موتور گیربکس AC

موتور گیربکس های نوع AC

در این مقاله به معرفی ویژگی ها و انواع مختلف موتور گیربکس AC و تقسیم بندی آن ها می پردازیم. در ابتدا مفهوم موتور گیربکس را معرفی می کنیم.

در واقع موتور گیربکس ها از قطعات مهم صنعت هستند که خیلی از شرکت های بزرگ و کوچک از آن استفاده می کنند. برای انتخاب و خرید موتور گیربکس حتما این مقاله را مطالعه کنید.

معرفی موتور گیربکس

موتور گیربکس شامل یک گیربکس و یک موتور الکتریکی از نوع DC یا AC است که با هم ترکیب شده اند. و می تواند همزمان عملکرد یک موتور الکتریکی و گیربکس را داشته باشد.

گیربکس

در واقع وظیفه گیربکس انتقال نیرو از تولید کننده به مصرف کننده است. این انتقال نیرو در جهت افزایش/کاهش گشتاور و یا سرعت دوران است. و یک تعادل را بین این دو طرف (تولید و مصرف) ایجاد می کند. می توان از گیربکس ها برای تغییر جهت دوران هم استفاده کرد (یعنی هم ساعتگرد و هم پاد ساعتگرد). خروجی کار اغلب گیربکس های استفاده شده در صنعت گشتاور است و در تناسب با نوع کاربری آن گشتاور یا سرعت دورانی را کاهش یا افزیش می دهد.

موتور الکتریکی

موتور الکتریکی یا همان الکتروموتور ها می توانند با جریان برق متناوب و مستقیم کار کنند. این قطعه قابلیت تبدیل انرژی الکتریسیته به انرژی مکانیکی را دارد. به طور کلی به دو دسته کلی موتور AC و DC تقسیم می شود.

موتور الکتریکی AC

موتور AC یک موتور الکتریکی است که توسط جریان متناوب (AC) هدایت می شود. موتور AC معمولاً از دو قسمت اساسی تشکیل شده است، یک استاتور خارجی دارای سیم پیچ هایی با جریان متناوب برای تولید میدان مغناطیسی چرخشی و یک روتور داخلی متصل به شفت خروجی که یک میدان مغناطیسی چرخشی دوم را تولید می کند. میدان مغناطیسی روتور ممکن است توسط آهنرباهای دائمی یا سیم پیچ های الکتریکی DC یا AC تولید شود.

روتور 

روتور جز متحرک سیستم الکترو مغناطیسی در موتور AC، ژنراتور الکتریکی یا دینام است. چرخش آن به دلیل فعل و انفعال بین سیم پیچ ها و میدان های مغناطیسی است که باعث ایجاد گشتاور در اطراف محور روتور می شود.

استاتور 

استاتور بخشی ثابت از یک سیستم چرخشی است که در ژنراتورهای الکتریکی، موتورهای الکتریکی و آژیرها یافت می شود. انرژی از طریق یک استاتور به قطعه چرخان جریان می یابد یا از آن نشات می گیرد. در یک موتور الکتریکی، استاتور یک میدان مغناطیسی چرخشی را فراهم می کند که آرماتور چرخان را هدایت می کند. در یک ژنراتور، استاتور میدان مغناطیسی چرخان را به جریان الکتریکی تبدیل می کند. در دستگاه های هیدرولیکی، استاتور جریان سیال را به قسمت چرخان سیستم هدایت می کند.

انواع موتور AC

دو نوع اصلی موتور AC، موتورهای القایی (آسنکرون) و موتورهای سنکرون هستند. موتور القایی (یا موتور غیر همزمان) همیشه به اختلاف کم موجود در سرعت بین میدان مغناطیسی چرخان استاتور و سرعت شفت روتور متکی است که به آن لغزش گفته می شود تا جریان روتور را در سیم پیچ روتور AC القا کند. در نتیجه، موتور القایی نمی تواند نزدیک به سرعت همزمان با استاتور گشتاور تولید کند. در غیر آن صورت دیگر القا اتفاق نمی افتد.

در مقابل، موتور سنکرون برای کار به القا لغزش متکی نیست و از آهن ربا های دائمی، قطب های برجسته (دارای قطب های مغناطیسی برجسته) یا سیم پیچ روتور به طور مستقل برانگیخته استفاده می کند. موتور سنکرون دقیقاً با سرعت همزمان با میدان حاصل از استاتور گشتاور نامی خود را تولید می کند.

موتور گیربکس AC
موتور الکتریکی AC

تاریخچه

در سال 1882، نیکولا تسلا پایه میدان مغناطیسی چرخان را بنا نهاد و زمینه استفاده از میدان چرخان را به عنوان نیروی محرک هموار کرد. در سال 1883 وی از این اصول برای طراحی موتور القایی دو فاز استفاده کرد. در سال 1885، گالیله فراریس تحقیقات مستقلی را در این زمینه آغاز كرد و در سال 1888 نتایج تحقیقات خود را در قالب مقاله به آكادمی علوم سلطنتی در تورین ایتالیا ارائه داد.
حرکتی که نیکولا تسلا در سال 1883 آغاز کرد همان چیزی بود که امروزه برخی از آن به عنوان “انقلاب صنعتی دوم” یاد می کنند زیرا منجر به تولید آسان انرژی الکتریکی و همچنین امکان انتقال برق در مسافت های طولانی شد. قبل از اختراع موتورهای AC توسط تسلا، موتورها با جریان مستقیم کار می کردند. تسلا اشاره کرد که می توان کلکتور های موتور را خارج کرد تا موتور بتواند از طریق یک میدان چرخان حرکت کند. بعداً تسلا برای ثبت اختراع موتور خود، حق ثبت اختراع  را به دست آورد. این موتور که در بسیاری از عکس های تسلا نیز وجود دارد، نوع خاصی از موتور القایی بود.
در سال 1890 ، میخائیل آسیبوویچ یک موتور روتور قفسی سه فاز اختراع کرد. این نوع موتور امروزه برای کاربردهای مختلف بسیار مورد استفاده قرار می گیرد.

موتور AC سه فاز القایی

از چنین موتور هایی در بیشتر مکان هایی که سیستم تغذیه سه فاز (یا چند فاز) در دسترس است، بخصوص در توان های بالاتر استفاده می شود. اختلاف فاز بین هر یک از سه مرحله تأمین، یک میدان چرخشی متعادل را ایجاد می کند که با سرعت ثابت می چرخد.
در یک موتور القایی، یک میدان مغناطیسی چرخان باعث ایجاد جریان در سیم پیچ روتور می شود. این جریان متقابل یک میدان مغناطیسی ایجاد می کند که باعث چرخش روتور در جهت میدان مغناطیسی چرخان می شود. اما روتور باید همیشه با سرعتی کمتر از سرعت استاتور بچرخد، زیرا اگر سرعت روتور و میدان چرخش یکی باشد، هیچ جریانی در روتور القا نمی شود.
موتور گیربکس AC
اجزا موتور AC
موتورهای القایی به طور گسترده ای در صنعت مورد استفاده قرار می گیرند. اما توان های حدود 500 کیلووات بسیار بیشتر است. موتورهای القایی معمولاً در اندازه های استاندارد ساخته می شوند (اگرچه این استاندارد ها در اروپا و ایالات متحده متفاوت است). این استاندارد های ساخت موتور تقریباً همه آنها قابل تعویض است. قدرت برخی از موتور های القایی بسیار بزرگ به دهها هزار کیلووات می رسد. موارد استفاده این موتورها شامل کمپرسورهای خط لوله و تونل باد است. دو نوع مختلف روتور برای این موتورها وجود دارد:
روتور قفس (قفس سنجاب)
روتور سیم پیچ

موتور AC سه فاز سنکرون

اگر خروجی قطب های روتور توسط جمع کننده ها از موتور خارج شده و به منبع خارجی (سه فاز) متصل شود به طوری که روتور به نوبه خود یک میدان جداگانه و پیوسته ایجاد کند، موتور را موتور سنکرون یا همزمان می نامند. سرعت چرخش روتور در موتورهای سنکرون همیشه برابر با سرعت میدان چرخشی است و به همین دلیل به این موتورها سنکرون گفته می شود.
از این موتور ها می توان به عنوان مولد جریان متناوب نیز استفاده کرد.
امروزه موتور های سنکرون اغلب توسط کنترل کننده های ترانزیستور فرکانس هدایت می شوند. این موتورها همچنین می توانند به عنوان یک موتور القایی راه اندازی شوند که در آن روتور این موتورها از میله های راهنمای مشابه روتورهای قفس استفاده می کند و پس از راه اندازی، این قسمت از روتور به طور خودکار از مدار خارج می شود تا پس از رسیدن موتور در سرعت اسمی مقدار کمی جریان در قفس روتور و در نتیجه تقریباً خارج از مدار است.

کاربرد موتور AC سنکرون

 از کاربرد های موتور های سنکرون اصلاح ضریب توان است. در مراکز صنعتی، تقریباً همه بارها (به استثنای موتورهای سنکرون با تحریک زیاد) از انرژی الکتریکی در پس فاز استفاده می کنند. بارهای پس فاز باعث اختلاف فاز در مدار و کاهش ضریب توان مدار می شود که می تواند منجر به تلفات اضافی در امتداد خطوط شود. با توجه به ویژگی های خاص موتور های سنکرون می توان از آن ها برای اصلاح ضریب توان نیز استفاده کرد زیرا اگر موتور سنکرون در حالت برانگیخته کار کند، تقریباً مانند یک بار خازنی عمل می کند و از انرژی الکتریکی در یک مرحله قبل استفاده می کند و بنابراین به جای خازن های اصلاح ضریب قدرت می توان از موتور سنکرون استفاده کرد. این ویژگی موتورهای سنکرون استفاده از آنها را علیرغم مشکلات مربوط به عملکرد آنها معمول می کند.

مقالات مرتبط

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.