موتور الكهربائي: ما هو؟

چه چیزی موتور الکتریکی است؟

موتور الکتریکی (یا موتور برقی) دستگاهی است که انرژی برقی را به انرژی مکانیکی تبدیل می‌کند. بیشتر موتورهای الکتریکی از تعامل بین میدان مغناطیسی موتور و جریان الکتریکی در پیچ‌های فلزی عمل می‌کنند. این تعامل نیرویی (به طوری که قانون فارادی بیان می‌کند) به شکل گشتاور ایجاد می‌شود که به محور موتور اعمال می‌شود.

موتورهای الکتریکی می‌توانند با منابع جریان مستقیم (DC) مانند باتری‌ها یا مستقیم‌کننده‌ها یا با منابع جریان متناوب (AC) مانند مبدل‌ها، ژنراتورهای برق، یا شبکه برق تغذیه شوند.

موتورها دلیل وجود بسیاری از تکنولوژی‌هایی هستند که در قرن ۲۱ لذت می‌بریم.

بدون موتور، ما هنوز در عصر سر تاماس ادیسون زندگی می‌کردیم که تنها هدف برق برای روشن کردن لامپ‌ها بود.

موتورهای الکتریکی در خودروها، قطارها، ابزارهای برقی، مراوح، کولر، وسایل خانگی، درایوهای دیسک، و بسیاری دیگر از دستگاه‌ها یافت می‌شوند. بعضی از ساعت‌های برقی حتی از موتورهای کوچک استفاده می‌کنند.

انواع مختلفی از موتورها برای مقاصد مختلف توسعه یافته‌اند.

اصل کار موتور الکتریکی بر پایه قانون القای فارادی است.

یعنی وقتی جریان متناوب با میدان مغناطیسی متغیر تعامل می‌کند، نیرویی ایجاد می‌شود.

از زمان اختراع موتورها، پیشرفت‌های زیادی در این حوزه مهندسی صورت گرفته و به موضوع بسیار مهمی برای مهندسان مدرن تبدیل شده است.

در ادامه تمامی موتورهای الکتریکی بزرگ که در دوران حال حاضر استفاده می‌شوند را بررسی می‌کنیم.

انواع موتورهای الکتریکی

انواع مختلف موتورها شامل:

• موتورهای DC

• موتورهای همزمان

• موتورهای القایی سه فاز (نوعی از موتور القایی)

• موتورهای القایی یک فاز (نوعی از موتور القایی)

• موتورهای خاص و مخصوص

موتورها در نمودار زیر طبقه‌بندی شده‌اند:

در میان چهار نوع اساسی طبقه‌بندی موتورها ذکر شده، موتور DC، همانطور که از نام آن پیداست، تنها موتوری است که با جریان مستقیم تغذیه می‌شود.

این موتور قدیمی‌ترین نسخه موتور الکتریکی است که گشتاور چرخشی از جریان عبوری از رسانا در میدان مغناطیسی ایجاد می‌شود.

باقی موتورها همه موتورهای AC هستند و با جریان متناوب تغذیه می‌شوند، مانند موتور همزمان که همیشه با سرعت همزمان کار می‌کند.

در اینجا روتور یک الکترومغناطیس است که با میدان مغناطیسی چرخان استاتور مغناطیسی قفل شده و با آن چرخان می‌شود. سرعت این دستگاه‌ها با تغییر فرکانس (f) و تعداد قطب‌ها (P)، به صورت Ns = 120 f/P تغییر می‌کند.

در نوع دیگر موتور AC، میدان مغناطیسی چرخان رساناهای روتور را می‌برد و بنابراین جریان در این رساناهای کوتاه‌شده القاء می‌شود.

به دلیل تعامل میدان مغناطیسی و این جریان‌های چرخان، روتور شروع به چرخش می‌کند و این چرخش را ادامه می‌دهد.

این یک موتور القایی است که همچنین به عنوان موتور غیرهمزمان شناخته می‌شود، با سرعت کمتر از سرعت همزمان کار می‌کند و گشتاور و سرعت آن با تغییر اسلیپ که تفاوت بین سرعت همزمان Ns و سرعت روتور Nr،

این موتور با اصل القای EMF به دلیل تغییر چگالی مغناطیسی کار می‌کند. بنابراین نام موتور القایی به آن داده شده است.

موتورهای القایی یک فاز، مانند موتور سه فاز، با اصل القای EMF به دلیل فلوکس کار می‌کنند.

اما موتورهای یک فاز متفاوت از موتورهای سه فاز، با تغذیه یک فاز کار می‌کنند.

روش‌های شروع موتورهای یک فاز با دو نظریه معتبر، یعنی نظریه میدان چرخان دوگانه و نظریه متقاطع، حکمفرما است.

به غیر از چهار نوع اساسی موتور ذکر شده، چندین نوع موتور الکتریکی خاص وجود دارد.

<