الکتروموتور یا موتور الکتریکی نوار نقاله

الکتروموتور نوار نقاله چیست؟

نوعی ماشین است که انرژی الکتریکی را به حرکت مکانیکی تبدیل می کند. ایده کلی بر این اساس است که وقتی که یک هادی حامل جریان الکتریسیته تحت اثر یک میدان مغناطیسی قرار می گیرد نیرویی بر روی آن هادی حامل جریان از سوی میدان مغناطیسی اعمال می شود. اغلب موتورهای الکتریکی دوار هستند. اما موتور خطی هم وجود دارند.

هر موتور الکتریکی دوار از دو بخش متحرک و محرک تشکیل شده است.که به بخش متحرک روتور و به بخش ثابت که معمولا درون موتور قرار دارد استاتور یا ایستانه نیز می گویند. در یک موتور الکتریکی، روتور به علت گشتاور ناشی از نیرویی ایجاد شده توسط میدان مغناطیسی در استاتور، به حول محور خود می چرخد. هر الکتروموتور بر اساس ساختارش توسط برق جریان مستقیم DC و یا جریان متناوب AC تغذیه می گردد.

موتورهای الکتریکی در اندازه‌ها و ظرفیت‌های مختلف و برای کاربردهای مختلفی تولید می شوند.

الکتروموتور ها در دو حالت کلی دسته‌بندی می‌شوند که شامل؛ موتورهای AC (جریان متناوب) و موتورهای DC (جریان مستقیم) می‌شود.

در ادامه مطلب به توضیح این دو نوع موتور الکتریکی می‌پردازیم:

انواع الکترو موتور نوار نقاله:

موتورهای AC

موتورهای AC از جریان متناوب برای تبدیل انرژی الکتریکی به انرژی مکانیکی استفاده می‌کنند. این دسته از الکتروموتور ها در هنگام راه اندازی به انرژی کمی نیاز دارند و شتاب کنترل شده را امکان پذیر می کنند، به این معنی که می توانند سرعت و عملکرد ثابتی را ارائه کنند.

این ویژگی‌های مهم باعث شده تا موتورهای AC برای کاربردهایی که نیاز به استفاده پایدار دارند، مانند سیستم‌های نوار نقاله یا واحدهای تهویه مطبوع، بهترین انتخاب باشند. این کاربردها نیازی به تغییر مداوم سرعت ندارند، به این معنی که ساییدگی و پارگی موتور کمتر در این نوع الکتروموتور رایج است.

انواع الکتروموتور های AC

الکتروموتور های AC خود به دو نوع سنکرون و القایی تقسیم می‌شوند. در یک موتور AC سنکرون، چرخش روتور با فرکانس جریان تغذیه مطابقت دارد. بنابراین، سرعت آن بدون توجه به بار ثابت می‌ماند و این ویژگی آن را برای دستگاه‌های موقعیت‌یابی با دقت بالا ایده آل می‌کند.

الکتروموتور های القایی رایج ترین نوع موتورهای AC هستند و در هر نوع از تجهیزات از بالابر گرفته تا لوازم خانگی یافت می شوند. این موتورها با نام موتورهای غیرهمزمان یا آسنکرون نیز شناخته می شوند، زیرا برای تولید گشتاور از القای الکترومغناطیسی ناشی از میدان مغناطیسی در سیم پیچ استاتور استفاده می کنند که باعث تولید جریان در روتور می شود.

حرکت دورانی میدان مغناطیسی نسبت به هادی‌های روتور باعث می شود که ولتاژی متناسب با بزرگی و سرعت میدان نسبت به هادی‌ها القا شود. از آنجا که هادی های روتور در هر انتها با هم اتصال کوتاه دارند، این امر باعث می‌شود که جریان در این هادی ها جاری شود. در ساده‌ترین حالت کار، این جریان‌ها تقریباً برابر با ولتاژ القایی، تقسیم بر مقاومت هادی خواهند بود. جریان‌ها در این الکتروموتور تقریباً به صورت سینوسی در اطراف روتور توزیع شده‌اند و به گونه ای قرار دارند که گشتاوری در خلاف جهت عقربه های ساعت روی روتور ایجاد کنند. این گشتاور برای شتاب دادن به روتور و چرخاندن بار مکانیکی عمل می‌کند. با افزایش سرعت چرخش روتور، سرعت آن نسبت به میدان دوار کاهش می‌یابد. بنابراین، ولتاژ القایی کاهش یافته و منجر به کاهش متناسب در جریان هادی روتور و گشتاور می‌شود.

سرعت روتور زمانی به یک مقدار ثابت می‌رسد که گشتاور تولید شده توسط جریان‌های روتور با گشتاور مورد نیاز در آن سرعت توسط بار بدون گشتاور اضافی برای تسریع اینرسی ترکیبی بار و موتور برابر باشد.  معمولا الکتروموتور ها را با توجه به قدرت و توان تقسیم بندی می کنند که این قدرت بر اساس وات موتور شناخته می شود ، همچنین در بسیاری از موارد بر اساس اسب بخار نیز تقسیم می شود در واقع اسب بخار یکای توان است که میزان کار انجام شده در واحد زمان را بیان میکند . از اسب بخار برای سنجش بازده موتور های پیستونی و الکتریکی و توربین ها استفاده میکنند . هر اسب بخار برابر است با 745.7 وات است که اغلب با رند کردن آن را برابر با 746 وات در نظر میگیرند .

انواع موتورهای DC

الکتروموتور های DC از جریان مستقیم استفاده می‌کنند، موتورهای DC همچنین دارای کنترل سرعت خوب و گشتاور راه اندازی بالا هستند. این ویژگی باعث می‌شود تا این موتورها برای کاربردهایی که نیاز به جابجایی بارهای سنگین‌تر در شرایط مختلف دارند، مناسب باشد. سیستم‌های برف پاک کن برای صنایع ریلی، دریایی و حمل‌ونقل از این قبیل هستند.

از ریش تراش های برقی گرفته تا ماشین‌ها، الکتروموتور های DC در کاربردهای مختلفی استفاده می شوند و انواع مختلفی از موتورهای DC برای تامین این کاربردها وجود دارد.

موتورهای BLDC

موتورهای DC را می توان به عنوان الکتروموتور بدون جاروبک (موتورهای BLDC) خریداری کرد. موتور الکتریکی بدون جاروبک معمولاً کارآمدتر است، چراکه سرعت آن تغییری نمی‌کند، بنابراین عملکرد آرام‌تری نیز دارد. موتورهای BLDC باید به یک کنترل الکترونیکی سرعت متصل شوند تا جریان به آهنرباهای الکتریکی منتقل شود. از این رو، این موتورها معمولاً گران‌تر هستند.

موتورهای PMDC

موتورهای آهنربای دائم (موتورهای PMDC) نوع دیگری از الکتروموتور های DC هستند که معمولاً در صنایع بهداشت و درمان و اوقات فراغت از آنها استفاده می شود. تفاوت اصلی این موتورها با سایر انواع در این است که در این نوع موتور میدان مغناطیسی در استاتور با استفاده از آهنربا های ثابت ایجاد می شود.

الکتروموتور های PMDC معمولاً کوچکتر از انواع دیگر موتورهای DC هستند که حمل و نقل جهانی آنها را آسان و مقرون به صرفه تر می کند. این بدان معناست که آنها را می‌توان در انواع اشیاء روزمره از جمله اسباب‌بازی‌ های کودکان و مسواک‌های برقی پیدا کرد.

استفاده از الکتروموتور برای کاربردهای بی‌شماری در سراسر جهان ضروری است. با انتخاب یک موتور AC یا DC می‌توانید خروجی شگفت‌انگیزی از لوازم الکترونیکی خود شاهد باشید.

نحوه انتخاب الکتروموتور نوار نقاله

اولین نکته ای که در انتخاب یک الکتروموتور باید در نظر گرفته شود تکفاز یا سه فاز بودن ولتاژ برق محل نصب می باشد. الکتروموتورها بر اساس توان و دور و نحوه نصب انتخاب می شوند. در صورتیکه توان الکتروموتور مشخص نباشد، می توان با در نظر گرفتن گشتاور خروجی مورد نیاز، توان را مشخص نمود. توان الکتروموتور بر حسب کیلووات و گشتاور آن بر حسب نیوتن متر بیان می شود. دور الکتروموتور با توجه به دور نهایی دستگاه متحرک انتخاب می شود و معمولا 900، 1400 یا 2900 دور در دقیقه می باشد. الکتروموتورها را می توان بر روی پایه نصب کرد. در صورتیکه الکتروموتور به صورت مستقیم به گیربکس یا هیدروموتور کوپل شود، باید در خروجی دارای فلنج باشد. فلنج می تواند با توجه به نیاز مشتری به صورت کوچک (B14) یا بزرگ (B5) تولید شود. باید توجه داشت که پوسته الکتروموتورها از جنس چدن یا آلومینیوم می باشد که با توجه به شرایط کاری و وزن مورد نیاز و میزان لرزش دستگاه انتخاب می شود.

تعاریف و اصطلاحات الکتریک، الکتروموتور نوار نقاله

• جریان

نسبت تغییرات بار الکتریکی (q) به زمان (t) را جریان و واحد آن آمپر (A) است و به وسیله دستگاه آمپرمتر که به صورت سری در مدار نصب می شود اندازه گیری می شود.

• اختلاف پتانسیل

اختلاف پتانسیل یا ولتاژ کمیتی است که باعث جاری شدن جریان در یک مدار بسته می شود و واحد آن ولت (V) و توسط ولت متر که بصورت موازی در مدار بسته می شود اندازه گیری می شود.

• واحد کار الکتریکی و واحد توان ظاهری

واحد کار الکتریکی وات بر ثانیه (W/S) و واحد توان ظاهری ولت آمپر (VA) یا کیلو ولت آمپر یا مگاولت آمپر می باشد.

• جریان نامی

جریانی که یک دستگاه برقی مانند موتور الکتریکی در شرایط مشخص شده، می تواند از خود عبور دهد، بدون آنکه زیاد گرم شود یا تحت تنش های مکانیکی بیش از حد قرار گیرد.

• اهم

در صورتی که ولتاژی معادل 1 ولت به دوسر مقاومتی اعمال شود و جریان 1 آمپر از آن عبور کند مقدار مقاومت 1 اهم است. واحد مقاومت الکتریکی اهم (Ω) است.

• وات

میزان انرژی تولید شده را برحسب وات بیان می کنند. برای مثال لامپ های روشنایی با میزان وات مشخص می شوند که نشان می دهد این لامپ تا چه مقدار انرژی نورمی تواند بدهد.

• آمپر

آمپر مقدار الکتریسیته جاری شده در یک مدار است. در واقع هنگامی که نیرویی موجب حرکت الکترون ها در جهت مخصوصی می شود جریان الکتریکی تولید می شود. جریان (I) را بر حسب آمپر (A) بیان می کنند.

• ولت

میزان ولت یا ولتاژ اندازه مقدار الکتریسیته است. در واقع اختلاف پتانسیل الکتریکی بین دو نقطه را گویند. به بیان ساده تر نیرویی که الکترون های آزاد را به حرکت در می آورد ولتاژ الکتریکی نام دارد. اختلاف پتانسیل الکتریکی (R) بر حسب ولت (V) بیان می کنند.

• میدان مغناطیسی

میدان الکتریکی در هر نقطه برابر نیروی وارد بر بار آزمون واحد q0 تعریف می شود. به بیان دیگر، برای تعیین میدان الکتریکی E ما مقدار نیرو F را بر بار q0 تقسیم می کنیم.

اجزاء الکتروموتور نوار نقاله

ابتدا نگاهی به درون یک موتور الکتریکی ساده می اندازیم. یک موتور الکتریکی ساده از 6 بخش تشکیل شده:

• آرمیچر
• ذغال هادی
• سوئیچ تغییر دهنده جهت برق
• محور
• آهنربا
• منبع برق DC

انواع موتورهای الکتریکی یا الکتروموتور از نظر جریان مصرفی به دو دسته عمده تقسیم می شوند:

• الکتروموتور یا موتور الکتریکی (Direct Current) یا جریان مستقیم DC
• الکتروموتور یا موتور الکتریکی (Alternative Current) یا جریان متناوب AC