پیشنهادات

مطالب مرتبط

هر آنچه که باید موتورهای الکتریکی بدانید: عملکردها، انواع و ساختار

دسته بندی ها

بدون دسته بندی

زمان مورد نیاز برای مطالعه

هیچ کس نمی تواند جهان را بدون ابزار و تجهیزات الکتریکی که همه با موتورهای الکتریکی کار می کنند تصور کند.در بسیاری از دستگاه های برقی، یک موتور الکتریکی وجود دارد که بی صدا کار می کند و عملکردها را توسعه می دهد..اما آنها چه هستند؟ .برای ورود به موضوع، با یک تاریخچه مختصر از آن شروع می کنم.

تکامل موتورهای الکتریکی

مایکل فارادی، فیزیکدان بریتانیایی، به عنوان یکی از مهم ترین دانشمندان قرن نوزدهم شناخته می شود که در کشف و توسعه موتورهای الکتریکی مشارکت داشته است..فارادی با استفاده از آهنربا و میدان مغناطیسی ایجاد شده توسط جریان الکتریکی در سال 1821 به چرخش موفق سیم دست یافت..در سال 1831، او قانون القای مغناطیسی را توسعه داد و راه را برای پیشرفت های قابل توجهی در موتورهای الکتریکی و ژنراتورها هموار کرد..? بسیاری از اشکال اضافی از موتورهای الکتریکی، و همچنین معماری هایی که ممکن است موتور DC کلاسیک نامیده شوند، در طول زمان توسعه یافته اند..به دنبال آن، موتور الکتریکی عملی به جای اختراع در سال 1872 پیدا شد، زمانی که یکی از ژنراتورهای نمایش داده شده در نمایشگاه جهانی وین پس از اتصال ناخواسته به ژنراتور دیگر شروع به چرخش خود به خود کرد..این منجر به درک این موضوع شد که همان اصولی که برای ژنراتورها اعمال می شود می تواند برای موتورها نیز اعمال شود.ژنراتورها در قرن بیستم به دلیل افزایش سریع کاربرد عملی آنها به ستون اصلی بسیاری از بخش ها تبدیل شدند..

Electric Motor diagram

موتور الکتریکی چیست؟

مکانیزم الکترومکانیکی که انرژی الکتریکی را به انرژی مکانیکی تبدیل می کند به عنوان موتور الکتریکی شناخته می شود.موتورها به عبارت دیگر وسایلی هستند که نیروی چرخشی تولید می کنند.تأثیر متقابل میدان های مغناطیسی و الکتریکی برای عملکرد یک موتور الکتریکی، به ویژه در دستگاه های بی سیم مانند..

آنها نیروی مکانیکی چرخشی را در آرمیچر - واقع در روتور یا استاتور - در اطراف شفت با استفاده از جریان الکتریکی برای تولید میدانهای مغناطیسی دوار ایجاد میکنند..برای تبدیل انرژی الکتریکی به انفجارهای شدید نیرو و تولید درجات دینامیکی سرعت یا قدرت، طرحهای موتورهای متعددی از همان فرض اولیه استفاده میکنند..

ژنراتورها و موتورها

منابع انرژی دیگری مانند ژنراتورها وجود دارد که عملکرد آنها را می توان با موتورهای الکتریکی اشتباه گرفت.در اینجا من این تصور غلط را با یک مقایسه ساده از بین می برم:ژنراتورها انرژی مکانیکی را به انرژی الکتریکی تبدیل می کنند.با این حال، موتورها و ژنراتورها علیرغم وظایف متضاد خود، از نظر طراحی و عملکرد مشترکات زیادی دارند..در حقیقت، تنها چیزی که لازم است یک آزمایش ساده با دو موتور مدل همراه با هم است تا نشان دهد که یک موتور الکتریکی ممکن است به عنوان یک ژنراتور نیز عمل کند..اما این دو نوع ماشین به طور سنتی به دلیل روش متمایز استفاده از آنها به طور مستقل طراحی شده اند..اکنون، بیایید نگاهی دقیقتر به موتورهای الکتریکی بیندازیم و در مورد قطعات و انواع آن صحبت کنیم.

قطعات موتور الکتریکی

در حالی که موتورهای الکتریکی از نظر شکل و نوع متفاوت هستند، بسیاری از آنها شامل قطعات و مجموعه های زیر هستند (از مرکز شروع می شوند و به سمت بیرون کار می کنند):

قاب و سپرهای انتهایی

Electric Motor Sectional

مزایای موتورهای الکتریکی چیست؟آنها مزایای متعددی نسبت به انواع دیگر موتورها دارند، از جمله:

راندمان بالا: بسیار کارآمد هستند و درصد بالایی از انرژی الکتریکی را به انرژی مکانیکی تبدیل می کنند.این بدان معنی است که آنها می توانند با انرژی هدر رفته کمتری در مقایسه با موتورهای هوا کار کنند و در نتیجه هزینه های عملیاتی کمتر و اثرات زیست محیطی کاهش می یابد.
تعمیر و نگهداری کم: موتورهای الکتریکی قطعات متحرک کمتری نسبت به انواع دیگر موتورها دارند، به این معنی که نیاز به تعمیر و نگهداری کمتری دارند و طول عمر بیشتری دارند..
گشتاور فوری: آنها می توانند گشتاور فوری و ثابتی را ارائه دهند، که به ویژه در کاربردهایی که نیاز به شتاب یا کاهش سرعت است، مهم است..
عملکرد بی صدا: موتورهای الکتریکی بی سر و صدا کار می کنند و دود اگزوز یا گازهای گلخانه ای تولید نمی کنند که آنها را برای استفاده در فضاهای داخلی یا بسته ایده آل می کند..
کنترل سرعت متغیر: میتوان آنها را به راحتی کنترل کرد تا سرعتهای متغیر را فراهم کند، که امکان دقت و انعطافپذیری بیشتر را در بسیاری از برنامهها فراهم میکند..
ادغام آسان: موتورهای الکتریکی را می توان به راحتی با سیستم های کنترل الکترونیکی ادغام کرد و آنها را برای استفاده در سیستم های خودکار و رباتیک ایده آل می کند..

چه ابزارهایی از موتورهای الکتریکی استفاده می کنند؟

موتورهای الکتریکی را می توان در طیف گسترده ای از ابزارها، هم دستی و هم ثابت پیدا کرد.در اینجا چند نمونه از ابزارهایی که معمولاً از موتورهای الکتریکی استفاده می کنند آورده شده است:.

مته های برق و درایور
سنباده و آسیاب
اره گرد و اره رومیزی
اره منبت کاری اره مویی و اره های رفت و برگشتی
رنده و اتصال دهنده
کمپرسورهای هوا
ماشین چمن زنی و ماشین اصلاح
دمنده برگ و جاروبرقی
واشرهای تحت فشار
ماشین آلات دوخت
غذاساز و مخلوط کن
جاروبرقی
فن ها و دستگاه های تصفیه هوا
تجهیزات ورزشی، مانند تردمیل و دوچرخه ثابت
وسایل نقلیه الکتریکی مانند اتومبیل، دوچرخه و اسکوتر

انواع موتورهای الکتریکی

وقتی صحبت از انواع موتورهای الکتریکی می شود، باید اشاره کنم که آنها در طرح های مختلف با ویژگی های عملکردی و ایمنی متفاوت هستند، اما برخی از انواع اصلی موتور الکتریکی به شرح زیر است:

جریان متناوب (AC)
جریان مستقیم (DC)

موتور AC چگونه کار می کند؟

موتور AC مکانیزمی است که نیروی الکتریکی AC را به نیروی مکانیکی تبدیل می کند.این نوع موتور الکتریکی شامل سه نوع است:.

موتورهای القایی
موتورهای خطی

موتورهای الکتریکی AC بیشترین استفاده را در تجارت دارند زیرا مزایای مختلفی دارند:

ساخت آنها ساده است
به دلیل مصرف کمتر در راه اندازی، مقرون به صرفه تر هستند
آنها مستحکم تر هستند و بنابراین به طور کلی طول عمر بیشتری دارند
نیاز به نگهداری کمی دارند
ساخت آنها ساده است

موتور DC چگونه کار می کند؟

موتور DC مکانیزمی است که توان الکتریکی DC را به نیروی مکانیکی تبدیل می کند.عملکرد آن بر این ایده استوار است که وقتی هادی حامل جریان در میدان مغناطیسی قرار می گیرد، نیرویی به آن وارد می شود و گشتاور تولید می شود..موتورهای DC در تنظیمات صنعتی نیز بسیار رایج هستند زیرا بسته به فرمت آنها مزایای قابل توجهی را ارائه می دهند:.

تفاوت بین موتورهای AC و DC چیست؟

هر نوع موتور مجموعه ای از کیفیت های خاص خود را دارد که آن را برای انواع کاربردهای تجاری و صنعتی ایده آل می کند.برای مثال، موتورهای AC همه کاره و ساده برای استفاده هستند.در زیر برخی از ویژگی های اضافی آنها آمده است:.

Cordless Drill

نیازهای برق اولیه کم که از اجزای انتهایی دریافت کننده محافظت می کند
سطوح فعلی و شتاب شروع قابل کنترل
افزودنی های VFD یا VSD که می توانند سرعت و گشتاور را در مراحل مختلف استفاده تنظیم کنند
دوام و طول عمر بیشتر
قابلیت راه اندازی چند فازی

موتورهای DC مجموعه ای از ویژگی های خاص خود را دارند، از جمله:

نصب و نگهداری آسان
قدرت شروع و گشتاور بالا
زمان های واکنش سریع راه اندازی، توقف و شتاب

با مقایسه این دو، یک سوال مهم مطرح می شود:کدام یک موتور AC قوی تر است یا یک موتور DC؟موتورهای الکتریکی AC معمولاً قدرتمندتر از موتورهای DC هستند زیرا می توانند گشتاور بیشتری را با جریان بالاتر ایجاد کنند..از طرف دیگر موتورهای DC کارایی بیشتری دارند و از انرژی ورودی خود بیشتر استفاده می کنند.موتورهای AC و DC در اندازهها و قدرتهای مختلف برای برآوردن نیاز برق هر کسبوکاری در دسترس هستند..بعد از مقایسه موتورهای الکتریکی AC و DC و به دست آوردن اطلاعات کافی در مورد آنها، بیایید به موتورهای DC عمیق تر بپردازیم و دو نوع موتور الکتریکی DC را بررسی کنیم که آنها نقش اصلی را به عنوان موتور ابزار قدرت ایفا می کنند:.

براشلس در مقابل.موتورهای DC برس خورده.

موتورهای برس دار و بدون جاروبک دو نوع رایج ترین موتورهای الکتریکی DC (یا موتورهای BLDC) هستند..موتور DC برس دار یا بدون جاروبک ممکن است در کاربردهای متعددی مورد استفاده قرار گیرد.آنها از نظر جاذبه و دافعه بر اساس همان اصول سیم پیچ و آهنرباهای دائمی کار می کنند.هر دو مزایا و معایبی دارند که ممکن است باعث شود بسته به نیاز برنامه شما یکی را بر دیگری ترجیح دهید.در اینجا ویژگی های آنها وجود دارد:.

موتور الکتریکی برس خورده

موتورهای برس دار DC، همانطور که از نامشان پیداست، دارای برس هایی هستند که برای جابجایی موتور و ایجاد چرخش آن استفاده می شود..آنها ساختار خاص خود را دارند که شامل بخش های زیر است:.

استاتور - یک محفظه دائمی با آهنربا.
آرمیچر روتوری است که تعدادی آهنربای الکتریکی روی آن نصب شده است.در داخل استاتور، آزادانه می چرخد.
کموتاتور - یک حلقه فلزی متصل به محور آرمیچر به عنوان کموتاتور شناخته می شود.
برس - برای حفظ جریان الکتریسیته به سیم پیچ های آرمیچر، صفحات کربنی در تماس با کموتاتور باقی می مانند..

موتور الکتریکی براشلس

در موتورهای برقی بدون جاروبک، برس ها حذف می شوند، بنابراین کنترل الکترونیکی جایگزین تابع کموتاسیون مکانیکی می شود..موتورهای الکتریکی براشلس.موتورهای براشلس فاقد اتصالات الکتریکی هستند که ممکن است فرسوده شوند، و در نتیجه قابلیت اطمینان بیشتر و فواصل نگهداری کوتاهتر در کاربردهای تجاری و صنعتی ایجاد میشود..هر دو موتور AC و DC را می توان طوری طراحی کرد که با سرعت ثابت یا سرعت دوگانه کار کند.انتخاب موتور مورد استفاده به کاربرد خاص و الزامات کنترل سرعت آن بستگی دارد.

موتور الکتریکی با سرعت ثابت

فرآیند انتخاب موتور و گیربکس باید با بررسی کامل مشخصات موتور شروع شود تا اطمینان حاصل شود که موتوری که انتخاب می کنید مطابق با الزامات برنامه است..چیزی که برای شروع انتخاب خود نیاز دارید، اطلاعات واقعی و مفید در مورد موتورها است.موتور الکتریکی با سرعت ثابت ترکیبی از یک موتور القایی با قدرت روی کلاچ و ترمز فعال است.برای عملیات شروع و توقف مکرر عالی است.مناسب برای شرایطی که موتور با سرعت سنکرون مستقل از گشتاور بار کار می کند و موتور به طور مکرر راه اندازی، متوقف و معکوس می شود..

موتورهای دو سرعته

موتورهای دو سرعته انتخابی مقرون به صرفه برای برنامههایی هستند که فقط به دو سرعت نیاز دارند، در حالی که احتمال خرابی را نیز کاهش میدهند..این موتورها اغلب با سرعت عملیاتی و سرعت کمتر برای راه اندازی آسان تر ساخته می شوند.بدون نیاز به مبدل فرکانس، موتورهای دو سرعته ممکن است فن ها، پمپ ها، بالابرها و سایر ماشین آلات را با دو سرعت متمایز فشار دهند..

تفاوت بین ابزارهای سرعت ثابت و سرعت دوگانه چیست؟

یکی از تفاوت های اصلی در طراحی گیربکس است.ابزارهای سرعت ثابت حداکثر سرعت و قدرت را ارائه می دهند، اما ابزارهای سرعت دوگانه را می توان برای دو حالت پیکربندی کرد: سریع و آهسته.
کار با ابزار دو سرعته کارآمدتر است.در مقابل، ابزاری با سرعت ثابت قدرت زیادی را فراهم می کند و برای پروژه هایی که نیاز به تلاش زیادی دارند بسیار مناسب است..
یک ابزار دو سرعته را می توان برای انواع مختلف کار استفاده کرد، اما یک دستگاه با سرعت ثابت برای یک هدف خاص طراحی شده است..به عنوان مثال، مته دو سرعته برای سوراخ کاری، سوراخ کاری ضربه ای و بسته بندی استفاده می شود.اما یک مته معمولی فقط برای عملیات حفاری مناسب است.
تطبیق پذیری ابزارهای تک سرعته بسیار کمتر از ابزارهای دو سرعته است، حتی اگر قدرت یکسان باشد..

پس از یک سفر طولانی در دنیای موتورهای DC و AC، بیایید نگاهی به برخی از ویژگی های برجسته موتورهای الکتریکی بیندازیم: RPM و گشتاور.

سرعت چرخش (RPM) چیست؟

سرعت چرخش موتور تعداد چرخش یک ابزار در واحد زمان است و بر حسب دور در دقیقه (RPM) اندازه گیری می شود..در واقع، RPM یک واحد اندازه گیری است که برای نشان دادن سرعت یا فرکانس بدون بار یک ابزار برقی استفاده می شود.سرعت چرخش بسته به نوع کاری که قرار است انجام دهیم عامل مهمی در نظر گرفته می شود.بنابراین، هنگامی که ما از یک ماشین الکتریکی برای کار بر روی سطوح سخت مانند بتن استفاده می کنیم، علاقه مندیم که دورهای بیشتری در دقیقه انتخاب کنیم..این سرعت با نوع ابزار مورد استفاده ما نیز رابطه مستقیم دارد.به عنوان مثال، دریل های شارژی معمولا حداکثر سرعت حدود 2000 دور در دقیقه را ارائه می دهند، در حالی که اکثر مته های سیمی معمولاً با سرعت 3000 دور در دقیقه کار می کنند..

گشتاور موتور الکتریکی چیست؟

نیرویی که باعث چرخش یک آیتم می شود، که بر حسب نیوتن متر (Nm) اندازه گیری می شود، بزرگترین نشانگر قدرت مته یا ضربه گیر شما است..هر چه این رقم بر حسب نیوتون متر بیشتر باشد، نیروی چرخش بیشتری ایجاد می کند.برای اندازه گیری گشتاور یک موتور الکتریکی، دو روش وجود دارد:روش اندازه گیری درجه بندی گشتاور سنتی:.

حفاری در دکل 2.محکم کردن چاک به یک دوک ثابت 3.دریل کاملا عملیاتی است.4.گشتاور مته با 0 دور در دقیقه اندازه گیری می شود (سرعت را اندازه گیری نمی کند).

روش جدید اندازه گیری رتبه بندی توان:

حفاری در دکل 2.محکم کردن یک چاک به یک دوک در حال چرخش3.دریل کاملا عملیاتی است.4.بارهای گشتاور رایج تر می شوند.5.چندین نقطه داده برای محاسبه سرعت مته و گشتاور استفاده می شود.

تنظیمات گشتاور ابزار برقیهنگامی که پیچها را به مواد سختتر میزنید، باید آهستهتر حرکت کنید و گشتاور بیشتری اعمال کنید..اگر این پارامترها را کامل به دست آورید، می توانید عمق حفاری خود را بدون آسیب رساندن تنظیم کنید.برای دستیابی به بهترین نتایج در حین سوراخ کردن، هر چه ماده سخت تر باشد، سرعت آن بیشتر می شود.

تفاوت سرعت چرخش و گشتاور چیست؟

مفهوم گشتاور سفت کردن میزان نیروی چرخشی تولید شده توسط موتور یک ابزار برقی را بیان می کند.به عنوان مثال:.

نیروی چرخشی یک پیچ گوشتی برای سفت کردن پیچ ها، مهره ها یا هر چیز مشابه استفاده می شود..
گشتاور که بر حسب نیوتن متر (نیوتن متر) اندازه گیری می شود، نیرویی است که برای چرخاندن یک جسم اختصاص داده می شود و بهترین شاخص برای پی بردن به قدرت عملی یک ابزار برقی است..

.به عنوان مثال، هرچه دور مته بیشتر باشد، سرعت بیت نیز بیشتر می شود.نکته مهم: گشتاور و سرعت چرخش نه تنها چیزهای متفاوتی هستند، بلکه یک رابطه کاملاً معکوس نیز دارند..به زبان ساده، هنگامی که یک ابزار برقی گشتاور بالایی ارائه می دهد، سرعت چرخش پایینی خواهد داشت و بالعکس..

نتیجه

ملاحظاتی مانند نوع منبع تغذیه، ساختار داخلی، کاربرد و نوع خروجی حرکت را می توان برای طبقه بندی موتورهای الکتریکی مورد استفاده قرار داد..به غیر از AC در مقابل DC، موتورها را می توان برس یا بدون جاروبک، تک فاز، دو فاز یا سه فاز، و با هوا خنک یا مایع خنک کرد.. جاروبرقی، ماشین ظرفشویی، چاپگرهای کامپیوتری، دستگاه های فکس، ضبط ویدئو کاست، ماشین ابزار، ماشین های چاپ، ماشین ها، سیستم های مترو، تاسیسات تصفیه فاضلاب و ایستگاه های پمپاژ آب همگی نمونه هایی از اهمیت موتورهای الکتریکی در زندگی مدرن هستند..از سوی دیگر، دوره جدید، منادی تمرکز بیشتر بر جزئیات در نتیجه توسعه، قانون و نیاز به ماندن در رقابت است..در نتیجه، سیستمها پیچیدهتر میشوند و منابع در پاسخ افزایش مییابند.ساختن یک سیستم خبره بدون شک یک مشکل مهندسی است و افزایش درصدی جزئی راندمان می تواند به هموار کردن مسیر به سوی آینده بهینه/سبز که به دنبال آن هستیم کمک کند..هدف، تنظیم دقیق و توسعه طرحهای موتور و الگوریتمهای کنترل است.

پرسشهای متداول ❓موتورهای الکتریکی برای چه مواردی استفاده میشوند؟ موتورهای الکتریکی برای تبدیل انرژی الکتریکی به انرژی مکانیکی استفاده میشوند..انواع موتورهای الکتریکی چیست؟ موتورهای الکتریکی در دو نوع اصلی ارائه می شوند: جریان متناوب (AC)، جریان مستقیم (DC).در حالی که موتورهای AC دارای سه نوع هستند: موتورهای القایی، موتورهای سنکرون، موتورهای خطی.موتورهای الکتریکی از چه ابزارهایی استفاده می کنند؟ موتورهای الکتریکی را می توان در طیف گسترده ای از ابزارها، هم دستی و هم ثابت پیدا کرد..در اینجا چند نمونه از ابزارهایی که معمولاً از موتورهای الکتریکی استفاده می کنند آورده شده است: مته های برقی و درایورها، اره های برقی، کمپرسورهای هوا، تجهیزات ورزشی، وسایل نقلیه الکتریکی، مانند اتومبیل، دوچرخه، و اسکوتر..وظیفه موتور در یک ابزار چیست؟ موتورهای الکتریکی وظیفه تبدیل انرژی الکتریکی به انرژی مکانیکی را بر عهده دارند..آیا ابزارهای برقی از موتورهای AC یا Dc استفاده می کنند؟ هر دو موتور AC و DC مزایا و معایب خود را دارند و انتخاب موتور به عواملی مانند توان مورد نیاز، راندمان، وزن و هزینه بستگی دارد..در مقایسه با موتورهای DC بدون جاروبک، مزایای موتورهای DC بدون جاروبک (موتورهای BLDC) چیست؟ موتورهای DC بدون جاروبک (موتورهای BLDC)، که با برسها و کموتاتورها با کنتاکتهای مکانیکی از بین میبرند، صدای کم، تعمیر و نگهداری کم و قابلیت دارند. .مواد برس در یک موتور DC چیست؟ کامپوزیت های فلز، کربن و فلز-کربن مواد رایج برای برس ها هستند..برخی از برس های فلزی از یک کموتاتور برای اعمال فلزات گرانبها مانند طلا بر روی سطح تماس استفاده می کنند.ماده برس بر اساس ولتاژ/جریان الکتریکی و همچنین ملاحظات اقتصادی با دقت انتخاب می شود.اجزای یک موتور پایه چیست؟ یک آرمیچر یا روتور، یک کموتاتور، برس ها، یک محور، یک آهنربای میدان و برخی از انواع منبع تغذیه DC یک موتور پایه را تشکیل می دهند..حداکثر طول عمر یک موتور الکتریکی چقدر است؟ اگر در شرایط عملیاتی معمولی کار کند، یک موتور الکتریکی می تواند بین 15 تا 20 سال تحت تنظیمات آزمایشی دوام بیاورد..آیا استفاده از موتور الکتریکی DC بهتر است یا AC؟ اگرچه موتورهای AC قدرتمندتر هستند و نیاز به تعمیر و نگهداری کمتری دارند، اما موتورهای DC از نظر انرژی کارآمدتر هستند..استفاده از موتور الکتریکی در انتخاب AC یا DC تأثیر دارد.

برچسب ها :