موتور القطب المظلل AC چیست

موتور القطب المظلل AC موتور تک فاز است. ویژگی‌هایی مانند ساختار ساده و قیمت پایین دارد و به طور گسترده در برخی از دستگاه‌های برقی کوچک استفاده می‌شود.

اصل ساختاری

ساختار استاتور

هسته استاتور معمولاً نوع نامساوی قطبی است و چند قطب مغناطیسی دارد. در بخشی از هر قطب مغناطیسی، حلقه کوتاه شدنی وجود دارد. این حلقه کوتاه شدنی مثل "پوشاندن" بخشی از قطب مغناطیسی عمل می‌کند، بنابراین آن را قطب مظلل می‌نامند.

به عنوان مثال، در موتور قطب مظلل دو قطبی، دو قطب برجسته وجود دارد و بخشی از هر قطب برجسته با یک حلقه کوتاه شدنی احاطه شده است. حلقه کوتاه شدنی معمولاً از مس ساخته شده و با بخش میدان مغناطیسی اصلی قطب همکاری می‌کند.

اصل کار

هنگامی که منبع تغذیه AC به سیم‌پیچ استاتور متصل می‌شود، یک میدان مغناطیسی متناوب در قطب‌ها ایجاد می‌شود. به دلیل وجود حلقه کوتاه شدنی، جریان مغناطیسی عبوری از حلقه کوتاه شدنی در زمان پشت سر میدان مغناطیسی اصلی می‌آید.

این به این دلیل است که بر اساس قانون القای الکترومغناطیسی فارادی، میدان مغناطیسی اصلی متناوب یک ولتاژ القایی در حلقه کوتاه شدنی القا می‌کند و سپس یک جریان القایی ایجاد می‌کند. این جریان القایی نیز خود یک میدان مغناطیسی ایجاد می‌کند. بر اساس قانون لنز، این میدان مغناطیسی تغییر میدان مغناطیسی اصلی را مهار می‌کند و جریان مغناطیسی عبوری از حلقه کوتاه شدنی را پشت سر می‌آورد.

به عنوان مثال، وقتی میدان مغناطیسی اصلی به مقدار ماکزیمم خود می‌رسد، جریان مغناطیسی در حلقه کوتاه شدنی هنوز در حال افزایش است. این اختلاف فازی در جریان مغناطیسی یک اثر مشابه با میدان مغناطیسی چرخان در سطح قطب ایجاد می‌کند که باعث می‌شود روتور موتور تحت تأثیر یک گشتاور قرار گرفته و چرخیده باشد.

ویژگی‌های عملکردی

ویژگی‌های شروع

موتور قطب مظلل توانایی شروع خودکار دارد. به دلیل میدان مغناطیسی پس‌افتی که توسط حلقه کوتاه شدنی ایجاد می‌شود، موتور پس از روشن شدن برق خود به صورت خودکار شروع به چرخش می‌کند.

با این حال، گشتاور شروع آن نسبتاً کوچک است. این به دلیل توزیع میدان مغناطیسی و روش ایجاد میدان مغناطیسی چرخان موتور قطب مظلل است که گشتاور شروع آن محدود است و معمولاً برای مواقعی با بار شروع کوچک مناسب است.

به عنوان مثال، در یک مروارید کوچک، مقاومت شروع پرهای مروارید کوچک است و موتور قطب مظلل می‌تواند به راحتی شروع کند و مروارید را به چرخش درآورد.

ویژگی‌های عملکردی

در طول عملکرد، سرعت موتور به طور کلی ثابت است. سرعت آن بر اساس فرکانس تغذیه و تعداد جفت‌های قطب مغناطیسی تغییر می‌کند. معمولاً سرعت آن نسبتاً کم است.

به عنوان مثال، در یک تغذیه 50Hz، سرعت همزمان یک موتور قطب مظلل دو قطبی 3000 دور در دقیقه است، اما سرعت عملی کاری کمی کمتر از سرعت همزمان خواهد بود و نوسان سرعت کم است که می‌تواند خروجی قدرتی نسبتاً پایدار ارائه دهد.

کارایی و عامل توان

کارایی موتور قطب مظلل کم است. این به دلیل روش تولید میدان مغناطیسی و ویژگی‌های ساختاری آن است که باعث ایجاد تلفات انرژی در فرآیند تبدیل انرژی می‌شود، از جمله تلفات مس و تلفات فولاد.

همچنین عامل توان نیز نسبتاً کم است. چون یک موتور تک فاز است و روش تولید و توزیع میدان مغناطیسی نسبتاً پیچیده است، نسبت توان فعال به توان ظاهری در طول عملکرد موتور کم است.

سیناریوهای کاربردی

به دلیل ساختار ساده، قیمت پایین و توانایی شروع خودکار، موتورهای قطب مظلل عمدتاً در مواقعی که نیاز به عملکرد بالای موتور کم است و بار کوچک است استفاده می‌شوند.

معروف‌ترین آن‌ها مروارید‌های کوچک، مجفف مو و مدل‌های برقی هستند. در این دستگاه‌ها، موتور قطب مظلل می‌تواند نیازهای اساسی قدرت را برآورده کند و قیمت پایین آن نیز نیازهای اقتصادی محصول را برآورده می‌کند.