الکتروموتور تک فاز چیست ؟

الکتروموتور های تک فاز عمدتا در ساختمان های مسکونی ، کارگاه های صنعتی کوچک ، واحد های تجاری و اداری مورد استفاده قرار می گیرند. بنابراین اکثر لوازم خانگی مانند یخچال ، کولر ، ماشین لباسشویی و برخی از پمپ های آب با الکتروموتور تک فاز کار می کنند. برق 220 ولت شهری از نوع تک فاز می باشد و این موتور ها مستقیما از آن تغذیه می کنند. الکتروموتور های تک فاز دارای دو بخش اصلی استاتور و روتور می باشند ، که بخش استاتور دارای دو شبکه سیم پیچ اصلی و فرعی است و با نیروی مغناطیسی که در این شبکه به وجود می آید بخش متحرک یعنی روتور شروع به چرخش می کند. الکتروموتور های تک فاز غالبا در توان های پایین و تا حداکثر 4 کیلووات و سرعت چرخش 1500RPM و 3000 ساخته می شوند.

جریان AC تک فاز با ایجاد یک میدان ضربانی تولید انرژی می کند به همین علت برای رفع این نقص به کمک مهندس فرانسوی موریس لبلانس الکتروموتور های تک فاز ساخته شدند. از مزایای این الکتروموتور ها می توان به دسترسی ساده به برق تک فاز ، قیمت مناسب و تعمیر و نگهداری آسان اشاره کرد. الکتروموتور های تک فاز به دو دسته اصلی القایی و یونیورسال تقسیم می شوند که در ادامه مورد بررسی قرار می گیرند.

الکتروموتور تک فاز

االکتروموتور های تک فاز القایی

همان طور که گفته شد جریان AC دارای میدان ضربانی است و الکتروموتور های تک فاز برای رفع این نقص ، خود نیز دارای یک میدان ضربانی می باشند. برای چرخاندن روتور در الکتروموتور های تک فاز القایی ، نیاز به یک میدان مغناطیسی است که این میدان در استاتور به وسیله ی دو سیم پیچ اصلی و فرعی بوجود می آید. برای به حداکثر رساندن نیروی گشتاور در این میدان باید زاویه سیم پیچ ها از یکدیگر 90 درجه باشند. به این جهت که روتور در این موتور ها به وسیله ی نیروی مغناطیسی القایی شروع به چرخش می کند به آن موتورهای القایی نیز می گویند. روتور الکتروموتور های تک فاز از نوع قفس سنجابی می باشد. اختلاف فاز در سیم پیچ اصلی و کمکی به وسیله ی یک المان به وجود می آید.

الکتروموتور های القایی تک فاز بر اساس نوع المان به دسته های زیر تقسیم می شوند:

  • الکتروموتور های القایی تک فاز با فاز شکسته
  • الکتروموتور های القایی با خازن راه انداز
  • الکتروموتور القایی با خازن دائم کار
  • الکتروموتور القایی دو خازنی
  • الکتروموتور های القایی قطب چاک دار

روتور الکترومونور تک فاز

الکتروموتور های القایی تک فاز با فاز شکسته

در این موتور ها برای ایجاد اختلاف فاز بین جریان سیم پیچ اصلی و فرعی از مقاومت اهمی به مقاومت القایی استفاده می شود. مقاومت اهمی همان مقاومت در برابر عبور جریان الکتریسیته را می گویند. سیم پیچ فرعی وظیفه راه اندازی را به عهده دارد ، بنابراین به آن سیم پیچ راه انداز نیز می گویند. برای اینکه نسبت مقاومت اهمی سیم های راه انداز نسبت به اصلی بیشتر شود بهترین راه استفاده از سیم های نازک تر می باشد. با قرار گیری سیم پیچ در عمق شیار استاتور ، مقاومت القایی آن افزایش پیدا می کند ، به همین منظور سیم پیچ اصلی را در عمق شیار های استاتور قرار می دهند و سیم پیچ فرعی را روی آن وصل می کنند. اختلاف مقاومت اهمی به مقاومت القایی باعث ایجاد اختلاف فاز در دو سیم پیچ می شود.

به جهت مقاومت اهمی بالاتر سیم پیچ راه انداز ، تلفات حرارتی در آن بیشتر می باشد و افزایش دما باعث سوختن آن می شود. برای جلوگیری از این اتفاق پس از راه اندازی موتور و زمانی که سرعت چرخش آن به حدود 75 درصد رسید ، سیم پیچ راه انداز از مدار خارج می شود. برای این کار در بعضی از موتور ها از کلید گریز از مرکز و یا رله مغناطیسی استفاده می کنند. از موتورهای تک فاز با فاز شکسته در پمپ های کوچک خانگی ، یخچال ، فریزر و کولر استفاده می شود.

الکتروموتور های القایی تک فاز با خازن راه انداز

ایجاد اختلاف فاز درجریان سیم پیچ اصلی و فرعی این الکتروموتور ها به کمک خازن راه انداز انجام می شود. اگر خازن راه انداز دارای ظرفیت مناسبی باشد باعث ایجاد بیشترین گشتاور می شود. بعد از راه اندازی موتور عبور جریان از خازن باعث سوختن آن می شود به همین خاطر خازن توسط کلید گریز از مرکز از مدار بصورت اتوماتیک خارج می شود. از الکتروموتور های القایی تک فاز با خازن راه انداز در وسایلی همچون کمپرسور ها ، دستگاه های چند کاره نجاری و … استفاده می شوند.

الکتروموتور القایی با خازن راه انداز

الکتروموتور های القایی تک فاز با خازن دائم کار

اگر خازن به گونه ای عمل کند که در موقع راه اندازی اختلاف فاز اندک ولی در زمان کار اختلاف فاز را به حداکثر برساند ، می توان خازن را در مدار نگه داشت. در زمان راه اندازی جریان کمتری از خازن دائم کار عبور می کند. قیمت این خازن ها نسبت به نوع راه انداز ، گران تر می باشد. راندمان این الکتروموتور ها در حالت بسیار خوب است. از ویژگی های الکتروموتور های با خازن دائم کار می توان به صدای کم در زمان کار و کنترل سرعت چرخش به وسیله تغییر ولتاژ اشاره کرد. از الکتروموتور های القایی تک فاز با خازن دائم کار در وسایلی که تغییر بار ناگهانی ندارند همچون پنکه و ماشین لباسشویی استفاده می شود.

الکتروموتور های القایی تک فاز دو خازن ( کلاچ دار )

در این الکتروموتور ها از هر دو خازن راه انداز و دائم کار استفاده می شود و به آن الکتروموتور های کلاچ دار نیز می گویند. ظرفیت خازن راه انداز نسبت به دائم کار بیشتر می باشد. در ابتدای راه اندازی هر دو خازن شروع به کار می کنند و بعد از رسیدن سرعت چرخش به 75 درصد مقدار مجاز ، خازن راه انداز به وسیله کلید اتوماتیک از مدار خارج می شود. الکتروموتور های دو خازن دارای صدای کم در هنگام کار ، راندمان و گشتاور خوب می باشند. از این الکتروموتور ها غالبا در تجهیزات صنعتی مانند ماشین لباسشویی صنعتی ، یخچال های صنعتی ، موتور های بالابر و … استفاده می شوند.

الکتروموتور القایی دو خازنی

الکتروموتور های القایی تکفاز قطب چاک دار

اگر بر روی استاتور شیارهایی تعبیه گردد و یک یا چند حلقه هادی در داخل آن قرار گیرد به آن الکتروموتور های قطب چاک دار می گویند. از این حلقه ها به جای سیم پیچ راه انداز استفاده می شوند و وظیفه ی آن ایجاد اختلاف فاز در میدان مغناطیسی الکتروموتور می باشد. گشتاور راه اندازی و راندمان این موتور ها بسیار کم است و در توان های کمتر از 150 وات ساخته می شوند. الکتروموتور های قطب چاک دار در پمپ آب کولر ، فن های کوچک آشپزخانه و … کاربرد دارند.

تغییر جهت چرخش در الکتروموتور های تک فاز القایی

برای تغییر مسیر چرخش باید جهت جریان سیم پیچ های اصلی با راه انداز عوض شود. این تغییر جهت به وسیله ی خازن دائم کار صورت می گیرد و قطع و وصل پی در پی در آن مشکلی بوجود نمی آورد. خازن طوری در مدار قرار می گیرد که از یک جهت به سیم پیچ اصلی و از جهت دیگر به سیم پیچ فرعی متصل است. با تغییر جهت جریان ، مسیر چرخش روتور نیز عوض می شود و در دستگاه هایی همچون تردمیل و تسمه نقاله کاربرد دارد.

مقایسه الکتروموتور های القایی تک فاز

هر یک از الکتروموتور های القایی تک فاز بر اساس ویژگی هایی که دارند در کاربرد های مخصوص استفاده می شوند. در جدول زیر ویژگی هر کدام درج شده است و براساس آن می توان گفت الکتروموتور های دو خازن بیشترین گشتاور و الکتروموتور های قطب چاک دار کمترین گشتاور را دارند.

نوع موتور القایی تک فاز
سرعت گشتاور راه اندازی
ضریب توان در زمان وجود بار
بازده در هنگام وجود بار ( به درصد )
محدوده توان ( اسب بخار )
فاز شکسته
200 -150
0.5 - 0.65
55 - 65
0.05 - 1
خازن دائم کار
150 - 30
0.7 - 0.9
60 - 70
0.125 - 6
خازن راه انداز
250 - 400
0.5 - 0.65
55 - 65
0.125 - 10
دو خازنی
250 - 450
0.7 - 0.9
60 - 70
0.125 - 10
قطب چاک دار
20 - 60
0.25 - 0.4
15 -40
0.01 - 0.16

الکتروموتور های یونیورسال

این الکتروموتور ها با هر دو جریان مستقیم DC و متناوب AC کار می کنند ، به همین جهت به آن ها یونیورسال می گویند. در این نوع الکتروموتور ها جهت گشتاور همواره ثابت می باشد. برای بهبود عملکرد الکتروموتور یونیورسال که با منبع جریان متناوب تغذیه می شود باید ملاحظات ویژه ای در طراحی ، ساختمان و سیم پیچ آن رعایت گردد. از خصوصیات این الکتروموتور ها می توان به افزایش سرعت چرخش در بی باری و کاهش سرعت آن در موقع وجود بار اشاره کرد. با تغییر در میزان ولتاژ ورودی می توان سرعت چرخش الکتورموتور های یونیورسال را کنترل کرد. این الکتروموتور ها دارای سرعت گشتاور بسیار بالایی هستند و در وسایلی مانند  سنگ فرز ، جارو برقی ، دریل و … استفاده می شوند.

مزایای الکتروموتور های یونیورسال

  • حجم کم
  • وزن سبک نسبت به توان تولیدی
  • کنترل سرعت چرخش
  • استفاده در سرعت های بالا حتی تا 20000 دور در دقیقه
  • در چند ثانیه به سرعت نهایی چرخش می رسند.

برند های الکتروموتور تک فاز

دیدگاهتان را بنویسید

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد. فیلد های ضروری مشخص شده اند *

ارسال نظر