0
ورود به پنل کاربری

الکتروموتور تکفاز

الکتروموتور تک فاز چیست؟

الکتروموتورهای تک فاز با استفاده از منبع تغذیه تک فاز کار می کنند. این الکتروموتورها فقط یک ولتاژ متناوب دارند، مدار با دو سیم کار می کند و جریانی که از روی آنها عبور می کند همیشه یکسان است. در بیشتر موارد این الکتروموتورهای کوچک با گشتاور و توان محدود در دسترس هستند.

عموما از سیستم برق تک فاز بیشتر از سیستم سه فاز استفاده می کنیم؛ برای مصارف خانگی، تجاری و تا حدودی در مصارف صنعتی؛ زیرا سیستم تک فاز از یک سیستم سه فاز مقرون به صرفه تر است و برق مورد نیاز در اکثر خانه ها، مغازه ها و دفاتر کار توسط یک سیستم تک فاز تامین می شود.

الکتروموتورهای تک فاز در ساخت ساده، ارزان قیمت بوده و تعمیر و نگهداری آنها آسان است موارد استفاده آن ها در یخچال ها، پنکه ها، کمپرسورها، جاروبرقی ها، فن ها، ماشین های لباسشویی، پمپ های سانتریفیوژ، دمنده ها، دریل های قابل حمل و ... است.

الکتروموتورهای تک فاز AC به سه دسته تقسیم می شوند:

  • الکتروموتورهای القایی تک فاز یا الکتروموتورهای ناهمزمان
  • الکتروموتورهای سنکرون تک فاز
  • الکتروموتورهای کموتاتور

الکتروموتور تکفاز

ساخت الکتروموتور تک فاز القایی

الکتروموتور های الکتریکی دارای دو قسمت اصلی هستند:

استاتور (ایستانه)

قسمت ثابت الکتروموتور القایی است. عملکرد اصلی استاتور تولید میدان مغناطیسی چرخان است، استاتور سه قسمت اصلی دارد : قاب استاتور، هسته استاتور و سیم پیچ استاتور. از چند لایه آلومینیومی یا آهنی سبک ساخته شده که به شکل یک استوانه توخالی بهم وصل شده اند. شیارهایی روی ورقه ها وجود دارند و سیم پیچ هایی درون این شیارها جاسازی می شوند (به هر کدام از سیم پیچ ها کلاف هم گفته می شود.)

هر کلاف با هسته هایی که درونش قرار می گیرد، یک آهنربا مغناطیسی می سازد کلاف های استاتور مستقیما به منبع انرژی الکتریکی وصل می شوند و با برقراری جریان AC یک میدان مغناطیسی چرخنده تولید می کنند.

روتور (چرخانه)

بخش متحرک و چرخنده الکتروموتور القایی است. روتور روی شفت ‌استاتور قرار گرفته است و بار مکانیکی را از طریق شفت متصل می کند. روتور استوانه ای شکل و دارای شکاف هایی در سراسر محیط پیرامونی خود است. شکاف ها موازی یکدیگر نیستند؛ اما کمی کج هستند تا مانع قفل مغناطیسی دندان استاتور و روتور شود و همچنین باعث می شود که الکتروموتور تکفاز القایی سر و صدا کمتری داشته باشد.

روتور از میله های آلومینیوم، برنج یا مسی تشکیل شده است (به این میله های آلومینیومی یا مسی هادی روتور گفته می شود و در شکاف های حاشیه روتور قرار می گیرد) هسته روتور از هسته آهنی استوانه ای ساخته شده است که دارای شکاف نیمه دایره ای در سطح خارجی آنها است که هادی ها بر روی آن قرار گرفته اند و در انتها با کمک حلقه های آلومینیوم یا مس اتصال کوتاه دارند (که حلقه های انتهایی نامیده می شوند.)

برای تأمین مقاومت مکانیکی، این هادی های روتور به حلقه انتهایی مهار می شوند و از این رو یک مدار بسته کامل شبیه قفس را تشکیل می دهند (از این رو به آنها روتور قفسه سنجابی می گویند) از آنجا که حلقه های انتهایی میله ها به طور دائمی اتصال کوتاه دارند، مقاومت الکتریکی روتور بسیار کم است و امکان افزودن مقاومت خارجی وجود ندارد. عدم وجود حلقه لغزش باعث می شود که ساخت الکتروموتور تک فاز القایی بسیار ساده و محکم باشد.

اصل کار الکتروموتور تک فاز القایی

هنگامی که ما یک منبع تغذیه تک فاز را به سیم پیچ استاتور الکتروموتور القایی تک فاز اعمال می کنیم، جریان متناوب از طریق استاتور یا سیم پیچ اصلی شروع می شود. این جریان متناوب شار متناوبی به نام شار اصلی تولید می کند. این شار اصلی همچنین با هادی های روتور پیوند دارد و از این رو هادی های روتور را قطع می کند.

(می دانیم که برای کار هر الکتروموتور الکتریکی اعم از موتور AC یا DC، به دو شار نیاز داریم زیرا تعامل این دو شار گشتاور مورد نیاز را تولید می کند.)

طبق قانون القای الکترومغناطیسی فارادی،EMF (نیروی محرکه الکتریکی) در روتور القا می شود. همانطور که مدار روتور یکی بسته می شود، جریان در روتور شروع به شارش می کند (این جریان را جریان روتور می نامند) این جریان روتور شار خود را به نام شار روتور تولید می کند. از آنجا که این شار به دلیل اصل القا تولید می شود، بنابراین به عنوان یک موتور القایی نامگذاری شده است.

اکنون دو شار وجود دارد که یکی شار اصلی است و دیگری شار روتور نامیده می شود. این دو شار گشتاور مطلوبی را تولید می کنند که برای چرخش الکتروموتور مورد نیاز است.

روش های راه اندازی الکتروموتورهای تک فاز القایی

الکتروموتورهای تک فاز خود راه انداز نیستند، بنابراین به یک وسیله کمکی یا تجهیزات برای راه اندازیشان نیاز داریم.

الکتروموتورهای تک فاز القایی معمولاً بر اساس وسایل کمکی که برای راه اندازی موتور بکار می روند طبقه بندی می شوند؛

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

 

مقایسه الکتروموتورهای القایی تک فاز و سه فاز

الکتروموتورهای تک فاز مزایای بسیاری دارد. برای افراد مبتدی، تولید الکتروموتورهای تک فاز نسبت به سایر انواع الکتروموتورها هزینه کمتری دارند، معمولاً به تعمیر و نگهداری بسیار کمی نیاز دارند، غالباً به تعمیرات احتیاج ندارند و در صورت نیاز، تعمیرشان بسیار آسان است. موتورهای تک فاز سال ها دوام خواهند آورد و معمولاً بیشتر خرابی های الکتروموتورهای تکفاز در نتیجه کاربردهای نامناسب است تا نقص ساخت از خود الکتروموتور.

الکتروموتورهای الکتریکی تک فاز رتبه بندی و ضریب قدرت و توان کمتری نسبت به الکتروموتورهای سه فاز دارند.(معمولا تا توان 2.2 کیلووات / 3اسب بخار در دسترس هستند) این الکتروموتورها به طور معمول در دستگاه ها و تجهیزاتی که به سطح پایین تری از توان نیاز دارند یا در مواردی که استفاده از الکتروموتور سه فاز ناکارآمد است، استفاده می شوند.

در حالی که الکتروموتورهای تک فاز از نظر مکانیکی ساده هستند، این به معنای کامل بودن آنها نیست و گاهاً گفته شده است که آنها آهسته کار می کنند، بیش از حد گرم می شوند، گشتاور راه اندازی برای الکتروموتورهای ناهمزمان و الکتروموتورهای تک فاز القایی کم است و همچنین بازده الکتروموتورهای تک فاز در مقایسه با الکتروموتورهای سه فاز کمتر است.

نمایش بیشتر