موتور AC یک ماشین الکتریکی است که جریان متناوب را به چرخش مکانیکی تبدیل می‌کند. کاربردهای موتور AC از تبدیل برق فله صنعتی به مکانیکی تا تبدیل توان کوچک خانگی را شامل می‌شود. در این مقاله، اجازه دهید به طور خلاصه در مورد ویژگی های مختلف و عملکرد یک موتور AC صحبت کنیم. پیش‌تر در مورد برترین تولید کننده‌های الکتروموتور صحبت کرده‌ایم.
موتور AC چیست؟
موتور AC موتوری است که جریان متناوب را به توان مکانیکی تبدیل می‌کند. استاتور و روتور قطعات مهم موتورهای AC هستند. استاتور قسمت ثابت موتور است و روتور قسمت دوار موتور است. موتور AC ممکن است تک فاز یا سه فاز باشد. نیکولا تسلا اولین موتور القایی AC را در سال 1887 اختراع کرد.
ساخت موتور AC
یک جریان متناوب یک موتور AC را به حرکت در می‌آورد. استاتور ثابت و روتور دوار بخش مهمی از موتورهای AC هستند. در این بخش به بررسی قسمت های مختلف یک موتور AC می‌پردازیم.
نمودار موتور AC
قسمت های مختلف موتور AC به شرح زیر است:
استاتور
استاتور قسمت ثابت موتور است که میدان مغناطیسی چرخشی را برای برهمکنش با روتور ایجاد می‌کند.
هسته استاتور
هسته استاتور از ورقه های فلزی نازک ساخته شده است که به لمینیت معروف هستند. از لمینیت ها برای کاهش اتلاف انرژی استفاده می‌شود.
سیم پیچ استاتور
سیم‌پیچ‌های استاتور روی هم چیده می‌شوند و یک استوانه توخالی را تشکیل می‌دهند. شکاف های کویل های هسته استاتور سیم های عایق بندی شده عایق بندی شده اند.
هنگامی‌که موتور مونتاژ شده در حال کار است، سیم پیچ های استاتور به یک منبع تغذیه متصل می‌شوند. هر گروه از سیم پیچ ها به همراه هسته فولادی با اعمال جریان به آهنربای الکتریکی تبدیل می‌شوند.
روتور
روتور جزء مرکزی موتور است که به شفت ثابت می‌شود. رایج ترین نوع روتور مورد استفاده در موتورهای AC روتور قفس سنجابی است. روتور قفس سنجابی استوانه ای است و از روی هم قرار دادن لایه های فولادی نازک ساخته می‌شود.
به جای قرار دادن سیم‌پیچ‌هایی بین شکاف‌ها، میله‌های رسانا در شکاف‌های با فاصله یکسان در اطراف سیلندر ریخته می‌شوند. هنگامی‌که میله های هادی به صورت دایکاست، به صورت الکتریکی و مکانیکی به حلقه های انتهایی متصل می‌شوند.
شفت موتور
روتور بر روی یک محور فولادی فشار داده می‌شود تا یک مجموعه روتور تشکیل شود. شفت خارج از محفظه موتور گسترش می‌یابد و اجازه می‌دهد تا به یک سیستم خارجی برای انتقال قدرت چرخشی متصل شود.
بلبرینگ
بلبرینگ ها محور موتور را در جای خود نگه می‌دارند. یاتاقان‌ها اصطکاک شفت متصل به بدنه را به حداقل می‌رسانند که باعث افزایش راندمان موتور می‌شود.
محفظه
محفظه از قسمت های داخلی موتور در برابر آب و سایر عوامل محیطی محافظت می‌کند. محفظه شامل یک قاب و دو براکت انتهایی است.
طبقه بندی موتورهای AC
در زیر انواع مختلف موتورهای AC را به تفصیل مورد بحث قرار داده ایم. اگر مانند من سوالی در رابطه با تفاوت موتور و ژنراتور ذهنتان را مشغول کرده است به مقاله آن سر بزنید.
بر اساس اصل کار، موتورهای AC به صورت زیر طبقه بندی می‌شوند:
- موتور سنکرون
- موتور القایی
موتور سنکرون
موتوری که با سرعت سنکرون کار می‌کند به عنوان موتور سنکرون شناخته می‌شود. سرعت ثابتی که موتور در آن نیروی الکتروموتور تولید می‌کند به عنوان سرعت سنکرون شناخته می‌شود. یک آهنربای الکتریکی در میدان مغناطیسی دوار به طور مغناطیسی خود را با میدان مغناطیسی دوار قفل می‌کند و همزمان به عنوان میدان دوار می‌چرخد. نام موتور سنکرون از اینجاست. این همچنین به این معنی است که موتورهای سنکرون دارای سرعت ثابت هستند. سرعت سنکرون را می‌توان با استفاده از فرمول زیر محاسبه کرد:
فرمول سرعت سنکرون موتور AC
جایی که ns سرعت سنکرون است، f فرکانس ولتاژ خط بر حسب هرتز و P تعداد قطب ها است.
اصل کار یک موتور سنکرون
موتور سنکرون با دو ورودی الکتریکی ارائه شده به آن کار می‌کند.
استاتور مجهز به منبع AC 3 فاز است، در حالی که روتور با منبع تغذیه DC ارائه می‌شود.
سیم پیچ استاتور که با منبع AC 3 فاز عرضه می‌شود، شار مغناطیسی چرخشی 3 فاز ایجاد می‌کند. روتور حامل منبع DC یک شار ثابت تولید می‌کند.
در یک لحظه خاص، روتور و قطب‌های استاتور ممکن است از قطبیت یکسانی برخوردار باشند (N-N یا S-S)، که باعث ایجاد نیروی دافعه می‌شود و در ثانیه بعد N-S نیروی جاذبه ایجاد می‌کند.
با توجه به این نیروی جذاب و دافعه، موتور نمی‌تواند در هیچ جهتی بچرخد و در حالت سکون باقی می‌ماند.
برای غلبه بر این مقاومت در برابر حرکت، روتور در ابتدا از ورودی مکانیکی تغذیه می‌کند که آن را در همان جهت میدان مغناطیسی می‌چرخاند. پس از مدتی، قفل مغناطیسی رخ می‌دهد و موتور سنکرون به صورت همزمان می‌چرخد.
موتور القایی
موتورهای القایی پرکاربردترین موتورها هستند. موتورهای القایی به عنوان موتورهای آسنکرون نیز شناخته می‌شوند زیرا همیشه کندتر از سرعت سنکرون کار می‌کنند.
بر اساس نوع ساخت روتور به دو نوع زیر تقسیم می‌شوند:
- موتور قفس سنجاب
- موتور حلقه لغزنده
اصل کار موتورهای القایی
در یک موتور القایی، سیم پیچ استاتور با منبع AC تغذیه می‌شود. این باعث می‌شود سیم پیچ استاتور یک شار متناوب ایجاد کند. ما این شار دوار را "میدان مغناطیسی دوار (RMF)" می‌نامیم.
طبق قانون القای الکترومغناطیسی فارادی، سرعت نسبی بین RMF استاتور و RMF روتور باعث ایجاد EMF القایی در هادی های روتور می‌شود. هادی های روتور اتصال کوتاه دارند و جریان روتور به دلیل emf القایی ایجاد می‌شود.
این جریان القایی شار متناوب در اطراف خود ایجاد می‌کند. لازم به ذکر است که شار استاتور از شار روتور عقب است.
با توجه به سرعت نسبی بین شار استاتور دوار و روتور، روتور در همان جهت شار استاتور می‌چرخد تا سرعت نسبی را به حداقل برساند. این اصل کار موتور القایی است.
تفاوت بین سرعت سنکرون (Ns) و سرعت واقعی (N) روتور به عنوان لغزش شناخته می‌شود.
کاربردهای موتورهای AC
موتورهای AC به دلایل زیر منبع تغذیه ترجیحی هستند:
طول عمر
تنها با چند قطعه متحرک، موتورهای AC این پتانسیل را دارند که سال ها دوام بیاورند. دوام موتورهای AC آنها را به یک راه حل ترجیحی برای کاربردهای میدانی مانند تجهیزات کشاورزی و کاربردهای تجاری مانند ماشین های فروش تبدیل می‌کند.
بهره وری
ویژگی های سرعت به گشتاور موتورهای AC به آنها اجازه می‌دهد تا عملکرد عالی را در بسیاری از کاربردها بدون گرم شدن بیش از حد، انحطاط یا ترمز ارائه دهند. به همین دلیل است که موتور AC برای کاربردهای پر تقاضا مانند پمپ ها و تجهیزات بسته بندی انتخاب می‌شود.
عملیات بی صدا
موتورهای AC با تولید صدای کمتر، برای کاربرد در فروشگاه ها، بیمارستان ها و رستوران ها ایده آل هستند.
دسترسی
موتورهای AC در طیف گسترده ای از اندازه ها و توان خروجی موجود هستند. این طیف وسیع آن را برای بسیاری از کاربردها ایده آل می‌کند.
نمای کلی موتور AC
تعریف موتور AC AC موتور الکتریکی است که جریان متناوب را به نیروی مکانیکی تبدیل می‌کند.
اصل کار موتور AC یک موتور AC بر اساس اصل القای الکترومغناطیسی کار می‌کند.
انواع موتورهای AC بر اساس اصل عملکرد، آنها به دو نوع موتور سنکرون و موتور القایی طبقه بندی می‌شوند.
سوالات متداول - سوالات متداول
موتور AC چه زمانی اختراع شد؟
نیکولا تسلا اولین موتور القایی AC را در سال 1887 اختراع کرد.
مزایای موتور AC نسبت به موتور DC چیست؟
موتورهای AC گشتاور بیشتری تولید می‌کنند و بدون جاروبک هستند. سرعت و قدرت یک موتور AC را می‌توان با استفاده از یک کنترلر تغییر داد. یک موتور AC نیازی به کموتاتور و برس ندارد. از این رو هیچ جرقه ای وجود ندارد.
اصل کار یک موتور AC چیست؟
موتورهای AC با اعمال استاتور و روتور، شار مغناطیسی و جریان القایی را در داخل موتور ایجاد می‌کنند و نیروی چرخشی را به دست می‌آورند.
سرعت سنکرون چیست؟
سرعت ثابتی که موتور در آن نیروی الکتروموتور تولید می‌کند به عنوان سرعت سنکرون شناخته می‌شود.
چگونه می‌توان موتور AC را از موتور DC متمایز کرد؟
اگر موتور کموتاتور و برس نداشته باشد، موتور AC است. از طرفی اگر موتور دارای کموتاتور و برس باشد، موتور DC است.
منبع مقاله سایت بای‌جوس
موتور AC چه ویژگی هایی دارد و عملکرد آن چگونه است؟
موتور AC یک ماشین الکتریکی است که جریان متناوب را به چرخش مکانیکی تبدیل می‌کند. کاربردهای موتور AC از تبدیل برق فله صنعتی به مکانیکی تا تبدیل توان کوچک خانگی را شامل می‌شود. در این مقاله، اجازه دهید به طور خلاصه در مورد ویژگی های مختلف و عملکرد یک موتور AC صحبت کنیم. پیش‌تر در مورد برترین تولید کننده‌های الکتروموتور صحبت کرده‌ایم.
موتور AC چیست؟
موتور AC موتوری است که جریان متناوب را به توان مکانیکی تبدیل می‌کند. استاتور و روتور قطعات مهم موتورهای AC هستند. استاتور قسمت ثابت موتور است و روتور قسمت دوار موتور است. موتور AC ممکن است تک فاز یا سه فاز باشد. نیکولا تسلا اولین موتور القایی AC را در سال 1887 اختراع کرد.
ساخت موتور AC
یک جریان متناوب یک موتور AC را به حرکت در می‌آورد. استاتور ثابت و روتور دوار بخش مهمی از موتورهای AC هستند. در این بخش به بررسی قسمت های مختلف یک موتور AC می‌پردازیم.
نمودار موتور AC
قسمت های مختلف موتور AC به شرح زیر است:
استاتور
استاتور قسمت ثابت موتور است که میدان مغناطیسی چرخشی را برای برهمکنش با روتور ایجاد می‌کند.
هسته استاتور
هسته استاتور از ورقه های فلزی نازک ساخته شده است که به لمینیت معروف هستند. از لمینیت ها برای کاهش اتلاف انرژی استفاده می‌شود.
سیم پیچ استاتور
سیم‌پیچ‌های استاتور روی هم چیده می‌شوند و یک استوانه توخالی را تشکیل می‌دهند. شکاف های کویل های هسته استاتور سیم های عایق بندی شده عایق بندی شده اند.
هنگامی‌که موتور مونتاژ شده در حال کار است، سیم پیچ های استاتور به یک منبع تغذیه متصل می‌شوند. هر گروه از سیم پیچ ها به همراه هسته فولادی با اعمال جریان به آهنربای الکتریکی تبدیل می‌شوند.
روتور
روتور جزء مرکزی موتور است که به شفت ثابت می‌شود. رایج ترین نوع روتور مورد استفاده در موتورهای AC روتور قفس سنجابی است. روتور قفس سنجابی استوانه ای است و از روی هم قرار دادن لایه های فولادی نازک ساخته می‌شود.
به جای قرار دادن سیم‌پیچ‌هایی بین شکاف‌ها، میله‌های رسانا در شکاف‌های با فاصله یکسان در اطراف سیلندر ریخته می‌شوند. هنگامی‌که میله های هادی به صورت دایکاست، به صورت الکتریکی و مکانیکی به حلقه های انتهایی متصل می‌شوند.
شفت موتور
روتور بر روی یک محور فولادی فشار داده می‌شود تا یک مجموعه روتور تشکیل شود. شفت خارج از محفظه موتور گسترش می‌یابد و اجازه می‌دهد تا به یک سیستم خارجی برای انتقال قدرت چرخشی متصل شود.
بلبرینگ
بلبرینگ ها محور موتور را در جای خود نگه می‌دارند. یاتاقان‌ها اصطکاک شفت متصل به بدنه را به حداقل می‌رسانند که باعث افزایش راندمان موتور می‌شود.
محفظه
محفظه از قسمت های داخلی موتور در برابر آب و سایر عوامل محیطی محافظت می‌کند. محفظه شامل یک قاب و دو براکت انتهایی است.
طبقه بندی موتورهای AC
در زیر انواع مختلف موتورهای AC را به تفصیل مورد بحث قرار داده ایم. اگر مانند من سوالی در رابطه با تفاوت موتور و ژنراتور ذهنتان را مشغول کرده است به مقاله آن سر بزنید.
بر اساس اصل کار، موتورهای AC به صورت زیر طبقه بندی می‌شوند:
- موتور سنکرون
- موتور القایی
موتور سنکرون
موتوری که با سرعت سنکرون کار می‌کند به عنوان موتور سنکرون شناخته می‌شود. سرعت ثابتی که موتور در آن نیروی الکتروموتور تولید می‌کند به عنوان سرعت سنکرون شناخته می‌شود. یک آهنربای الکتریکی در میدان مغناطیسی دوار به طور مغناطیسی خود را با میدان مغناطیسی دوار قفل می‌کند و همزمان به عنوان میدان دوار می‌چرخد. نام موتور سنکرون از اینجاست. این همچنین به این معنی است که موتورهای سنکرون دارای سرعت ثابت هستند. سرعت سنکرون را می‌توان با استفاده از فرمول زیر محاسبه کرد:
فرمول سرعت سنکرون موتور AC
جایی که ns سرعت سنکرون است، f فرکانس ولتاژ خط بر حسب هرتز و P تعداد قطب ها است.
اصل کار یک موتور سنکرون
موتور سنکرون با دو ورودی الکتریکی ارائه شده به آن کار می‌کند.
استاتور مجهز به منبع AC 3 فاز است، در حالی که روتور با منبع تغذیه DC ارائه می‌شود.
سیم پیچ استاتور که با منبع AC 3 فاز عرضه می‌شود، شار مغناطیسی چرخشی 3 فاز ایجاد می‌کند. روتور حامل منبع DC یک شار ثابت تولید می‌کند.
در یک لحظه خاص، روتور و قطب‌های استاتور ممکن است از قطبیت یکسانی برخوردار باشند (N-N یا S-S)، که باعث ایجاد نیروی دافعه می‌شود و در ثانیه بعد N-S نیروی جاذبه ایجاد می‌کند.
با توجه به این نیروی جذاب و دافعه، موتور نمی‌تواند در هیچ جهتی بچرخد و در حالت سکون باقی می‌ماند.
برای غلبه بر این مقاومت در برابر حرکت، روتور در ابتدا از ورودی مکانیکی تغذیه می‌کند که آن را در همان جهت میدان مغناطیسی می‌چرخاند. پس از مدتی، قفل مغناطیسی رخ می‌دهد و موتور سنکرون به صورت همزمان می‌چرخد.
موتور القایی
موتورهای القایی پرکاربردترین موتورها هستند. موتورهای القایی به عنوان موتورهای آسنکرون نیز شناخته می‌شوند زیرا همیشه کندتر از سرعت سنکرون کار می‌کنند.
بر اساس نوع ساخت روتور به دو نوع زیر تقسیم می‌شوند:
- موتور قفس سنجاب
- موتور حلقه لغزنده
اصل کار موتورهای القایی
در یک موتور القایی، سیم پیچ استاتور با منبع AC تغذیه می‌شود. این باعث می‌شود سیم پیچ استاتور یک شار متناوب ایجاد کند. ما این شار دوار را "میدان مغناطیسی دوار (RMF)" می‌نامیم.
طبق قانون القای الکترومغناطیسی فارادی، سرعت نسبی بین RMF استاتور و RMF روتور باعث ایجاد EMF القایی در هادی های روتور می‌شود. هادی های روتور اتصال کوتاه دارند و جریان روتور به دلیل emf القایی ایجاد می‌شود.
این جریان القایی شار متناوب در اطراف خود ایجاد می‌کند. لازم به ذکر است که شار استاتور از شار روتور عقب است.
با توجه به سرعت نسبی بین شار استاتور دوار و روتور، روتور در همان جهت شار استاتور می‌چرخد تا سرعت نسبی را به حداقل برساند. این اصل کار موتور القایی است.
تفاوت بین سرعت سنکرون (Ns) و سرعت واقعی (N) روتور به عنوان لغزش شناخته می‌شود.
کاربردهای موتورهای AC
موتورهای AC به دلایل زیر منبع تغذیه ترجیحی هستند:
طول عمر
تنها با چند قطعه متحرک، موتورهای AC این پتانسیل را دارند که سال ها دوام بیاورند. دوام موتورهای AC آنها را به یک راه حل ترجیحی برای کاربردهای میدانی مانند تجهیزات کشاورزی و کاربردهای تجاری مانند ماشین های فروش تبدیل می‌کند.
بهره وری
ویژگی های سرعت به گشتاور موتورهای AC به آنها اجازه می‌دهد تا عملکرد عالی را در بسیاری از کاربردها بدون گرم شدن بیش از حد، انحطاط یا ترمز ارائه دهند. به همین دلیل است که موتور AC برای کاربردهای پر تقاضا مانند پمپ ها و تجهیزات بسته بندی انتخاب می‌شود.
عملیات بی صدا
موتورهای AC با تولید صدای کمتر، برای کاربرد در فروشگاه ها، بیمارستان ها و رستوران ها ایده آل هستند.
دسترسی
موتورهای AC در طیف گسترده ای از اندازه ها و توان خروجی موجود هستند. این طیف وسیع آن را برای بسیاری از کاربردها ایده آل می‌کند.
نمای کلی موتور AC
تعریف موتور AC AC موتور الکتریکی است که جریان متناوب را به نیروی مکانیکی تبدیل می‌کند.
اصل کار موتور AC یک موتور AC بر اساس اصل القای الکترومغناطیسی کار می‌کند.
انواع موتورهای AC بر اساس اصل عملکرد، آنها به دو نوع موتور سنکرون و موتور القایی طبقه بندی می‌شوند.
سوالات متداول - سوالات متداول
موتور AC چه زمانی اختراع شد؟
نیکولا تسلا اولین موتور القایی AC را در سال 1887 اختراع کرد.
مزایای موتور AC نسبت به موتور DC چیست؟
موتورهای AC گشتاور بیشتری تولید می‌کنند و بدون جاروبک هستند. سرعت و قدرت یک موتور AC را می‌توان با استفاده از یک کنترلر تغییر داد. یک موتور AC نیازی به کموتاتور و برس ندارد. از این رو هیچ جرقه ای وجود ندارد.
اصل کار یک موتور AC چیست؟
موتورهای AC با اعمال استاتور و روتور، شار مغناطیسی و جریان القایی را در داخل موتور ایجاد می‌کنند و نیروی چرخشی را به دست می‌آورند.
سرعت سنکرون چیست؟
سرعت ثابتی که موتور در آن نیروی الکتروموتور تولید می‌کند به عنوان سرعت سنکرون شناخته می‌شود.
چگونه می‌توان موتور AC را از موتور DC متمایز کرد؟
اگر موتور کموتاتور و برس نداشته باشد، موتور AC است. از طرفی اگر موتور دارای کموتاتور و برس باشد، موتور DC است.
منبع مقاله سایت بای‌جوس
