الکتروموتور تک فاز

از آنجا که انواع الکتروموتور سه فاز و الکتروموتور تک فاز القایی از اجزای اصلی به کار رفته در صنایع مختلف کوچک و بزرگ می باشند. بسیاری از افراد مشغول در این صنایع با گرایش های مختلف تحصیلی و غیرتخصصی برق نیاز به آشنایی کلی و عمومی نسبت به این تجهیزات را دارند. الکتروموتور القائی ماشینی است که نیروی الکتریکی را به نیروی مکانیکی خطی یا چرخشی تبدیل میکند و بر این اساس استوار شده است که اگر یک میله حاوی جریان الکتریکی در یک میدان مغناطیسی قرار گیرد از طرف آن میدان نیروی به آن وارد می شود. در این مطلب از پیکاتک به بررسی الکتروموتور تک فاز و مشخصات و مزایا ان می پردازیم.

الکتروموتور تک فاز چیست ؟

موتور الکتریکی تک فاز ، بسیار متنوع هستند و بنابر ویژگی‌های خود در موارد مختلف کاربرد دارند. عامل ایجاد چرخش در موتور‌های القایی سه فاز، ایجاد میدان دوار در داخل استاتور می‌باشد. در صورتی که با عبور جریان AC تک فاز از یک سیم پیچ میدان ضربانی ایجاد می‌شود. در واقع چگونگی القای ولتاژ در هادی‌های رتور و چرخش آن در موتور‌های سه فاز و تک فاز شبیه یکدیگر است. از این رو به دلیل سادگی ساختمان موتور‌های القایی تک فاز، رتور همه آن‌ها را از نوع قفسه سنجابی می‌سازند. در موتور‌های القایی هر چه اختلاف فاز جریان سیم پیچ اصلی با سیم پیچ راه اندازبیشتر باشد, گشتاور راه اندازی بیشتر و میدان دوار ایجاد شده متقارن‌تر است. بیشترین گشتاور راه اندازی زمانی است که اختلاف فازجریان دو سیم پیچ 90 درجه باشد. در این حالت میدان دوار ایجاد شده کاملا متقارن می‌باشد. الکتروموتورهای تک فاز اغلب برای مصارف خانگی مورد استفاده قرار می گیرد ساختمان الکتروموتورتک فاز با الکتروموتور سه فاز تقریبا یکسان هستند. تفاوت آنها در این می باشد که گاهی، در الکتروموتور تک فاز از کلید گریز از مرکز استفاده می شود که در سه فاز کاربرد ندارد.معمولا برای مصارف خانگی و نیمه صنعتی از الکتروموتورکوچک تک فاز که توان مصرفی آنها تا الکتروموتور 3 اسب بخار تک فاز می باشد استفاده می شود.اما در بعضی مواقع نیز از الکتروموتورهای با توان بالاتر نیز استفاده می شود. الکتروموتور تک فاز می تواند تک خازن یا دو خازن باشد که الکتروموتور دو خازن را رله ای می نامند.  

انواع الکتروموتور تک فاز

انواع الکتروموتور تک فاز به شرح زیر است:

1. موتور‌های القایی تک فاز با فاز شکسته
2. موتور‌های القایی با خازن راه انداز
3. موتور القایی با خازن دائم کار
4. موتور‌های القایی دو خازنی ( خازن راه انداز و دائم کار)
5. موتور القایی قطب چاک دار

موتور‌های القایی تک فاز با فاز شکسته:

در این موتور‌ها برای ایجاد اختلاف فاز بین جریان سیم پیچ اصلی و راه انداز، نسبت مقاومت اهمی به القایی سیم پیچ راه انداز را بیشتر از سیم پیچ اصلی اختیار می‌کنند. یعنی امپدانس سیم پیچ راه انداز بیشتر خاصیت اهمی و امپدانس سیم پیچ اصلی بیشتر خاصیت سلفی دارد. بهترین راه افزایش نسبت مقاومت اهمی به مقاومت القایی، استفاده از سیم نازک‌تر در سیم پیچ می‌باشد.

موتور‌های القایی با خازن راه انداز:

در این نوع الکتروموتور تک فاز ، اختلاف فاز جریان سیم پیچ اصلی و راه انداز به کمک یک خازن سری شده با سیم پیچ راه انداز ایجاد می‌شود. با محاسبه مقدار مناسب ظرفیت خازن می‌توان اختلاف زاویه بین دو جریان را در زمان راه اندازی به 90 درجه رساند. در نتیجه گشتاور راه اندازی چنین موتوری بسیار خوب می‌باشد. زیرا بیشترین مقدار گشتاور در موتور القایی تک فاز با ایجاد این زاویه به دست می‌آید. بعد از راه اندازی موتور، عبور جریان زیاد از خازن باعث سوختن آن می‌شود به همین خاطر باید خازن را توسط کلید گریز از مرکز از مدار خارج کرد.

موتور القایی با خازن دائم کار

در این نوع خازن سری شده با سیم پیچ راه انداز طوری محاسبه گردد تا در موقع راه اندازی اختلاف فاز اندک، ولی در زمان کار، اختلاف فاز تقریبا 90 درجه شود، می‌توان خازن را در مدار نگه داشت. در این صورت مقدار ظرفیت خازن دائم کار نسبت به خازن راه انداز کمتر است و در زمان راه اندازی جریان کمتری از آن عبور می‌کند. از طرفی، چون خازن دائم کار مدت زمان بیشتری باید در مدار بماند بنابراین خازن الکترولیت برای آن مناسب نیست؛ لذا خازن این موتور‌ها از نوع روغنی انتخاب می‌شود که قیمت آن‌ها گران‌تر از خازن‌های الکترولیت است.      

موتور‌های القایی دو خازنی خازن راه انداز و دائم کار

اگر در موتور القایی از هر دو خازن دائم کار و راه انداز هم زمان استفاده شود، موتور را دو خازنی می‌گویند. این موتور‌ها غالباً جزِء موتور‌های صنعتی محسوب می‌شوند و در وسایلی مانند ماشین لباسشویی صنعتی، یخچال‌های صنعتی، موتور‌های بالابر و … کاربرد دارند.از این موتورها در پمپ های بالابرها، کمپرسورها، یخچال های صنعتی و به طور کلی جاهایی که بخواهیم بارهای سنگین را راه اندازی کنیم استفاده می شود.مشخصات این موتورها به شرح زیر است

• این موتورها گشتاور راه اندازی زیادی دارند.
• در شرایط کاری گشتاور خوبی از خود نشان می دهند.
• ضریب بهره و ضریب قدرت خوبی دارند.
• فوق العاده آرام کار می کنند.
• قدرت تحمل اضافه بار تا 25 درصد بار نامی دارند.

موتور القایی قطب چاک دار

اگر برروی قطب‌های برجسته موتور شیار‌هایی تعبیه گردد و یک یا چند حلقه هادی اتصال کوتاه شده در داخل آن قرار داده شود در این صورت به این نوع موتور القایی، موتور قطب چاک دار می‌گویند. گشتاور راه اندازی و ضریب بهره این موتور‌ها بسیار کم است و معمولا در توان‌های کمتر از 150 وات ساخته می‌شوند. مزیت اصلی این موتور‌ها سادگی ساختمان آن‌ها می‌باشد.  

کاربرد موتور الکتریکی تک فاز

موارد استفاده از موتور الکتریکی تک فاز به شرح زیر است:

•  در کمپرسورها
•  ماشین لباسشویی
• کولرهای آبی
• یخچال های خانگی ،یخچال های صنعتی
• پمپ های آب
• بالابرها
• هواکش ها
• ساختمان سازی
• اتوماسیون های صنعتی
• تجهیزات اداری مثل کامپیوترها- پرینترها و بسیاری موارد دیگر

مشخصه های کاربردی در انتخاب الکتروموتور تک فاز

مشخصه های کاربردی در انتخاب الکتروموتور تک فاز به شرح زیر است:

توان نامی الکتروموتور

یکی از آیتم هایی که در انتخاب موتور مد نظر قرار می گیرد, توان نامی است که معمولا با واحد کیلووات (KW) و یا اسب بخار (HP) مطرح می شود. توان نامی که در پلاک مشخصات موتور قرار می گیرد در واقع مقدار توان مکانیکی قابل دسترس روی شفت الکتروموتور است و به صورت حاصلضرب مقدار گشتاورنامی (τ) در سرعت چرخش (ώ) روتور تعریف می شود.

سرعت اسمی (سنکرون ) الکتروموتور

ناشی از تغذیه الکتروموتور با برق متناوب شبکه برق، میدان مغناطیسی در سیم پیچیهای استاتور ایجاد می شود که دائما در حال چرخش حول محور استاتور می باشد. تعداد چرخش این میدان مغناطیسی را حول محور خود در یک دقیقه سرعت سنکرون یا سرعت اسمی می نامند. سرعت اسمی موتورهای که بیشتر در بازار مورد استفاده قرار می گیرند rpm 1500 , 3000rpm, 1000rpm, 750rpm می باشد. مقدار سرعت اسمی رابطه معکوس با تعداد قطب موتور دارد بدین صورت که هرچه تعداد قطب بیشتر باشد, سرعت اسمی الکتروموتور کمتر خواهد بود. به عنوان مثال سرعت اسمی موتوری که با فرکانس 50 هرتز تغذیه می شود و 4 قطب (پل) دارد, 1500 دور و سرعت اسمی یک الکتروموتور 2 قطب 3000 دور خواهد بود.

سرعت نامی الکتروموتور (rpm)

تعداد چرخش روتور در یک دقیقه را سرعت یا دور نامی می نامند که با واحدrpm مطرح می شود. دور نامی انواع الکتروموتور AC با تعداد قطب (پل) الکترو موتور و فرکانس برق ورودی رابطه دارد. تعداد دور نامی موتور همانند دور اسمی رابطه مستقیم با فرکانس برق ورودی و رابطه معکوس با تعداد قطب (پل) موتور دارد.

تعداد قطب (پل) الکتروموتور

در یک الکتروموتور سه فاز القائی، 3 دسته سیم پیچی اصلی در استاتور وجود دارد که هر دسته سیم پیچی مربوط به یک فاز است. تعداد قطب که در بازار به نام تعداد پل نیز خوانده می شود, معمولا ضریبی از عدد 2 است و نشان دهنده تعداد کلاف در هر دسته سیم پیچی استاتور می باشد.        

روش‌های دسته‌ بندی موتور الکتریکی تک فاز

روش‌های دسته‌ بندی موتور الکتریکی تک فاز به شرح زیر است:

•  بر اساس ساختمان داخلی
• بر اساس کاربرد
• بر اساس نوع حرکت مکانیکی
•  بر اساس منبع تغذیه

لینک های مرتبط :

الکتروموتور ضد انفجار