معرفی انواع موتورهای الکتریکی در صنعت + کاربرد آن ها

یکی از مهم ترین قطعات مورداستفاده در بیشتر صنایع و کارخانه ها، موتورهای الکتریکی هستند که بر اساس پارامترهای مختلف، انواع متفاوتی دارند. اگر کمی به اطراف خود دقت کنید، متوجه می شوید که بدون موتورها بیشتر لوازم اطراف ما وجود نداشتند. سهم این قطعه در صنایع مختلف به قدری زیاد است که عملاً بدون آن صنایع و بخشی از زندگی ما فلج خواهد بود.

اهمیت کاربرد این قطعه باعث شده تا ما در این مقاله از بهترین آموزشگاه فنی حرفه ای اصفهان بخواهیم به معرفی انواع موتورهای الکتریکی در صنعت و کاربرد هر یک از آن ها بپردازیم. لازم است بیان کنیم مطالب بیان شده در این نوشته؛ بخش کوچکی از محتوای پردرآمدترین رشته های برق یعنی دوره هایی مانند برق صنعتی، تابلو برق و … هستند.

موتور الکتریکی چیست؟

قبل از این که انواع موتورهای الکتریکی را معرفی کنیم بهتر است بدانیم که اصلاً این قطعه کاربردی چیست؟ موتور الکتریکی به عنوان یک ماشین الکترومکانیکی وظیفه دارد تا انرژی الکتریکی را به انرژی مکانیکی تبدیل کند.

در واقع موتورها دستگاهی هستند که توانایی تولید چرخش را دارند. کارکردن این موتورها به نحوه تعامل میدان های الکتریکی و مغناطیسی مربوط می شود. بر اساس گزارش ها، این قطعه مهم در صنایع، مقدار 70 درصد برق مصرفی را مصرف می کنند.

انواع موتورهای الکتریکی کدام اند

دسته بندی موتورهای الکتریکی را بر اساس پارامترهای مختلف می توان انجام داد. یکی از این دسته بندی ها بر اساس برق ورودی صورت می گیرد. از این رو ما سه دسته موتورهای AC ،DC و موتورهای یونیورسال را داریم. در ادامه این بخش هر یک را به طور کامل توضیح می دهیم.

جدول دسته بندی موتورهای الکتریکی

مبنای دسته بندی	نوع موتور
نوع جریان ورودی	DC و AC
نوع میدان مغناطیسی	ثابت و متغیر
نوع قرارگیری سیم پیچ ها	استاتور و روتور
نوع ساختار	القایی، سنکرون، پله ای و یونیورسال
کاربرد	صنعتی، خانگی و خودرو سازی

در دوره برق صنعتی که به صورت کاملا تخصصی، در کارگاه های مدرن آموزشگاه فنی حرفه ای فن آموزان اصفهان برگزار می گردد؛ شما می توانید انواع موتورهای الکتریکی را به طور دقیق شناخته و مهارت انتخاب موتور متناسب هر پروژه را کسب نمایید.

گواهی نامه پایان دوره اعطا شده به کارآموزان مدرک فنی و حرفه ای می باشد که قابلیت ترجمه به اکثر زبان های دنیا را داشته و به ویژه برای کسانی که به دنبال مهاجرت به کشورهای مدرن و توسعه یافته و کار در فضای بین المللی هستند؛ مناسب و کاربردی است.

جالب است بدانید این رشته در شهرهای مختلف ایران و به خصوص استان اصفهان جزو پردرآمدترین رشته فنی حرفه ای محسوب می شود و دربرگیرنده دو رشته بسیار کاربردی و پر نقاضا در صنعت (یعنی دوره های پی ال سی و تابلو برق) می باشد.

موتور های الکتریکی AC و انواع آن ها

در موتورهای AC برق ورودی آن ها جریان متناوب است. منظور از جریان متناوب یا AC، جریانی است که تغییرات جهت و دامنه آن به شکل متناوب با زمان صورت می گیرد. حال همین موتورهای AC را می توان در سه گروه خطی، تک فاز و سه فاز تقسیم بندی کرد که در ادامه ویژگی های هر یک را معرفی می کنیم.

• موتور AC خطی

در طراحی و ساخت این موتور استاتور و یک روتور دایره ای قرار داده اند. همان طور که از نام این موتورها مشخص است، به دلیل خطی بودن روتور و استاتور، یک نیروی خطی در طول استاتور ایجاد می شود که به شکل دایره ای نیست. از انواع موتورهای خطی می توان به موتورهای خطی آهنربای دائم و القایی اشاره کرد که اغلب در قطارهای سریع السیر به کار برده می شوند.

• موتور AC تک فاز

یکی از رایج ترین موتورها در صنایع مختلف، موتورهای AC تک فاز هستند. این موتورها خود به دو دسته موتورهای سنکرون و آسنکرون تقسیم می شوند. در موتورهای Ac تک فاز سنکرون، سرعت مربوط به میدان استاتور و روتور با یکدیگر برابر است درحالی که موتورهای آسنکرون به گونه ای طراحی شده  اند تا این دو سرعت با یکدیگر برابر نباشند و سرعت میدان استاتور بیشتر از سرعت میدان روتور است. انواع موتورهای سنکرون و آسنکرون همراه با ویژگی های آن ها در ادامه معرفی می شوند.

• • موتور تک فاز آسنکرون قفس سنجابی

تک فاز قفس سنجابی که به آن روتور قفسی نیز گفته می شود به صورت یک روتور با شیارهای طولی است. ظاهر این روتورها به قفس هایی شباهت دارد که برای شکار سنجاب ها مورداستفاده قرار می گیرد. این موتورهای قفس سنجابی خود شامل مدل های مختلفی می شوند:

نوع موتور	کاربرد و ویژگی ها
موتور با فاز شکسته	از آن در ساخت کولرها و پنکه ها استفاده می کنند.
موتور با خازن دائم	در پنکه های سقفی به کار برده می شود و یک خازن دائم روی عملکرد آن تأثیر می گذارد.
موتور با خازن راه انداز	برای به کار افتادن به یک خازن راه انداز نیاز دارد و بیشتر در کمپرسورها از آن استفاده می کنند.
موتور با قطب چاک دار	در موتورهای فن و تهویه ها مورداستفاده قرار می گیرد.
موتور دو خازنه	دارای یک خازن راه انداز و یک خازن دائم است و گشتاور بالایی را تولید می کند.
موتور تک فاز آسنکرون روتور سیم پیچی شده	از آن برای به وجود آوردن گشتاور بالا در معادن و صنایع نیرو استفاده می شود.
موتور دفعی یا ریپالسیونی	این موتورها تنها یک مدل دارند و به آن ها موتورهای دفعی نیز گفته می شود.

• • موتور تک فاز آهنربای دائم

این نوع موتور برای کار کردن از آهنربای دائمی که روی روتور تعبیه شده است، استفاده می کند.

• • موتور تک فاز سنکرون رلوکتانسی

به این نوع موتور، موتور مقاومت مغناطیسی نیز گفته می شود و استاتور آن به استاتور موتورهای قفس سنجابی بسیار شبیه است، اما تفاوت های جزئی در روتور آن با روتور قفسی دیده می شود. در موتورهای رلوکتانسی، روتور آن سیم پیچی ندارد و آن را از مواد فرومغناطیس می سازند.

• موتور AC سه فاز و انواع آن

این موتور با دریافت برق سه فاز در قسمت ورودی، آن را به حرکت مکانیکی در بخش خروجی تبدیل می کند. موتورهای AC سه فاز نیز در دو گروه موتورهای سنکرون و آسنکرون قرار می گیرند. موتورهای سه فاز آسنکرون شامل دو گروه موتورهای قفس سنجابی و روتور سیم پیچی می شوند.

موتورهای سه فاز سنکرون دارای انواع مختلف موتور آهنربای دائم، موتور با قطب برجسته، موتور با قطب غیربرجسته و موتور رلوکتانسی هستند. به موتورهای آسنکرون، موتورهای القایی گفته می شود. ویژگی های هر یک از این موتورها را در ادامه توضیح خواهیم داد:

• • موتور سه فاز آسنکرون قفس سنجابی

تغذیه این موتورها با سه فاز مجزا صورت می گیرد. از رایج ترین کاربردهای موتورهای سه فاز آسنکرون قفس سنجابی می توان به کمپرسورها، ماشین های پرس، کانوایرها و پمپ ها اشاره کرد. از قسمت های اصلی این نوع موتور الکتریکی می توان استاتور و روتور را نام برد.

• • موتور سه فاز آسنکرون روتور سیم پیچی شده

در این نوع موتورها، روتور سیم پیچی شده وجود دارد و از مهم ترین کاربردهای آن می توان به جرثقیل ها و ترن ها اشاره کرد. تعداد دور سیم پیچ قابل تنظیم، گشتاور راه اندازی زیاد و جریان راه اندازی کم از جمله ویژگی های مهم این نوع موتورهای سه فاز است.

• • موتور سه فاز سنکرون رلوکتانسی

کار کردن این موتورها بر اساس اصل تفاوت رلوکتانس صورت می گیرد، زیرا هیچ آهنربای دائمی و هیچ گونه سیم پیچی در روتور آن وجود ندارد. این موتورها در خودروهای برقی، فن ها و الکتروپمپ ها مورداستفاده قرار می گیرند.

• • موتور سه فاز از سنکرون آهنربای دائم

این نوع موتورها در برج های ساعت و ساعت های بزرگ واقع در میدان ها مورداستفاده قرار می گیرند و بهره وری زیاد و دقت بالا ازجمله مزایای آن هاست.

• • موتور سه فاز سنکرون قطب برجسته

برای سرعت های پایین از این نوع موتورها استفاده می کنند و در ساختار آن ها، تعدادی قطب روی یک حلقه قرار گرفته است.

• • موتور سه فاز سنکرون قطب غیربرجسته

شکل روتورهای قطب غیربرجسته به صورت استوانه ای است که روی آن شکاف هایی به صورت موازی دیده می شود. به روتور غیربرجسته، روتور درام نیز گفته می شود و جنس آن ها از فولاد جامد است.

مزایا و معایب موتورهای AC

در جدول زیر اصلی ترین نکات قوت و ضعف موتورهای AC آورده شده است.

مزایای موتورهای AC	معایب موتورهای AC
بدنه مستحکم ساختار و طراحی مناسب پایین بودن هزینه تعمیر و نگهداری وزن پایین عمر زیاد مقرون به صرفه ساده بودن طراحی راه اندازی آسان حجم کم	کنترل سرعت پایینی دارند. از گشتاور یکنواختی برخوردار نیستند. راندمان پایینی دارند. موقعیت آن ها غیرقابل کنترل است.

موتور های الکتریکی DC و انواع آن ها

عملکرد این موتورها با استفاده از جریان مستقیم یا DC انجام می شود. اجزای تشکیل دهنده موتورهای DC شامل روتور، استاتور، براش ها و کوموتاتور می شوند. از جمله موتورهای DC می توان به موتورهای تحریک مستقل، موتورهای تحریک کامپوند، تحریک سری، تحریک موازی و آهنربای دائم اشاره کرد. ویژگی های هر کدام از این موتورها در ادامه آورده شده اند:

• موتور تحریک مستقل

در این نوع موتورها، اتصال منبع تغذیه به استاتور و موتور به صورت جداگانه است. برای این که شار در موتورهای DC تحریک مستقل تقویت شود در آن از سیم پیچ آرمیچر استفاده می کنند.

• موتور آهنربای دائم

در این نوع از موتورهای DC برای عملکرد دائمی از آهنربای دائمی استفاده می کنند. به دلیل قرارگرفتن آهنربا، استاتور این موتور کاملاً مغناطیسی است. نام دیگر این موتورها PMDC است. از جمله کاربردهای موتور DC آهنربای دائم می توان به پمپ شیشه شوی خودرو، بالابر شیشه اتومبیل و برف پاک کن خودرو اشاره کرد.

• موتور تحریک سری

در این نوع موتورها، سیم پیچی استاتور و سیم پیچی روتور به شکل سری قرار گرفته اند. استفاده از این نوع موتورها در حالت بدون بار آسیب زا خواهد بود. موتور DC تحریک سری در آسانسور، پرس های ضربه ای، بالابر هیدرولیک، جرثقیل ها، قطارهای برقی و لوکوموتیوها مورداستفاده قرار می گیرد.

• موتور تحریک موازی

به این نوع موتورها، DC شنت نیز گفته می شود. قرارگیری سیم پیچ میدان و سیم پیچ آرمیچر در این موتور به شکل موازی است که تحریک آن ها می تواند به شکل جداگانه باشد یا این که آن را به صورت مستقیم به منبع متصل کرد. در تحریک مستقل، سرعت درایو شدن موتور تغییر می کند و درنتیجه می توان به شکل مستقل، آرمیچر و میدان را کنترل کرد. استفاده از موتورهای DC تحریک موازی در هواکش های صنعتی و دمنده ها رواج دارد و استفاده از نوع تحت بار آن ها چندان توصیه نمی شود.

• موتور تحریک کامپوند

این موتورها نتیجه ادغام موتورهای DC موازی و سری است که سیم پیچ استاتور آن دو سیم پیچ دارد که یکی به شکل سری و دیگری به شکل موازی قرار گرفته است. تمام مزایای موتورهای سری و موازی در موتورهای کامپوند دیده می شود. در ماشین های برش برای کارخانجات لوله سازی از این نوع موتورها استفاده می کنند. موتور کامپوند اضافی و کامپوند نقصانی از انواع موتورهای کامپوند است. این دو نوع موتور درمورد تضعیف یا تقویت میدان سیم پیچ سری که از میدان سیم پیچ موازی ناشی می شود با یکدیگر تفاوت دارند.

مزایا و معایب موتورهای DC

در جدول زیر می توانید مهم ترین و برجسته ترین نکات قوت و ضعف موتورهای DC را مشاهده کنید.

مزایای موتورهای DC	معایب موتورهای DC
قابلیت کنترل سریع استفاده آسان قابلیت طراحی و تولید در اندازه ها و ابعاد مختلف قابلیت تنظیم کردن سرعت چرخش موتور کنترل کردن سریع گشتاور دارای شتاب زیاد	پرداخت هزینه بالا در هنگام خرید غیرقابل استفاده در محیط های انفجاری به نگهداری و سرویس منظم نیاز دارند. کموتاتور آن به سرعت فرسوده می شود. برای کنترل موقعیت و سرعت آن باید از رمزگذارها استفاده کرد.

موتورهای الکتریکی یونیورسال و مزایای آن

به موتورهایی که توانایی کارکردن با منبع AC و منبع DC را دارند، موتورهای یونیورسال گفته می شود. در مواقعی که به سرعت های 3500 دور در دقیقه نیاز باشد از این نوع موتورها استفاده می کنند.

زمانی که ولتاژ یکسان در نظر گرفته شود، سرعت موتور یونیورسال با یک منبع DC در مقایسه با سرعت آن با یک منبع AC بیشتر خواهد بود. از جمله مهم ترین مزیت های این نوع موتورها می توان به ابعاد کوچک، وزن کم، گشتاور راه اندازی زیاد و سرعت بالا اشاره کرد.

انتخاب موتور الکتریکی مناسب برای پروژه برق صنعتی

موتورهای الکتریکی یکی از اجزای اساسی تجهیزات صنعتی هستند و انتخاب صحیح آنها برای عملکرد صحیح و کارآمد سیستم ضروری است. عوامل مختلفی بر انتخاب موتور الکتریکی مناسب تأثیر می گذارند که در این مقاله به بررسی 10 مورد از مهم ترین آنها می پردازیم.

نوع بار: اولین و مهمترین عامل در انتخاب موتور الکتریکی، نوع بار است. بارهای صنعتی می توانند به دو دسته کلی تقسیم شوند:

• بارهای مداوم: به صورت پیوسته و بدون تغییر در طول زمان به موتور اعمال می شوند.
• بارهای متغیر: میزان نیروی وارد بر موتور در طول زمان متغیر است.

موتورهای الکتریکی نیز بر اساس نوع بار به دو دسته کلی تقسیم می شوند:

• موتورهای دائم کار: برای فعالیت به صورت مداوم طراحی شده اند و می توانند بارهای مداوم را به راحتی تحمل کنند.
• موتورهای متناوب کار: برای کارکرد متناوب طراحی گشته اند و قادر هستند بارهای متغیر را به خوبی تحمل کنند.

ولتاژ و فرکانس شبکه برق: ولتاژ و فرکانس شبکه برق باید با ولتاژ و فرکانس موتور مطابقت داشته باشد.

درجه حفاظت: میزان مقاومت موتور در برابر ورود اجسام خارجی و نفوذ آب را نشان می دهد. درجه حفاظت موتور باید متناسب با شرایط محیطی محل نصب موتور باشد.

محیط کار: محیط کار موتور، از نظر دما، رطوبت، گرد و غبار و سایر عوامل محیطی، می تواند بر انتخاب موتور تأثیر بگذارد.

نوع نصب: موتورهای الکتریکی می توانند به صورت زمینی، سقفی، دیواری یا شناور نصب شوند. نوع نصب موتور باید متناسب با شرایط محل نصب موتور باشد.

عمر مفید مورد انتظار : موتور باید برای مدت زمان مورد نیاز کار کند.

هزینه: موتور باید با توجه به بودجه پروژه انتخاب شود.

علاوه بر این عوامل، عوامل دیگری نیز می توانند بر انتخاب موتور الکتریکی تأثیر بگذارند، مانند:

• قابلیت اطمینان
• خدمات پس از فروش
• استانداردهای ایمنی

در انتخاب موتور الکتریکی مناسب برای یک پروژه برق صنعتی، باید تمام عوامل ذکر شده در این مقاله را در نظر گرفت. انتخاب صحیح موتور می تواند تأثیر قابل توجهی بر عملکرد و کارایی سیستم داشته باشد.

مثال عملی از انتخاب الکترو موتور برای کارخانه

فرض کنید که قرار است یک پمپ آب با توان 10 کیلووات و سرعت چرخش 1450 RPM در یک کارخانه صنعتی نصب شود. همچنین، مشخص شده است که دمای محیطی که پمپ در آن قرار می گیرد، 40 درجه سانتیگراد است. با توجه به این اطلاعات، می توان موتور الکتریکی زیر را برای این پروژه انتخاب کرد:

• نوع موتور: موتور القایی آسنکرون
• توان موتور: 10 کیلووات
• سرعت چرخش موتور: 1450 RPM
• کلاس حرارتی موتور: B (دمای محیطی 40 درجه سانتیگراد)

این موتور، تمام نیازهای پروژه را برآورده می کند و در محیطی با دمای 40 درجه سانتیگراد به درستی کار خواهد کرد.

مشکلات ناشی از انتخاب نادرست موتور الکتریکی

اگر برقکاران صنعتی به هر دلیلی نتوانند الکترو موتور مناسب را برای پروژه مختلف انتخاب کنند؛ این موضوع عواقب بدی را برای آن صنعت به دنبال خواهد داشت که برخی از مهم ترین آن ها عبارت اند از:

• کاهش بهره وری
• افزایش هزینه های تولید
• تضعیف کیفیت محصولات
• استهلاک زودرس
• افزایش مصرف انرژی
• کاهش عمر مفید
• افزایش تولید گرما
• افزایش آلایندگی
• خطرات و ریسک های مربوط به ایمنی
• افزایش صدا و لرزش در سیستم ها
• و …

سخن پایانی

ما در این مقاله سعی کردیم تا شما را با انواع موتورهای الکتریکی بر اساس نوع برق ورودی آن ها آشنا کنیم و توضیح دهیم که هرکدام در چه مواردی مورد استفاده قرار می گیرند. بر اساس مزایا و معایبی که در بالا برای موتورهای AC و DC گفته شد لازم است تا شما در هنگام کار با به آن ها توجه داشته باشید و متناسب با کاربرد مدنظر خود، موتور الکتریکی مناسب را تهیه کنید.

به خاطر داشته باشید که اگر در مسیر آموزش و یادگیری مهارت های مورد نیاز شغل برقکاری صنعتی هستید؛ تسلط به انواع موتورهای الکتریکی و تفاوت بین آن ها برای شما ضروری است. بدون شک دوره برق صنعتی این آموزشگاه می تواند فرصتی بی نظیر برای یادگیری آکادمیک این موضوع باشد.

همچنین اگر هدف شما از شرکت در دوره های تخصصی مربوط به برقکاری صنعتی، مهاجرت با مدرک فنی حرفه ای به کشورهایی است که از نظر صنعت بسیار قوی و پیشرفته هستند و یا می خواهید با جذب سرمایه لازم از روش های مختلف مانند اخذ وام فنی و حرفه ای نسبت به راه اندازی کسب و کار خدماتی، فروشگاهی، تولیدی و … در این حوزه اقدام نمایید؛ باز هم شرکت در این دوره برای شما مفید و کاربردی خواهد بود.

سؤالات متداول درباره انواع موتورهای الکتریکی

1. کدام یک از انواع موتورها از لحاظ اقتصادی مقرون به صرفه هستند؟

موتورهای AC نسبت به موتورهای DC مقرون به صرفه هستند، زیرا هزینه تعمیر و نگهداری آن ها پایین تر است.

2. کدام دسته از موتورها توانایی کارکردن با منبع AC و منبع DC را دارند؟

موتورهای یونیورسال هم می توانند با منبع AC و هم با منبع DC کار کنند.

3. آیا موتورهای DC در محیط های انفجاری قابل استفاده هستند؟

خیر. در صورتی که احتمال انفجار در محیطی زیاد باشد، استفاده از موتورهای DC توصیه نمی شود.