PTC، ترانسمیتر و ترمیستور را نیز میتوانید به همراه موتور تهیه کنید.