موتور الکتریکی

موتور الکتریکی یک ماشین الکتریکی است که انرژی الکتریکی را به کار مکانیکی تبدیل می کند . اینها رایج ترین ماشین های دوار هستند که با چرخاندن روتور در حین ایجاد گشتاور کار می کنند . موتورهای خطی نیز وجود دارند که نیرویی ایجاد می کنند که باعث شتاب و حرکت خطی یک جرم ، ماشین یا جسم می شود که به وسیله آن کار مکانیکی انجام می شود. انواع و اقسام بسیاری از موتورهای الکتریکی در حال استفاده هستند و امروزه تقریباً در تمام زمینه های فعالیت انسانی، به ویژه در صنعت و ترافیک ، بیشترین استفاده را دارند .

موتورهای الکتریکی با عملکرد بی صدا مشخص می شوند، تمیز هستند و درجه استفاده بالایی دارند (75-95٪). کار آنها بر این اصل استوار است که بر اساس آن هادی جریان الکتریکی (رسانا) واقع در یک میدان مغناطیسی و از طریق آن جریان الکتریکی جریان دارد، توسط نیرویی که سعی می کند آن را از آن میدان خارج کند، عمل می کند. ^[1] جهت نیروی وارد بر هادی را می توان با یک قانون ساده دست چپ تعیین کرد: اگر کف دست را طوری قرار دهیم که خطوط میدان مغناطیسی وارد آن شوند و انگشتان کشیده شده جهت جریان الکتریکی را نشان دهند. ، سپس شست دراز شده جهت نیرو را نشان می دهد.

قانون مشابه و کمک یادگاری، قانون دست چپ فلمینگ نامیده می‌شود، به نام دانشمند اواخر قرن نوزدهم به نام جان امبروز فلمینگ . به شکل کمی متفاوت، این قانون را می توان برای مولدهای جریان الکتریکی نیز اعمال کرد (قانون دست راست): ^[2]

مطابق تصویر سمت راست:

• B جهت میدان مغناطیسی است
• من جهت جریان الکتریکی است
• F جهت نیروی وارد بر هادی است

عملکرد موتور الکتریکی علاوه بر اصل مغناطیس می تواند بر اساس اصل الکترواستاتیک و پیزوالکتریک نیز باشد . ژنراتورهای جریان الکتریکی و موتورهای الکتریکی متعلق به ماشین های الکتریکی هستند . در اصل، یک نوع ماشین الکتریکی می تواند مانند دیگری کار کند، آنها فقط در راه حل های سازنده متفاوت هستند. از این ویژگی ماشین های الکتریکی استفاده می شود، به عنوان مثال، در خودروهای برقی و هیبریدی در سه حالت عملیاتی: درایو، ترمز و ژنراتور. ماشین‌های الکتریکی بیشتر به ماشین‌های الکتریکی که با جریان مستقیم (جریان مستقیم) کار می‌کنند و ماشین‌هایی که با جریان متناوب (جریان متناوب) کار می‌کنند، تقسیم می‌شوند، یعنی برق تولید می‌کنند.

در یک موتور القایی، جریان الکتریکی متناوب به یک سیم پیچ ثابت ( استاتور ) وارد می شود که به طور همزمان یک میدان مغناطیسی ایجاد می کند و جریانی را در یک سیم پیچ دوار ( روتور ) القا می کند که توسط ساخت و ساز آن را احاطه کرده است. مزیت چنین موتوری این است که لازم نیست جریان الکتریکی از طریق کلکتور (کموتاتور) به قسمت متحرک وارد شود. در موتورهای سنکرون ، جریان متناوب به استاتور داده می شود، جایی که میدان مغناطیسی ایجاد می کند که می چرخد ​​و به میدان مغناطیسی روتور که یک آهنربای مستقل است، متصل می شود . سپس روتور با همان سرعت (سرعت همگام) با میدان مغناطیسی استاتور به حرکت در می آید. آهنربای مستقل روتور می تواند یک آهنربای دائمی یا یک آهنربای الکتریکی باشد که جریان از طریق حلقه های لغزشی به آن تامین می شود.

در موتور یونیورسال، جریان مستقیماً به استاتور و از طریق کموتاتور به روتور می رسد.

قطعات ساخت موتور الکتریکی

قطعات اصلی ماشین الکتریکی عبارتند از محفظه، استاتور، روتور، سیم پیچ، شفت با یاتاقان، حلقه های کشویی یا جمع کننده با برس. موتورهای الکتریکی را می توان به کابل های برق، سوئیچ ها، مدارهای کنترل و اندازه گیری و غیره نیز مجهز کرد.

• روتور قسمت متحرک موتور الکتریکی است که نیروی مکانیکی شفت آن منتقل می شود . این شامل سیم پیچ هایی از هادی است که از طریق آنها جریان الکتریکی جریان می یابد و آنها با میدان مغناطیسی استاتور تعامل دارند. در برخی از محلول های ساختاری، روتور از یک آهنربای دائمی تشکیل شده است و استاتور دارای سیم پیچ هایی از هادی است.
• استاتور بخشی ثابت (استاتیک) از یک موتور الکتریکی است که از یک سیم پیچ رسانا (در اطراف یک هسته آهنی) یا آهنرباهای دائمی تشکیل شده است.
• سیم پیچ ها از هادی ها (تقریباً منحصراً یک سیم ساخته شده از مس و پوشش داده شده با لاک عایق) ساخته شده اند که به دور هسته ای متشکل از ورق های قطعه بندی شده از آهن نرم پیچیده شده اند . هسته از قطعات به منظور کاهش تلفات ناشی از چرخش میدان مغناطیسی ساخته شده است.
• کلکتور بخشی از موتور الکتریکی است که از بخش هایی (لامل ها، حلقه های کشویی) تشکیل شده است که اغلب از مس ساخته شده اند که از یکدیگر و از شفت جدا شده اند. جریان درایو از طریق برس های گرافیتی به نوارها می رسد .

پارامترهای عملیاتی

• توان (P) یک موتور الکتریکی بر حسب وات (نماد در سیستم بین المللی واحدها (SI) W است) و واحدهای مشتق شده بیان می شود. قوی ترین الکتروتورها قدرتی معادل چند صد کیلووات دارند در حالی که قدرت کوچکترین آنها کمتر از یک میلی وات است.
• سرعت چرخش می تواند ده ها هزار دور در دقیقه باشد.
• ولتاژ اسمی ( ولت – V)
• قدرت جریان ( آمپر – A)،
• فرکانس (جریان متناوب، هرتز – هرتز) i
• توان راکتیو (معمولاً بر حسب کیلو (کیلو-ولت-آمپر-راکتیو – kVAr)؛ Px=UIsinφ (Var)=(W)).

انواع مختلف موتورهای الکتریکی کاربردهای بسیار گسترده ای دارند: از لوازم خانگی و نگهداری بهداشت گرفته تا اسباب بازی ها ، ابزارآلات ، تجهیزات پزشکی ، انواع وسایل حمل و نقل و صنعتی ، ماهواره ها و کاوشگرهای مصنوعی برای اکتشاف فضا ، آنها به سادگی در همه جا حاضر هستند. روتورها خستگی ناپذیر می چرخند .