آرمیچر چیست و انواع آن [ آرمیچر چگونه کار میکند؟ ]

آرمیچر یکی از اجزای اصلی و بسیار مهم در موتور الکتریکی است که در انواع بخش های ماشین از جمله، استارتر، دینام، برف پاک کن، فن خنک کننده و… کاربرد دارد. ساختار داخلی آرمیچر شامل هسته آرمیچر، سیم پیچ، کموتاتور، شفت و… است که هر یک از اینها نقش مهمی را در تبدیل انرژی الکتریکی به مکانیکی و یا برعکس ایفا میکنند.

آیا می دانید که انواع مختلف آرمیچرها چگونه بر عملکرد سیستم های الکتریکی خودرو تأثیر می گذارند؟ آرمیچرها بر اساس نوع کاربرد، قدرت، ولتاژ و سایر مشخصات فنی به انواع مختلفی تقسیم می شوند که شناخت آنها برای تعمیرکاران و مهندسان خودرو ضروری است.

عیب یابی، تعمیر و نگهداری صحیح آرمیچرها عمر قطعات الکتریکی خودرو را افزایش داده و از هزینه های تعمیرات ناخواسته جلوگیری می کند. برای آشنایی بیشتر با انواع آرمیچر و مهارت های مرتبط با تعمیر و نگهداری آنها، دوره های تخصصی آموزش مکانیک خودرو و آموزش برق خودرو در آموزشگاه فن آموزان ارائه می شود.

آرمیچر چیست؟

آرمیچر یکی از مهمترین اجزای موتور الکتریکی است که تبدیل انرژی الکتریکی به مکانیکی را برعهده دارد. آرمیچر از یک هسته آهنی ساخته شده است که سیم پیچ هایی دور آن هسته پیچیده شده اند.

زمانی که جریان الکتریکی از این سیم پیچ ها عبور می کند، میدان مغناطیسی ایجاد شده با میدان مغناطیسی ثابت استاتور تعامل می کند و باعث چرخش آرمیچر می شود. طراحی آرمیچر بر کارایی، توان و طول عمر موتورهای الکتریکی تأثیر مستقیم دارد.

انواع آرمیچر

• سیم پیچ باز و بسته
• سیم پیچ گرم و سیم پیچ درام
• آرمیچر سیم پیچ دور و موج
• آرمیچر حلقوی
• آرمیچر پا قورباغه

سیم پیچ باز و بسته

سیم پیچ باز و سیم پیچ بسته دو روش اصلی سیم پیچی در آرمیچرها هستند. در نوع باز، هادی ها موازی با محور آرمیچر قرار می گیرند و انتهای آن ها به یکدیگر متصل نمی شود. این سیستم برای موتورهای کم ولتاژ مناسب است و مزیت اصلی آن سهولت در نصب و تعمیر می باشد.

در مقابل، سیم پیچ بسته شامل هادی هایی است که در یک مدار بسته قرار گرفته و انتهای آن ها به هم متصل می شود. این ساختار به توزیع یکنواخت جریان الکتریکی کمک کرده و تلفات انرژی را کاهش می دهد، به همین دلیل در موتورهای با توان بالا مورد استفاده قرار می گیرد.

سیم پیچ گرم و سیم پیچ درام

سیم پیچ گرم نوعی سیم پیچ است که از مواد مقاوم در برابر حرارت ساخته می شود تا بتواند در دماهای بالا عملکرد مناسبی داشته باشد. این نوع سیم پیچ برای موتورهایی مناسب است که در محیط های گرم یا تحت بار سنگین کار می کنند اما سیم پیچ درام متفاوت است،در این نوع، سیم ها دور یک استوانه یا درام پیچیده می شوند که به آرمیچر شکل استوانه ای می دهد. مزیت اصلی سیم پیچ درام اشغال فضای کمتر و ایجاد میدان مغناطیسی یکنواخت است که آن را برای موتورهای کوچک و دقیق مناسب می سازد.

آرمیچر سیم پیچ دور و موج

آرمیچر سیم پیچ دور روشی است که در آن هادی ها به شکل مارپیچ دور هسته آرمیچر پیچیده می شوند. این روش شامل تعداد دورهای بیشتری است و گشتاور بالاتری تولید می کند. موتورهایی که نیاز به قدرت زیاد دارند، اغلب از این نوع سیم پیچی استفاده می کنند.

در مقابل، سیم پیچ موج دارای الگوی زیگزاگی است که هادی ها را به شکلی خاص دور هسته قرار می دهد. این طراحی توزیع جریان را بهبود می بخشد و اتلاف انرژی را کاهش می دهد. موتورهایی که نیاز به سرعت بالا و راندمان بیشتر دارند، از سیم پیچ موج استفاده میکنند.

آرمیچر حلقوی

آرمیچر حلقوی طراحی خاصی دارد که در آن سیم پیچ ها به صورت حلقه های متصل به هم آرایش می یابند. این ساختار باعث تشکیل میدان مغناطیسی قوی و یکنواخت می شود که کارایی موتور را به طور قابل توجهی افزایش می دهد.

از آرمیچرهای حلقوی در موتورهایی استفاده می شود که کنترل دقیق سرعت و گشتاور اهمیت بالایی دارد. این نوع آرمیچر کاربرد زیادی در تجهیزات اتوماسیون صنعتی، سیستم های رباتیک و دستگاه های پزشکی دقیق دارد که نیاز به عملکرد دقیق و قابل اعتماد دارند.

آرمیچر پا قورباغه

آرمیچر پا قورباغه نامش را از شکل خاص هادی های آن گرفته است که شباهتی به پای قورباغه دارند. در این طراحی، هادی ها طوری قرار می گیرند که سطح تماس بیشتری با میدان مغناطیسی ایجاد می کنند. این ویژگی باعث می شود گشتاور و قدرت بیشتری تولید شود.

همچنین، این نوع آرمیچر اتلاف حرارتی کمتری دارد که آن را برای کاربردهای با توان متوسط تا بالا مناسب می سازد. صنایع سنگین، ماشین آلات صنعتی و سیستم های تهویه بزرگ از جمله مواردی هستند که از آرمیچر پا قورباغه بهره می برند.

اجزای اصلی آرمیچر

• آهن ربای دائمی
• سیم پیچ
• کلکتور
• محور
• زغال
• آرماتور
• بالشتک آرمیچر

آهن ربای دائمی، یکی از اجزای آرمیچر

آهن ربای دائمی در آرمیچر، قطعه ای است که یک میدان مغناطیسی ثابت تولید می کند. این میدان مغناطیسی با میدان مغناطیسی ایجاد شده در سیم پیچ آرمیچر واکنش نشان می دهد و نیروی لازم برای چرخش را فراهم می کند. آهن رباهای دائمی در قسمت ثابت دستگاه قرار می گیرند.

سیم پیچ

سیم پیچ، از سیم مسی عایق بندی شده تشکیل شده و دور هسته آرمیچر پیچیده می شود. با عبور جریان الکتریکی از این سیم پیچ، یک میدان مغناطیسی ایجاد می گردد که با میدان مغناطیسی آهن ربای دائمی تعامل می کند و باعث چرخش آرمیچر می شود.

کلکتور از اجزای آرمیچر

کلکتور مجموعه ای از قطعات مسی عایق بندی شده است که به انتهای سیم پیچ های آرمیچر متصل می شود. وظیفه کلکتور تغییر جهت جریان الکتریکی در سیم پیچ ها در زمان های مشخص است تا چرخش مداوم آرمیچر در یک جهت امکان پذیر شود.

محور

یک میله فلزی است که هسته آرمیچر و کلکتور بر روی آن نصب می شوند. این محور نیروی چرخشی تولید شده توسط آرمیچر را به بخش مورد نظر برای حرکت منتقل می کند و باید از استحکام کافی برخوردار باشد.

زغال

قطعاتی از جنس کربن هستند که با سطح کلکتور در تماس لغزشی قرار می گیرند. وظیفه آن ها انتقال جریان الکتریکی از منبع ثابت خارجی به سیم پیچ های متحرک آرمیچر از طریق کلکتور است.

آرماتور

آرماتور هسته مرکزی آرمیچر است که از لایه های نازک فولادی با قابلیت مغناطیسی بالا ساخته می شود. این ساختار به منظور تقویت میدان مغناطیسی و کاهش تلفات انرژی ناشی از جریان های گردابی طراحی شده است و سیم پیچ ها دور آن قرار می گیرند.

بالشتک آرمیچر

بالشتک آرمیچر قطعاتی هستند که محور آرمیچر در آن ها می چرخد و به آن ها یاتاقان نیز گفته می شود. وظیفه بالشتک ها کاهش اصطکاک بین محور چرخان و قسمت ثابت است تا چرخش روان و با کمترین اتلاف انرژی صورت گیرد.

نحوه کار آرمیچر چگونه است؟

آرمیچر در موتورهای الکتریکی جریان مستقیم بر اساس اصل نیروی الکترومغناطیسی کار می کند. وقتی جریان الکتریکی از طریق جاروبک ها (ابزاری جهت هدایت جریان الکتریکی بین سیم‌های چرخان و ثابت و کموتاتور سوئیچی الکتریکی) به کموتاتور و سپس به سیم پیچ های آرمیچر می رسد، یک میدان مغناطیسی اطراف این سیم پیچ ها ایجاد می شود.

این میدان مغناطیسی با میدان مغناطیسی ثابت که توسط آهنرباهای دائمی یا سیم پیچ های تحریک در استاتور تولید می شود، تعامل می کند. طبق قانون نیروی لورنتس ( نیروی وارد بر بار نقطه‌ای در میدان الکترومغناطیسی)، این تعامل باعث ایجاد نیرو بر روی سیم پیچ های آرمیچر می شود که به صورت گشتاور عمل کرده و آرمیچر را به چرخش در می آورد.

نکته مهم در عملکرد آرمیچر، وجود کموتاتور است که همراه با آرمیچر می چرخد. کموتاتور با تغییر مداوم قطبیت جریان در سیم پیچ های آرمیچر، باعث می شود که جهت میدان مغناطیسی آرمیچر به گونه ای تغییر کند که همواره با میدان مغناطیسی استاتور در تعامل مناسب باشد.

این تغییر مداوم قطبیت باعث می شود که گشتاور تولیدی همیشه در یک جهت باقی بماند و آرمیچر به چرخش پیوسته خود ادامه دهد. در واقع، کموتاتور نقش یکسوساز مکانیکی را ایفا می کند که جریان متناوب را در سیم پیچ های آرمیچر به جریانی با جهت مناسب برای تداوم چرخش تبدیل می کند.

کاربرد آرمیچر

آرمیچر یک قطعه اصلی در بسیاری از دستگاه های الکتریکی و مکانیکی است که در زندگی روزمره و صنایع مختلف استفاده می شود. عملکرد آن تبدیل انرژی الکتریکی به حرکت چرخشی با استفاده از اصول الکترومغناطیس است.

آرمیچر در بسیاری از وسایل کاربرد دارد، از ابزارهای دستی کوچک مانند دریل ها و پیچ گوشتی های برقی تا ماشین آلات صنعتی بزرگ و همچنین در سیستم های مختلف خودروها مانند استارتر، برف پاک کن و فن های خنک کننده.

آرمیچر در چه وسایلی وجود دارد؟

• انواع دریل
• انواع سنگ فرز
• چکش تخریب
• مته برقی
• اره های برقی
• پولیشر
• آچار بکس برقی و شارژی
• پیچ گوشتی شارژی
• در وسایل نقلیه
• دستگاه های صنعتی و ماشین آلات تولیدی
• لوازم خانگی

انواع دریل و کاربرد آرمیچر در آن ها

دریل های برقی، چه از نوع دستی برای مصارف خانگی و کارگاهی و چه از نوع ستونی برای کارهای دقیق تر صنعتی، همه از آرمیچر برای ایجاد حرکت چرخشی مته استفاده می کنند. قدرت و سرعت چرخش آرمیچر در انواع مختلف دریل ها، بسته به نوع کاربری و جنس موادی که قرار است سوراخ شوند، متفاوت است. دریل های چکشی نیز علاوه بر چرخش، از مکانیزم های مرتبط با آرمیچر برای ایجاد ضربه و نفوذ بهتر در مواد سخت استفاده می کنند.

انواع سنگ فرز و کاربرد آرمیچر در عملکرد آن ها

سنگ فرزهای برقی ابزاری قدرتمند برای برش، سایش و پرداخت سطوح مختلف هستند و عملکرد آن ها مستقیماً به چرخش پرسرعت صفحه برش یا ساب توسط آرمیچر وابسته است. انواع مختلف سنگ فرز از جمله ینی فرزها و… ، هر کدام دارای آرمیچرهایی با توان و سرعت چرخش متفاوت هستند که برای کاربردهای خاص بهینه شده اند.

چکش تخریب و بهره گیری از آرمیچر در ایجاد ضربه

چکش های تخریب برقی برای شکستن و تخریب سطوح سخت مانند بتن و آسفالت به کار می روند.

مته برقی و وظیفه آرمیچر در چرخش مته

مته های برقی ابزارهای رایج و پرکاربرد برای ایجاد سوراخ در مواد مختلف از چوب و فلز گرفته تا پلاستیک و مصالح ساختمانی هستند. آرمیچر در این ابزارها وظیفه چرخاندن مته با سرعت و قدرت مناسب را بر عهده دارد که امکان نفوذ و ایجاد سوراخ در مواد گوناگون را فراهم میکند.

اره های برقی و تأمین نیروی برش توسط آرمیچر

اره های برقی در انواع مختلفی مانند اره عمودبر، اره گردبر، اره زنجیری و اره فارسی بر برای برش مواد گوناگون به کار می روند. در تمامی این اره ها، آرمیچر نیروی لازم برای به حرکت درآوردن تیغه برش با سرعت و قدرت مناسب را تأمین می کند تا عمل برش به طور مؤثر و دقیق انجام شود.

پولیشر و نقش آرمیچر در ایجاد حرکت دورانی پد

دستگاه های پولیشر برقی برای پرداخت و براق کاری سطوح مختلف مانند بدنه خودرو، سنگ و چوب استفاده می شوند. آرمیچر در این دستگاه ها وظیفه چرخاندن پد پولیش با سرعت قابل تنظیم را بر عهده دارد که امکان انجام عملیات پولیش با کیفیت های متفاوت را فراهم می سازد.

آچار بکس برقی و شارژی

آچارهای بکس برقی و شارژی برای باز و بسته کردن سریع و آسان پیچ و مهره ها هستند که آرمیچر در این ابزارها گشتاور مورد نیاز برای چرخاندن مهره ها را ایجاد می کند که با توجه بهنوع آچار، قدرت و سرعت چرخش آرمیچر متفاوت است.

پیچ گوشتی شارژی

پیچ گوشتی های شارژی ابزارهای کوچک و کارآمد برای باز و بسته کردن پیچ ها هستند. آرمیچر کوچک موجود در این ابزارها نیروی چرخشی لازم برای این کار را فراهم می کند و معمولاً دارای تنظیمات گشتاور مختلف برای کار با پیچ های متفاوت است.

آرمیچر در وسایل نقلیه

استارت موتور برای روشن کردن، موتور برف پاک کن برای تمیز کردن شیشه، پمپ های الکتریکی برای گردش سوخت و آب، فن های خنک کننده موتور و سیستم تهویه و حتی در سیستم های بالابر شیشه و تنظیم آینه ها از آرمیچر استفاده میشود.

همچنین بخوانید: دینام ماشین چیست

استفاده از آرمیچر در دستگاه های صنعتی و ماشین آلات تولیدی

در محیط های صنعتی، آرمیچر در بسیاری از ماشین آلات و تجهیزات تولیدی قرار دارد. از پمپ ها و کمپرسورهای بزرگ گرفته تا نوار نقاله ها، ربات های صنعتی، ماشین های CNC و دستگاه های بسته بندی، آرمیچر نیروی محرکه لازم برای انجام کارهای مختلف را تأمین می کند.

استفاده در لوازم خانگی

جاروبرقی برای ایجاد مکش، ماشین لباسشویی و ظرفشویی برای چرخاندن دیگ و پمپ آب، مخلوط کن و آسیاب برای تهیه مواد غذایی، فن های خانگی برای تهویه هوا و بسیاری دیگر از وسایل از آرمیچر برای انجام وظایف خود استفاده می کنند. در آموزشگاه فن آموزان اصفهان در دوره آموزش تعمیرات لوازم خانگی از صفر تا صد این موارد آموزش داده میشوند.

همچنین بخوانید: علت برق داشتن بدنه یخچال

نتیجه گیری

آرمیچرها به عنوان اجزای اصلی موتورهای الکتریکی در انواع مختلفی طراحی و تولید می شوند که هر کدام برای کاربردهای خاصی بهینه شده اند. انواع آرمیچر شامل آرمیچر با سیم پیچ باز و بسته، سیم پیچ گرم و درام، سیم پیچ دور و موج، آرمیچر حلقوی و آرمیچر پا قورباغه می باشند. ساختار اصلی همه آرمیچرها شامل هسته آهنی، سیم پیچ ، کموتاتور، محور، زغال، آرماتور و بالشتک است که با همکاری یکدیگر انرژی الکتریکی را به حرکت مکانیکی تبدیل می کنند.

آرمیچر در بسیاری از وسایل از جمله دریل، سنگ فرز و اره های برقی گرفته تا قطعات خودرو مثل استارتر و برف پاک کن و همچنین در لوازم خانگی و ماشین آلات صنعتی کاربرد دارد. انتخاب نوع مناسب آرمیچر بر اساس نیازهای عملکردی، توان مورد نیاز، محیط کاری و هزینه تولید صورت می گیرد و تأثیر مستقیمی بر کارایی، راندمان و طول عمر دستگاه های الکتریکی دارد.