الکتروموتور AC

در ابتدای قرن بیستم، با گسترش شبکه‌های برق تک فاز در منازل و کارگاه‌های کوچک، نیاز به موتورهای الکتریکی متناسب با این نوع برق نیز به شدت احساس شد. در پاسخ به این نیاز، الکتروموتورهای AC پا به عرصه وجود گذاشتند. این موتورها، در مقایسه با موتورهای سه فاز که در صنایع سنگین کاربرد دارند، از ساختار ساده‌تر و قیمت ارزان‌تر برخوردارند. همچنین، راه‌اندازی و نگهداری آن‌ها نیز آسان‌تر بوده و به دانش فنی پیچیده‌ای نیاز ندارد. موتورهای الکتریکی تک فاز در انواع مختلف ساخته و روانه بازار می‌شوند. از این رو خرید الکتروموتور AC می‌بایست با توجه به پارامترهای مختلفی انجام شود. الکتروموتورها، به عنوان مبدل‌های انرژی الکتریکی به انرژی مکانیکی، نقشی حیاتی در دنیای مدرن ایفا می‌کنند. از کاربردهای وسیع آن‌ها در صنایع بزرگ و کوچک گرفته تا لوازم خانگی، نیاز به این ماشین‌های الکتریکی انکار ناپذیر است.

خرید الکتروموتور AC

الکتروموتور تک فاز القایی چیست؟

الکتروموتور AC یا تک‌فاز القایی نوعی موتور الکتریکی است که با برق متناوب (AC) کار می‌کند. این نوع موتور الکتریکی بدون جاروبک است و برای استاتور از یک دسته سیم‌پیچ بهره می‌برد. موتور الکتریکیAC دارای دو سیم‌پیچ (سیم‌پیچ اصلی و سیم‌پیچ کمکی) در استاتوراست وبرای راه‌اندازی به یک مکانیزم کمکی خاص نیاز دارد. الکتروموتور AC یا تک‌فاز کاربرد گسترده‌ای دارد و در بسیاری از لوازم برقی خانگی و صنعتی مانند یخچال، کولر، پمپ، پنکه و ماشین لباسشویی استفاده می‌شود.

ساختار الکتروموتور تکفاز القایی

برای خرید الکتروموتور AC ابتدا می‌بایست با نحوه عملکرد آن آشنا شویم. برخلاف الکتروموتورهای سه فاز برای راه‌اندازی الکتروموتور AC از خازن استفاده می‌شود. این خازن، به صورت سریبه سیم پیچ کمکی متصل می‌گردد. به بیانی دیگر جریان عبوری از سیم‌پیچ‌ها خارج از فاز است. این تفاوت فاز، گشتاور لازم برای آغاز به کار موتور را تامین می‌کند. خازن استارت الکترولیتی نقشی حیاتی در بهبود زاویه فاز بین سیم‌پیچ‌های استارت و اصلی موتور ایفا می‌کند. این خازن، در حین راه‌اندازی موتور به مدار اضافه شده و پس از رسیدن سرعت موتور به حدود 75 درصد سرعت نامی، از مدار جدا می‌شود.
موتور الکتریکی تک فاز در اکثر موارد ابعاد کوچک و گشتاور محدودی دارد. به جز موارد خاص، توان این موتورها به طور معمول به کاربری‌های کمتر از 3 اسب بخار محدود می‌شود. با این حال، الکتروموتورهای تک فاز القایی با قدرت حداکثر 10 اسب بخار و ولتاژ 440 ولت نیز وجود دارند.

 

انواع الکتروموتورهای AC

الکتروموتورAC از پرکاربردترین نوع موتورهای الکتریکی است که در مصارف خانگی، صنعتی و تجاری به طور گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرد. از این رو در انواع مختلف طراحی و به بازار عرضه می‌شود:
 

الکتروموتور تک فاز القایی اسپلیت

الکتروموتور تک فاز القایی فاز شکسته یا اسپلیت، در کنار سیم‌پیچ اصلی خود، از یک سیم‌پیچ کمکی یا راه‌اندازی نیز بهره می‌برد. این سیم‌پیچ، به همراه یک سوئیچ گریز از مرکز، وظایف مهمی را در عملکرد موتور ایفا می‌کند. سوئیچ گریز از مرکز برای قطع کردن سیم‌پیچ کمکی از مدار اصلی در زمانی که موتور به 75 تا 80 درصد سرعت سنکرون خود می‌رسد، تعبیه شده است. در هنگام راه‌اندازی موتور، سوئیچ گریز از مرکز بسته است و جریان را به سیم‌پیچ کمکی هدایت می‌کند. این جریان، میدان‌مغناطیسی دومی را در استاتور ایجاد می‌کند که با میدان‌مغناطیسی سیم‌پیچ اصلی زاویه دارد. در نتیجه، گشتاور لازم برای شروع به حرکت روتور ایجاد می‌شود. پس از رسیدن موتور به سرعت نامی، سوئیچ گریز از مرکز باز شده و سیم‌پیچ کمکی از مدار خارج می‌شود. این امر، از اتلاف انرژی و گرم شدن بیش از حد موتور جلوگیری می‌کند.

هر دو سیم‌پیچ در این الکتروموتور AC، ماهیت القایی دارند. هدف اصلی ایجاد اختلاف فاز بین این دو سیم‌پیچ است که با مقاومت بالا در سیم‌پیچ راه‌اندازی به وجود می‌آید. در سیم‌پیچ‌های با مقاومت بالا، جریان به طور تقریبی هم فاز با ولتاژ است، اما در سیم پیچ‌های القایی بالا، جریان با زاویه‌ ای بیشتر از ولتاژ عقب می‌افتد. به دلیل مقاومت بالا، جریانی که در سیم‌پیچ راه‌اندازی جاری می‌شود، با زاویه‌ای بسیار کمتر از ولتاژ اعمال شده عقب می‌افتد. این در حالیست که به دلیل ماهیت القایی بالا، جریانی که در سیم‌پیچ در حال اجرا جاری می‌شود، با زاویه‌ای بیشتر از ولتاژ اعمال شده عقب می‌افتد. حاصل این دو جریان، میدان مغناطیسی دوارِ در حال چرخش در یک جهت است. به دلیل جدایی زاویه‌ای جریان راه‌اندازی و جریان اصلی از یکدیگر، این موتور، الکتروموتور تک فاز القایی فاز اسپلیت یا فاز تقسیم شده نامیده می‌شود.
 

الکتروموتور تک فاز القایی القایی فاز شکسته یا اسپلیت

الکتروموتور تک فاز القایی تک استارت خازنی

در الکتروموتور AC خازنی برای ایجاد اختلاف فاز بین جریان سیم‌پیچ اصلی و سیم‌پیچ راه‌اندازی از خازن استفاده می‌شود. این اختلاف فاز، میدان مغناطیسی دوار و گشتاور راه‌اندازی بالا (حدود 200 تا 400 درصد گشتاور نامی) را به وجود می‌آورد. این نوع الکتروموتور تک فاز القایی به دلیل گشتاور راه‌اندازی بالا، برای کاربردهایی مانند نوار نقاله، آسیاب، تهویه مطبوع و کمپرسور مناسب است.
در هنگام راه‌اندازی الکتروموتور AC خازنی، خازن به سیم‌پیچ راه‌اندازی متصل می‌شود و جریان ولتاژ را به صورت زاویه‌ای هدایت می‌کند. از سوی دیگر سیم‌پیچ در حال اجرا، جریانی را با زاویه‌ای عقب‌تر از ولتاژ، القا می‌کند. اختلاف فاز بین جریان‌ها، میدان مغناطیسی دوار را به وجود می‌آورد.

الکتروموتورهای تک فاز القایی دو خازنه

الکتروموتور AC دو خازنه همان‌طور که از نامش پیداست، از دو خازن مجزا برای راه‌اندازی استفاده می‌کند. دلیل این امر، عدم وجود دو ولتاژ با تغییر فاز لازم برای ایجاد میدان دوار در موتورهای تک‌فاز با جریان متناوب (AC) است. برای حل این مشکل، از یک فاز کمکی استفاده می‌شود. به این منظور، یکی از سیم‌پیچ‌های استاتور به طور مستقیم به برق AC وصل ویک خازن به صورت سری به سیم‌پیچ دوم متصل می‌گردد. این کار باعث ایجاد تغییر فاز در ولتاژ سیم‌پیچ دوم و در نهایت میدان دوار می‌شود. میزان گشتاور راه‌اندازی در این روش به بار موتور وابسته است. به همین دلیل، موتورهای خازن باید تا رسیدن به سرعت نامی با کمترین بار ممکن راه‌اندازی شوند.
برای افزایش گشتاور راه اندازی الکتروموتور AC، می‌توان از یک خازن راه‌اندازی با ظرفیت 2 تا 3 برابر خازن اصلی به طور موازی، استفاده کرد. البته این کار باعث افزایش جریان راه‌اندازی نیز می‌شود که می‌تواند چندین برابر جریان عملیاتی در سرعت نامی باشد. اندازه بهینه خازن حدود 65 درصد توان مکانیکی موتور است. برای خازن‌های تغییر فاز و راه‌اندازی، به طور معمول از خازن‌های با کیفیت‌تر استفاده می‌شود. ظرفیت خازن معمولی می‌بایست حدود 20 میکروفاراد به ازای هر کیلووات توان موتور باشد. برای راه‌اندازی‌های سنگین، این ظرفیت می‌تواند تا 50 میکروفاراد افزایش یابد. الکتروموتور تک فاز القایی دو خازنه در ماشین‌های برش، کمپرسورهای هوا، پمپ‌های آب فشار قوی، پمپ‌های تخلیه و دیگر کاربردهایی که نیاز به گشتاورهای بالا دارند، استفاده می‌شود.
 

الکتروموتور AC دو خازنه

الکتروموتور تک فاز القایی خازن شکسته دائمی

الکتروموتور AC خازن شکسته دائمی یا PSC قیمت بسیار ارزانی دارد. به بیانی دیگر هزینه خرید الکتروموتور AC خازن شکسته به صرفه‌تر از تعمیر و نگهداری آن است. از این رو این نوع الکتروموتور به موتور الکتریکی یکبار مصرف شهرت یافته است. موتورهایPSC دارای دو سیم پیچ اصلی و کمکی و یک خازن دائمی در سری با سیم‌پیچ راه‌اندازی هستند. عدم وجود سوئیچ راه‌اندازی در این موتورها، موجب افزایش راندمان و گشتاور خروجی می‌شود.
استاتور الکتروموتور تک فاز القایی PSC، دارای قطب‌های برجسته‌ای است که توسط یک نوار مسی سایه‌اندازی می‌شوند. این نوار مسی، شار مغناطیسی را در دو نیمه قطب به وجود می‌آورد که باعث ایجاد اختلاف فاز و در نهایت چرخش موتور می‌شود.

مزایای الکتروموتور تک فاز القایی

الکتروموتور تک فاز القایی به دلیل مزایا و ویژگی‌های بسیاری که دارد در طیف وسیعی از مصارف مورد استفاده قرار می‌گیرد.
- قابلیت اصلاح طراحی برای استفاده با کنترل کننده‌های سرعت: الکتروموتورهایAC به گونه‌ای طراحی شده‌اند که می‌توان به راحتی آن‌ها را با کنترل کننده‌های سرعت مختلف سازگار کرد. این ویژگی امکان تنظیم دقیق سرعت موتور، برای کاربردهای مختلف را فراهم می‌کند. به عنوان مثال، در یک پمپ آب، می‌توان از کنترل کننده سرعت برای تنظیم جریان آب خروجی استفاده کرد.

- قابلیت طراحی برای بازدهی بهینه و ضریب توان بالا: الکتروموتورهای مدرن با استفاده از تکنولوژی‌های نوین طراحی و ساخته می‌شوند. این امر به افزایش راندمان و ضریب توان موتور کمک می‌کند. در نتیجه، مصرف انرژی موتور کاهش یافته و هزینه‌های عملیاتی به طور قابل توجهی کاهش می‌یابد.
- مقرون به صرفه: الکتروموتور تک فاز القایی در مقایسه با موتورهای سه فاز، قیمت پایین‌تری دارد. همچنین، به دلیل سادگی ساختار، هزینه‌های نگهداری و تعمیرات آن نیز کمتر است. این موضوع الکتروموتورهای تک فازالقایی را به یک گزینه اقتصادی برای طیف وسیعی از کاربردها تبدیل می‌کند.
- نگهداری و تعمیرات آسان: الکتروموتورهای تک‌فاز از ساختار ساده‌ای برخوردارند و به همین‌دلیل، نگهداری و تعمیرات آن‌ها آسان است. تعویض قطعات و تعمیرات جزئی این موتورها به تخصص و مهارت خاصی نیاز ندارد و می‌تواند توسط افراد عادی نیز انجام شود.

الکتروموتور AC را می‌توان به راحتی با کنترل کننده‌های سرعت سازگار کرد.

نکات مهم برای خرید الکتروموتور AC

خرید الکتروموتور AC مناسب برای هر کاربری، نیازمند بررسی دقیق و ملاحظات فنی متعددی است. در ادامه به بررسی نکات مهمی که در خرید الکتروموتور AC تاثیرگذار هستند، خواهیم پرداخت:

• تعیین نوع کاربرد: اولین قدم در انتخاب و خرید الکتروموتور AC، محل و کاربردی است که قرار است مورد استفاده قرار گیرد. این موتورها در مصارف گوناگونی به کار می‌روند. نوع کاربرد موتور، مشخص می‌کند که چه نوع موتور با چه ویژگی‌هایی (توان، گشتاور، سرعت و...) نیاز است. 

• توان: در هنگام خرید الکتروموتور AC می‌بایست به توان آن توجه شود. توان موتور بر حسب وات یا اسب بخار (HP) مشخص می‌شود. توان مورد نیاز، به نوع کاربرد موتور و بار اعمال شده به آن بستگی دارد. برای مثال، اگر قرار است از موتور براییک پمپ آب خانگی استفاده شود، باید توان موتور با توان پمپ آب همخوانی داشته باشد.

• گشتاور: میزان گشتاور تاثیر زیادی بر انتخاب و خرید الکتروموتور AC دارد. گشتاور موتور بر حسب نیوتن متر (Nm) مشخص می‌شود. گشتاور مورد نیاز به نوع کاربری و بار اعمال شده به آن وابسته است. برای مثال، اگر قرار است از موتور برای یک بالابر استفاده شود، به گشتاور زیادی برای حمل بار نیاز خواهد بود.

• سرعت: سرعت مورد نیاز شما به نوع کاربرد موتور بستگی دارد. برای مثال، اگر موتور برای یک فن استفاده می‌شود، باید سرعت موتور با سرعت مورد نظر برای تهویه هوا همخوانی داشته باشد.

• انتخاب راندمان: در هنگام خرید الکتروموتورAC می‌بایست به راندمان کاری آن توجه شود. راندمان موتور نشان دهنده‌ی بازده آن است. موتورهای با راندمان بالا، انرژی الکتریکی را به طور کارآمدتر به انرژی مکانیکی تبدیل می‌کنند. خرید الکتروموتور AC با راندمان بالا، به صرفه‌جویی در مصرف برق و کاهش هزینه‌ها کمک می‌کند.

• قیمت الکتروموتور AC : یکی از عوامل تاثیرگذار در خرید الکتروموتور AC، قیمت آن است. قیمت موتور الکتریکی به عوامل مختلفی مانند نوع، توان، گشتاور، سرعت، راندمان و برند بستگی دارد.