یکی از تکنیک های مهم در صنایع مختلف، تبدیل انرژی الکتریکی به انرژی جنبشی است. با تبدیل این دو انرژی به یکدیگر می توان اقدامات زیادی را در صنایع انجام داد و بهره وری زیادی از این تکنولوژی برد. برای این تبدیل به یک دستگاه خاص به نام موتور الکتریکی نیاز است.
موتورهای الکتریکی دستگاه های هستند که از زمان های قدیم مورد استفاده قرار می گرفتند تا به امروز.اولین نسخه های ابتدایی موتورهای الکتریکی در قرن ۱۹ میلادی توسط مخترعان و دانشمندان مختلف توسعه یافت. اما اختراع اولین موتور الکتریکی عملی و کارآمد به دست مخترع انگلیسی مایکل فارادی در سال ۱۸۳۱ مربوط می شود.
از آن زمان تا به امروز، موتورهای الکتریکی به طور چشمگیری توسعه یافته و بهبود یافته اند، و این فناوری به عنوان یک گزینه ثابت و پرقدرت برای استفاده در صنایع مختلف به شدت دچار تغییرات چشمگیری شده است.
موتور الکتریکی چیست؟
موتور الکتریکی دستگاهی با کارکرد برقی است که می تواند تبدیل انرژی الکتریکی را به انرژی جنبشی انجام دهد.
در موتورهای الکتریکی آهن ربا و میدان مغناطیسی وجود دارد که با کمک حرکت آهن ربا در این میدان و سیم پیچی های موتور، تبدیل انرژی صورت می گیرد.
این نوع موتورها بر اساس قوانین الکترومغناطیسی عملکرد دارند و با استفاده از جریان الکتریکی و میدان مغناطیسی، یک حرکت چرخشی را ایجاد می‌کنند.
کاربرد های موتور الکتریکی
- صنایع پزشکی در ساخت دستگاه های مانند دستگاه سونوگرافی یا ام آر آی
- در صنعت های بزرگ برای انتقال نیرو
- در مصارف خانگی مانند لباسشویی
- در انواع پمپ و فن ها
- در تجهیزات حمل و نقل مانند لیفتراک و جرثقیل ها
- در ابزار آلات کشاورزی مانند ترکتورها یا بذرپاش
- در تجهیزات نظامی مانند هلکوپتر
- در صنایع رباتیک و ساخت ربات های فناوری شده
- در ابزارآلات برقی مانند فرز و تراش
عملکرد موتور الکتریکی و قانون فارادی
اگر بخواهیم درباره عملکرد موتور الکتریکی صحبت کنیم، می توان قانون فارادی را بین کرد. زمانی که یک جریان متناوب با یک میدان مغناطیسی در حال تغییر برهمکنش می کند، نیرو ایجاد می شود.
منبع تغذیه موتورهای الکتریکی، جریان مستقیم مثل باتری، یکسو کننده ها یا منابع جریان متناوب مثل اینورتر و ژنراتور الکتریکی می باشد.
موتورهای الکتریکی ابزارهای هستند که ما برای پیشرفت اقتصاد و صنایع مختلف، به آن ها مدیون هستیم.
انواع موتور الکتریکی
- موتور سنکرون
- موتور القایی 3 فاز
- موتور القایی تک فاز
- موتور DC
- موتورهای خاص و فوق خاص
اجزای تشکیل دهنده موتورهای الکتریکی
همانطور که گفتیم موتور الکتریکی انواع مختلفی دارند و هر یک از این مدل ها دارای اجزا و ساختارهای مختلفی هستند. اما در همین حین نیز، برخی از اجزای تشکیل دهنده در همه آن ها یکسان است. مانند؛
ایستانه یا استاتور (stator)
این بخش در موتور ثابت است. این جزئ در برخی از موتورها به عنوان آهن ربا دائمی و در برخی دیگر به عنوان سیم پیچی بکار می رود و زمانی که با جریان برق ارتباط برقرار می کند، خاصین مغناطیسی پیدا می کند و به آهن ربا تبدیل می شود.
چرخانه یا روتور (rotor)
چرخانه درواقع سیم پیچی و هسته مغناطیسی موتور می باشد که محور موتور به آن متصل می باشد. اغلب چرخانه را از جنس فولاد تهیه می کنند و می تواند انرژی مکانیکی را به محور متحرک منتقل کند و در نهایت سبب چرخش آن شود.
جابه جاگر یا کموتاتور (commutator)
این بخش جهت جریان برق را در بخش چرخانه برعکس می کند تا بین قطب ایستانه و چرخانه نیروی دافعه به وجود بیاورد. در همه موتورهای الکتریکی بخش چرخانه به جابه جاگر نیازمند هستند.
یاتاقان و محور
بخشی که چرخانه را نگه می دارد، یاتاقان نام دارد که بین چرخانه و آن هوا وجود دارد. هوا باعث می شود تا بین این دو قطعه اصطکاک ایجاد نشود. یاتاقان می تواند فشار محور را به موتور منتقل کند.
محفظه
محفظه از ایستانه و سایر بخش های نگهداری می کند و جنس آن اغلب از آلمینیوم می باشد.
جاروبک
از جنس نوعی فلز رسانا مانند زغال یا گرانیت است که به چرخانه وصل می باشد و برق را به آن میرساند.
پایانه ها
پایانه ها نیروی الکتریکی را به موتور می رسانند و به آن نقطه اتصال کابل نیز می گویند.
مواد عایق
حول سیم پیچ ها را موادی که نارسانا یا عایق هستند می پوشانند تا درون موتور اتصال کوتاه ایجاد نشود.
مزیت استفاده از موتورهای الکتریکی
موتورهای الکتریکی آلایندگی کمی در هوا ایجاد می کنند. و اصلا تولید گازهای گلخانه ای ندارند.
کم صدا بودن آن ها نسبت به موتورهای دیزلی یک امر مهم در انتخاب موتورهای اکلتریکی محسوب می شود.
موتورهای الکتریکی دارای کارآیی بالاتر و بهره وری بالایی هستند، زیرا انرژی الکتریکی به صورت مستقیم به انرژی مکانیکی تبدیل می شود.
نگهداری و تعمیرات آن ها در صورت خرابی بسیار راحت تر از موتورهای دیزلی یا بنزینی است.
امکان استفاده از آن ها با انرژی های تجدیدناپذیر مانند خورشید نیز وجود دارد.
عملکرد آن ها در شرایط سخت مانند گرما و دمای بالا بسیار خوب و قابل قبول است.